Ymchwiliadau rhifiadol o RC, SFRC, a Chynlluniau Leinin Segmentol Hybrid
Er mwyn astudio perfformiad strwythurau leinin concrit ar raddfa'r twnnel a'u cymharu â chynlluniau leinin concrit cyfnerth confensiynol, dadansoddwyd strwythurau gwahanol leinin twnnel wedi'u hatgyfnerthu ar wahân gan ddefnyddio modelau 2D manwl gan gynnwys haenau grout a segmentau leinin twnnel unigol. ymateb. At y diben hwn, diffiniwyd prosiect twnnel cyfeirio (dyfnder gorchudd 20 m, sylfaen tywod, cyfernod pwysedd daear ochrol 0.5), lle pennwyd y llwytho ar y leinin gan broses- efelychiad twnnel gogwydd (gweler y manylion yn Adran 6.4.1) (mewn cyflwr cyson). Roedd y dadansoddiad yn canolbwyntio ar wydnwch, wedi'i fesur gan agoriad crac uchaf sy'n fwy na'r lled a ganiateir o 0.2 mm. Segmentau leinin concrit wedi'u hatgyfnerthu heb fawr o atgyfnerthiad (10-10 C ychwanegol o fariau dur mewn ardaloedd straen uchel), segmentau leinin concrit wedi'u hatgyfnerthu â ffibr dur gyda ffibrau pen bachyn cryfder confensiynol 60 kg/m3 60 mm, ac atgyfnerthu hybrid eu dadansoddi segmentau leinin (125 mm dur ffibr concrid stribedi a 200 mm hir dur ffibr concrid capiau uchaf). Mae cyfanswm màs dur y segmentau leinin SFRC a RC yn debyg (tua 260 kg / segment), tra bod y segment leinin hybrid yn defnyddio 65% yn llai o ddur (92 kg / segment). Perfformiwyd yr efelychiad gan ddefnyddio concrit gradd C40/{50- gyda chryfder tynnol dylunio o 2.5 N/mm2. Ar gyfer dyluniadau sy'n cynnwys SFRC, rhagdybir bod gan y ffibrau gyfeiriadedd isotropig. Gellir dod o hyd i gymariaethau o wahanol gysyniadau diogelwch mewn ffibr a segmentau anystwyth confensiynol a dadansoddiad o elfennau meidraidd aflinol yn y llenyddiaeth.
O dan lwythi nodweddiadol, nid yw craciau mawr yn digwydd mewn leinin segmentol concrit cyffredin. Fodd bynnag, mae dau fodd methiant posibl: yn yr adran gladdgell, gwelwyd isafswm grym arferol (1375 kN/m) ac uchafswm amser plygu (329 kNm/m), gan arwain o bosibl at graciau hyblyg. Mae'r straen tynnol uchaf yn digwydd yn agos at 78 gradd ar y cymal hydredol oherwydd grym arferol o 1943 kN/m ac eiliad plygu o 217 kNm/m. Gall hyn arwain at dorri'r corneli segmentiedig. Yn seiliedig ar yr arsylwadau hyn, crëwyd dau gas llwyth at ddibenion dylunio. Ar gyfer dyluniad yr adran gladdgell yn amodol ar blygu, caiff y llwythi eu haddasu fel bod y foment blygu canlyniadol yn cynyddu 1.5 gwaith a bod y grym arferol yn cael ei leihau gan 0.5 gwaith. Ar gyfer dyluniadau o amgylch cymalau hydredol lle mae malu yn debygol o ddigwydd, cynyddwch y grym arferol a'r foment blygu gan ffactor o 1.5 i gynyddu trosglwyddiad straen a chynnal cylchdro ar y cyd.
