U型约束混凝土拱架侧压比影响研究：全尺寸试验与承载力分析

"该研究是关于U型约束混凝土(UCC)拱架在不同侧压比荷载下的全尺寸试验，旨在探讨拱架的承载特性、屈服失稳机制及其受侧压比影响的规律。试验对象为直腿半圆形UCC拱架，通过对比分析变形破坏形态、承载力和材料应变，揭示了拱架在加载过程中的行为。在初期，拱架经历线弹性变形，主要承受压弯作用。随着荷载增加，拱架会出现局部强度破坏导致整体屈服，进一步加载将引发整体结构失稳。具体数据显示，UCC29拱架在侧压比λ=1.0时的整体屈服承载力达到1230 kN，相比相同尺寸的U36拱架提升了1.56倍。侧压比对拱架性能有显著影响，屈服承载力随λ(λ≥0.5)增大呈指数下降，同时拱架的变形形态和危险截面位置也会变化。研究指出，对于直腿半圆形拱架，较小的侧压比可使拱架内力更接近轴压状态，从而提高其承载能力。" 本文详细探讨了U型约束混凝土拱架在不同侧压比条件下的力学行为。全尺寸试验提供了实际工况下的数据，以直腿半圆形UCC拱架为模型，研究了其在不同荷载状态下的变形、失效模式以及承载力的变化。在初始阶段，拱架表现出线性弹性响应，主要承受压力和弯曲的组合效应。然而，随着荷载的增加，部分截面会出现强度破坏，这标志着拱架进入整体屈服阶段。继续加载，拱架会逐渐失去稳定，直至丧失承载能力。 实验结果特别强调了侧压比的重要性。在λ=1.0的加载条件下，UCC29拱架的屈服承载力明显高于U36拱架，显示了UCC材料在承受较大侧向压力时的优越性能。然而，随着侧压比的增加（λ≥0.5），拱架的屈服承载力呈现指数级下降，表明侧压比对拱架的稳定性有显著负面影响。此外，拱架的变形形态和可能出现破坏的截面位置也随侧压比的增大而改变，这为设计和施工提供了重要的参考依据。 对于直腿半圆形拱架，研究发现，侧压比在一定范围内减小，可以使得拱架内力更接近于轴向压力，从而提高拱架的承载荷载。这一发现对于优化拱架设计，尤其是在侧向压力较大的环境中选择合适的侧压比具有指导意义。 这项研究不仅深化了对U型约束混凝土拱架受力特性的理解，还为工程实践提供了宝贵的试验数据和理论依据，有助于提升地下工程中混凝土拱架的安全性和耐久性。关键词包括U型约束混凝土、拱架、全尺寸试验、承载力和屈服失稳机制，涉及的领域包括隧道工程、地下结构设计和材料科学。