摘要：为探究二次受力情况下深埋盾构隧道衬砌结构的力学特性及破坏模式,结合深圳前海—南山深埋排水隧道工程开展了足尺试验研究。介绍了试验加载和测试方案,并对试验现象和数据进行了分析,得出了结构在二次受力情况下的受力特征。试验结果表明:试验结构的破坏链为259.75°纵缝内弧面、191.25°纵缝外弧面、348.75°纵缝外弧面混凝土相继压碎,最后90°管片主筋屈服,形成4个塑性铰后丧失承载能力。二次加载后,结构在加载至侧压力系数1.07时变形开始有所恢复;加载至侧压力系数1.18时,仍有56%的残余变形无法恢复。

摘要：圆形隧道地震效应的拟静力计算公式具有广泛的潜在应用价值。文章在获得深埋圆形盾构隧道剪切波和压缩波作用下天然地层远场应力的基础上,考虑地层结构界面的滑移和无滑移两种接触状态,给出了圆形盾构隧道基于等效刚度圆环的弯矩和轴力最大值的计算公式。通过建立相应的有限元数值分析模型,分析了三种地层工况下内力计算公式和数值求解两种方法所求内力结果的异同。研究表明:当地层-结构界面无滑移时,两种方法获得的弯矩和轴力最大值较为接近,说明内力计算公式与数值解具有良好的一致性;当地层-结构界面滑移时,采用内力公式较数值求解获得的弯矩和轴力最大值偏大;界面无滑移与滑移状态相比较,衬砌的轴力最大值较大,弯矩最大值较小。与数值解法相比较,内力计算公式更加简明、实用和偏于安全,建议采用滑动条件下的内力计算公式得到的弯矩最大值作为抗震设计的弯矩控制值。

摘要：以广佛环线东环隧道工程为背景,从盾构隧道动态施工全过程出发,参考考虑开挖面空间效应的二阶段分析方法,拓展盾构隧道施工全过程的两阶段分析方法,以此分别建立盾构隧道施工第一阶段和第二阶段分析模型,研究围岩蠕变过程中围岩应力释放率、填充层厚度、填充层弹性模量对大埋深软岩盾构隧道围岩和支护结构相互作用规律的影响。结果表明:(1)施工过程中可从两方面控制围岩压力,分别为第一阶段中围岩的应力(位移)释放率及第二阶段中管片和填充层的联合支护效果;(2)第一阶段,超挖量、盾壳长度及填充层滞后距离越大,围岩传递到管片衬砌上的荷载越小;(3)壁后填充层在管片衬砌与其的联合支护体系中能起到缓冲作用,使围岩传递到管片衬砌上的荷载更均匀;(4)壁后填充层的弹性模量存在临界值,其值在50~200 MPa范围内,当壁后填充层的弹性模量远大于此临界值时,能分担较多围岩压力,当其弹性模量小于临界值时,围岩能释放一定的围岩应力,以此减小管片衬砌所受围岩压力;(5)第一阶段应力释放率对管片衬砌变形和内力的影响程度在围岩的蠕变作用下有所减小,但填充层厚度及其弹性模量对管片结构的作用规律几乎不受围岩蠕变的影响。

摘要：针对均质土层中圆形盾构隧道在水平剪切波作用下的地震响应分析问题,在获得隧道周边自由场剪切应力的基础上,利用弹性中心法和空洞复变函数,给出了深埋盾构隧道在土层结构界面滑移和不滑移情况下的解析分析公式;并建立相同条件的等效刚度数值分析模型和考虑接头效应的有接头分析模型进行对比。研究表明:等效刚度拟静力法与等效刚度数值法所获得的剪切地震波作用附加弯矩、附加轴力分布形态及其最大值发生位置都具有良好的一致性;在三种方法获得的附加弯矩和附加轴力当中,等效刚度拟静力法最大,等效刚度数值法次之,有接头数值法最小;土层结构界面滑移相对不滑移而言,附加轴力偏小、附加弯矩偏大;等效刚度拟静力法结果偏于安全,公式简便,考虑界面滑移时更加接近实际,故可推荐考虑滑移条件的等效刚度拟静力法作为深埋圆形盾构隧道的抗震设计方法,并与常时荷载静力分析结果叠加后进行配筋设计。

摘要：为简化盾构隧道抗震分析,在获得深埋盾构隧道周边自由场剪应变和剪应力的基础上,基于弹性薄壁圆柱壳理论,给出了求解深埋盾构隧道水平地震剪切波作用下的附加内力计算公式,并与同等条件等效刚度数值分析方法结果进行了对比。研究表明:滑移和不滑移条件下的拟静力计算结果与相应的数值分析结果具有良好的一致性,说明基于弹性薄壁圆柱壳理论获得的盾构隧道拟静力公式具有良好的合理性。研究还表明:水平地震剪切波作用下,可滑移条件下的附加弯矩和附加剪力分别大于不滑移条件下的附加弯矩和附加剪力,可滑移条件下的附加轴力小于不滑移条件下的附加轴力;附加弯矩和附加轴力呈现反对称分布特性,其最大值通常分布在45°和225°雷达对称轴或135°和315°雷达对称轴上,附加剪力最大值一般分布在0°和180°雷达对称轴上。研究结论对盾构隧道工程抗震设计具有一定的参考价值。