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通過實驗和有限元計算,對在均勻荷載作用下新型凍結井高強鋼筋混凝土弧形板井壁的變形特性、混凝土和鋼筋應力的分布規律、極限承載力及其壓碎區的位置進行了分析。研究結果表明,弧形構件的徑向變形較小,可通過選擇合適的可縮接頭材料使該井壁結構起到“先柔后剛”的作用;弧形構件的內排鋼筋總是比外排鋼筋先屈服,并且鋼筋發生屈服時對應荷載值一般為該構件極限承載力的60%左右;構件的極限承載力隨混凝土單軸抗壓強度的增大而增大,混凝土的強度等級提高10MPa,其極限承載力提高1.26MPa;弧形構件的壓碎區位于其端部附近,因此,在設計該種井壁結構時弧形構件的兩端應該加強,可在弧形構件的兩端采用鋼纖維混凝土以提高整體結構的承載能力。
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針對深厚表土層凍結井筒外層井壁的支護難題,結合其受力特點,提出了采用裝配式高強鋼筋混凝土弧形板結構,并考慮弧形板外壁與凍結壁的共同作用,推導出在不均勻凍結壓力作用下裝配式弧形板外壁的位移和內力計算公式。根據工程實例計算結果,指出了深厚表土層凍結井筒裝配式弧形板外壁在設計和施工中應注意的一些關鍵技術問題,從而為該種新型外壁的實際應用提供了理論和設計依據。
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