随机载荷下盾构螺栓疲劳寿命分析
2021-03-11罗立娜
南方职业教育学刊 2021年6期
马 冬,罗立娜
(广州铁路职业技术学院,广东 广州 510430)
1 引言
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
盾构螺栓是盾构法施工时装配式衬砌管片接头的连接构件,盾构螺栓的力学性能对隧道衬砌环的受力和变形有很大影响,是衬砌式隧道设计和施工必须考虑的因素。盾构螺栓在传统静强度分析时,仅考虑单次载荷作用时螺栓危险截面应力与材料许用应力之间的关系。静强度分析可粗略评价盾构螺栓连接是否满足使用条件,但工程实际应用中的盾构螺栓所受载荷通常为循环载荷,且载荷大小具有随机性,因此通过静强度理论分析盾构螺栓是否符合使用条件具有局限性。
Miner-Palmgren 线性累积损伤理论是目前工程实际中应用广泛的疲劳设计方法,根据线性累积损伤理论,有限材料的疲劳破坏是由于循环载荷的不断作用而产生损伤并不断积累造成的,材料的疲劳损伤程度与对应的应力循环次数成正比[1]。在运用线性累积损伤理论对构件进行疲劳分析时,董聪[2]等将疲劳损伤累积过程看作是能量耗散的不可逆过程,从随机过程的角度研究了各类随机损伤累积法则均应满足的若干必要条件,对目前已有的一些概率型疲劳损伤累积法则的统计相容性进行了较为系统的理论分析,建立了一类不依赖于疲劳寿命具体分布形式的随机疲劳累积损伤可靠性分析模型。……
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