错台对盾构管片纵缝压弯力学性态的影响

作     者：丁文其 吴昱东 张晓东 乔亚飞 DING Wen-qi;WU Yu-dong;ZHANG Xiao-dong;QIAO Ya-fei

作者机构：同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中铁南方投资集团有限公司广东深圳518116 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(52090083,51978515) 上海市2020年度“科技创新行动计划”项目(20dz1202600) 中铁南方2020年度科技创新计划立项课题(ZTNF-2020-03) 华设设计集团股份有限公司科技开放基金项目 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2023年第36卷第11期

页      码：256-265页

摘      要：管片错台是盾构隧道的常见病害,严重危害了隧道的安全及耐久性,但关于错台对管片结构力学性能的影响研究还不充分,其发生机制尚不明确。采用足尺试验和数值模拟研究了错台对管片纵缝抗弯性能的影响。首先,针对错台管片接缝试件进行正负弯矩下的足尺压弯试验,建立并验证了考虑混凝土损伤的三维精细化错台接缝数值模型,综合试验数据和数值结果,总结了错台纵缝的破坏过程和破坏特征;然后,开展不同错台量工况下隧道纵缝的数值模拟计算,分析了不同错台量对管片接缝力学性态的影响。结果表明:错台管片接缝的破坏过程可分为5个阶段,阶段间的4个特征点分别为螺栓开始受力、管片明显损伤、管片顶部闭合和接缝破坏。错台对正弯矩接缝力学性能影响较小,但对负弯矩接缝抗弯能力影响明显,极限负弯矩承载力下降11.7%,第1阶段刚度下降22.8%,并且两者均随错台量的增加而线性减小。相对于无错台工况,错台接缝会引起螺栓对螺栓孔混凝土过度挤压,使其出现严重压溃,且负弯矩下管片内侧受力不对称导致受压损伤加剧,会提前形成因开裂导致的渗漏水通道。因此,在隧道运营阶段,应根据错台量正确预估接缝的承载力,并考虑错台可能引起的局部混凝土压溃等混凝土病害及二次灾害。

主 题 词：隧道工程 管片接缝 足尺试验 错台 承载能力 破坏模式 数值模拟 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19721/j.cnki.1001-7372.2023.11.007

馆 藏 号：203125191...