Achos Llwyth: Plygu
Ymateb pob dyluniad leinin, neu gynlluniau atgyfnerthu, i amodau llwytho plygu. Dim ond ymateb hyblyg y segment claddgell a ddangosir gan mai dyma'r ardal lle gwelir y craciau mwyaf. Ar ben hynny, dim ond lled y crac a ddangosir. Ni ddifrodwyd y system leinin a pharhaodd i weithredu fel strwythur cynnal llwyth. Felly, yr unig ffactor sy'n cyfyngu ar ddewis unrhyw un o'r achosion hyn yw'r lled crac a ragwelir, na all fod yn fwy na'r gofynion prosiect penodol ar gyfer y cyflwr terfyn gwydnwch (tua 0.2 mm).
Yn ôl y disgwyl, dangosodd y cylch leinin concrit plaen (PC) y craciau plygu mwyaf, gyda'r prif graciau'n digwydd ar ymyl fewnol uchaf leinin y twnnel, lle rhagwelir y momentyn plygu uchaf. Mae'n werth nodi bod y cynllun PC yn arddangos ymddygiad aml-grac (oherwydd grymoedd arferol cywasgol) yn hytrach nag un crac byd-eang sy'n arwain at fethiant segmentau. Dangosodd y segmentau concrit cyfnerth ymateb tebyg i'r segmentau concrit cyfnerth, a'r prif wahaniaeth oedd bod y patrwm crac yn fwy rheolaidd. Yn hytrach na rhagfynegi meintiau crac sydd fwy neu lai yn cyfateb i'r foment blygu a gymhwysir ar bwynt penodol, fel mewn segmentau PC, mae'r meintiau crac a welir mewn segmentau R yn fwy neu lai yn debyg, gan nodi y bydd y bariau dur yn symud yn effeithiol ar hyd yr ymateb Crac cyfyngiadau ar hyd bar. Y lled crac uchaf a ragwelir yn yr adran concrit cyfnerthedig yw 0.158 mm, sydd o fewn yr ystod oddefadwy o lai na 0.2 mm a nodir yn y terfyn defnyddioldeb. Yn ffodus, segmentau SFRC oedd y rhai mwyaf effeithiol o ran lleihau lled crac. Mae'r ddau opsiwn atgyfnerthu yn arwain at holltau sy'n sylweddol is na'r terfyn gwasanaeth ac felly maent yn ddyluniadau atgyfnerthu effeithiol. O dan y cynllun atgyfnerthu hybrid, mae perfformiad plygu adran lawn SFRC ychydig yn well (0.112 mm vs. 0.142 mm). Mae hyn yn cyfateb i gynnydd mewn lled crac o tua 25%, tra bod cyfanswm y gostyngiad yn SFRC yn 75%.
Câs llwyth: Apelio ar gymalau hydredol
Dangosir ymateb yr holl ddyluniadau leinin, neu gynlluniau atgyfnerthu, o dan lwythi asglodi, yn Ffigur 5.28. Digwyddodd y crac naddu mwyaf ar y cymal hydredol 78 gradd o ben y twnnel, wedi'i fesur yn glocwedd o ben y cylch. Ar y cyfan, mae'r tueddiadau a ragwelir mewn lled crac uchaf yn debyg i'r rhai ar gyfer yr amrywiad plygu. Fodd bynnag, yn achos asglodi, profodd SFRC i fod yn fwy effeithiol wrth leihau lled crac.
Mae'n bwysig nodi nad yw'r isafswm ymwrthedd crac dur a ddarperir wrth ddylunio concrit wedi'i atgyfnerthu yn ddigon i atal craciau rhag ffurfio sy'n fwy na goddefiannau. Mae hyn yn dangos bod SFRC yn fwy addas na RC ar gyfer gwrthsefyll craciau asglodi. Gellir cynyddu effeithiolrwydd cynlluniau atgyfnerthu hybrid trwy ddefnyddio hyd capiau concrit cyfnerth uwch lle maent yn perfformio'n well na chynlluniau concrit cyfnerth confensiynol ac yn is na'r terfynau gwasanaeth arferol. Mae craciau yn cychwyn y tu allan i'r haen ffibr dur, a gall y cap haen ffibr dur gyfyngu ar ddatblygiad pellach y crac yn unig. Er mwyn amcangyfrif yr hyd cap SFRC gorau posibl, gellir defnyddio algorithm optimeiddio.
