大盾构管片最不利上浮状态下三维形变特征模型试验方案设计

作     者：李明宇 王越 李庆民 陈健 王承震 蔺云宏 田应飞 LI Mingyu;WANG Yue;LI Qingmin;CHEN Jian;LIN Yunhong;WANG Chengzhen;TIAN Yingfei

作者机构：郑州大学土木工程学院河南郑州450001 中国铁建水下隧道工程实验室山东济南250101 中铁十四局集团有限公司山东济南250101 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51508520) 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目(202102310586) 河南省住房城乡建设科技计划项目(K1940,K1817) 中铁十四局集团有限公司科技研发计划课题(9137000016305598912021A02) 

出 版 物：《中国铁道科学》 (China Railway Science)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      码：101-112页

摘      要：隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤。为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模型试验系统,对大直径管片最不利上浮状态下的瞬时变形进行分析。试验装置由围压加载装置和非均布上浮力加载装置组成,可实现单点或多点同步加卸载;模型试验采用不同刚度弹簧模拟上浮期隧道与地层之间的相互作用;根据相似理论对管片模型和连接螺栓进行精细化设计和加工;根据实际工程中试验段的围压对模型围压初始值进行换算,并将动、静态上浮力相结合,提出更符合工程实际的盾构隧道横、纵向上浮力分析模型。结果表明:在拱底非均布上浮力的作用下,拱底竖向位移和收敛变形沿纵向均近似呈对数正态分布,其最大值均出现在脱出盾尾后第3环;各环管片的收敛变形与拱底竖向位移近似呈线性关系,斜率介于0.63~1.49之间;模型试验结果与实测数据相吻合。研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计和施工提供一定的技术支持。

主 题 词：盾构隧道 管片上浮 三维形变 模型试验 非均布上浮力 

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：10.3969/j.issn.1001-4632.2024.02.10

馆 藏 号：203127427...