盾构隧道套筒-直螺栓新型环间接头抗剪性能研究

作     者：刘议文 周子扬 封坤 何川 林刚 LIU Yiwen;ZHOU Ziyang;FENG Kun;HE Chuan;LIN Gang

作者机构：西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2021YFB2600900) 国家自然科学基金资助项目(52078430) 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2024年第21卷第8期

页      码：3248-3261页

摘      要：为在大直径盾构隧道中更好发挥接头的抗剪、定位功能,设计安装于管片环缝螺栓孔处、外套于螺栓的空心套筒,为了探究“直螺栓+套筒”新型环间接头的抗剪性能,以成都锦绣隧道为背景,建立环间接头的三维精细化数值模型,并开展足尺试验对数值模型的计算精度进行验证。结果表明:新型环间接头在抗剪过程中主要分为3个受力阶段:摩擦段、构件抗剪段和破坏失效段,其抗剪刚度随着错台的发展呈现出非线性。套筒对接头的抗剪性能有明显的强化作用,将超过其承载能力的剪切荷载平稳过渡给螺栓,避免了管片突然产生滑移错台,并对管片有一定的保护作用。套筒与直螺栓的受力配合机理为:在管片产生微小错台时,套筒发生弹性变形并承担主要剪力,随着错台量增大,套筒逐渐进入塑性状态,螺栓承担主要剪力。套筒的加入能显著改善环间接头对于微小错台的控制能力,并且由于其自身具备的导向定位功能,能在管片拼装阶段就达到降低错台率和错台量的效果。足尺试验表明新型接头的破坏形式为:套筒、螺栓进入塑性状态而失效,管片发生以螺栓孔为对称中心、与水平方向成30°~45°的对称剪切破坏,管片薄弱区域为螺栓孔附近位于管片内弧面一侧的钢筋混凝土。研究成果将为此类接头今后的工程应用提供参考。

主 题 词：盾构隧道 环间接头 数值模拟 抗剪性能 接头足尺试验 

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] 

D　O　I：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20231757

馆 藏 号：203140256...