摘要：目的:类矩形无立柱盾构隧道结构能适用于隧道渡线段,但缺乏该新型结构的针对性力学性能分析模型,故有必要对此开展研究。方法:基于无立柱盾构隧道原型结构试验结果,初步分析了钢结构管片在设计运营工况下的整体变形及位移特征。进一步采用等效刚度均质环模型和梁-弹簧模型对结构的受荷响应进行了模拟,其中梁-弹簧模型的计算参数通过接头足尺试验来标定。将2种模型的计算结果与足尺试验结果进行对比,分析了不同模型的优劣,给出了不同模型的适用范围。最后,结合力法原理和2种计算分析模型对类矩形无立柱衬砌结构的变形机理进行了分析,探究钢结构管片不同部分的变形贡献。结果及结论:等效刚度均质环模型及梁-弹簧模型均可用于类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构的计算分析,其中梁-弹簧模型对于钢结构管片力学性能的模拟更加精确,尤其是在变形方面;等效刚度均质环模型对于钢结构管片响应的模拟精度稍差,但是用于结构设计仍然能保证足够的安全储备。针对结构变形机理的分析表明,类矩形无立柱盾构隧道结构的收敛变形主要来源于管片本体及接头两部分,其中接头变形约其占2/3。

摘要：为了得到适用于类矩形盾构隧道结构设计模型,通过整环足尺试验模拟类矩形盾构隧道在正常运营工况下的实际受力,得到试验结构的变形和内力,采用等效刚度模型和梁-弹簧模型对试验结果进行分析,得到有效的类矩形盾构隧道结构设计参数.结果表明:采用等效刚度模型作为类矩形盾构隧道结构计算模型,难以得到同时符合结构长短轴变形的管片刚度折减系数;采用梁-弹簧模型作为类矩形盾构隧道结构计算模型,结构变形和结构内力计算结果和足尺试验结果较为匹配,能真实反应类矩形盾构隧道结构受力,选用梁-弹簧模型作为类矩形盾构隧道结构计算模型更为合理,所研究类矩形结构管片接缝的抗剪刚度建议为341×106~368×10^6 N/m;负弯矩接缝抗弯刚度建议为114×10^6~491×10^6 N·m/rad,正弯矩接缝抗弯刚度范围为85×10^6~177×10^6 N·m/rad.

摘要：为研究类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的整体安全性,针对2环纵向接缝构造相同,管片配筋不同的衬砌结构进行整环足尺加载试验。试验通过30点集中荷载模拟类矩形盾构衬砌结构在意外堆载工况下的实际受力,利用位移计和电阻应变片等传感器得到类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的破坏过程、结构变形、接缝变形及螺栓应变等试验结果,对其进行分析得到了类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的破坏机理;并对比分析了2环试验结构试验结果,探究了不同管片配筋量对结构受力性能的影响。最后,从结构鲁棒性角度出发,分析了意外堆载工况下类矩形盾构隧道结构的鲁棒性指标,对类矩形盾构隧道结构整体安全性进行评价,并通过对比分析2环试验结构的鲁棒性指标,为提高类矩形盾构隧道结构整体安全性提出管片优化设计的建议。研究结果表明:类矩形盾构隧道衬砌结构的薄弱环节为管片间的纵向接缝及T块与中柱连接处;纵向接缝构造形式相同前提下,管片配筋量增加对纵向接缝受力影响不明显,不能使类矩形盾构隧道结构的鲁棒性明显提升;管片截面抗剪不足导致结构局部破坏而失去承载力不利于结构的鲁棒性,可通过优化管片本体截面的抗剪承载力提高类矩形盾构隧道结构的整体安全性。

摘要：建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道结构受力性能和极限承载力的关键因素进行参数分析。结果表明:类矩形盾构隧道结构破坏源于管片接头破坏,最终因T块管片破坏导致结构失去承载力,结构破坏模式与纵向接头、管片本体及中柱的力学性能相关;类矩形盾构隧道结构理想的破坏模式是在管片接头充分发挥承载力的同时,管片本体主筋屈服、结构发生延性破坏。

摘要：文章以宁波市轨道交3号线类矩形盾构隧道工程为背景,在总结以往双圆盾构和单圆盾构设计经验的基础上提出,类矩形盾构隧道的密封垫设计应满足防水设防要求,且应具备高扯断强度和较低闭合压缩力的特点;在对防水沟槽进行优化的基础上,对2通种密封垫设计方案进行了防水试验对比分析;并根据闭合压缩力试验结果对相关的拼装参数进行了研究。

摘要：文章针对类矩形盾构隧道结构的设计,以宁波轨道交通3号线出入段线为工程背景,结合足尺结构试验对不同设计分析模型进行了分析对比,计算分析了结构对于各个设计参数的敏感性。研究结果表明,修正惯用法及梁-弹簧法都适用于类矩形盾构隧道结构的计算;同时,侧压力系数、偏载、拱背土压力、结构埋深、水土合算或分算、结构偏转等因素对于结构内力均有不同程度的影响,在结构设计时应作具体考虑。

摘要：随着城市化的不断发展,探索空间利用效率高的地下空间开发手段成为实现城市可持续发展的必然途径。文章通过对新型的类矩形盾构隧道结构进行的整环足尺结构静载试验,研究了类矩形盾构隧道衬砌结构在正常运营和施工阶段同步注浆工况下的受力性能,具体介绍了试验方案,以及施工阶段同步注浆工况设计荷载作用下的结构裂缝、结构变形、结构内力、接缝变形和连接螺栓的受力情况;对结构的受力模型以及不同工况下的结构内力进行了分析比较,可为新型盾构隧道衬砌结构的设计和施工控制提供技术支持和依据。

摘要：文章以宁波市轨道交通3号线类矩形盾构隧道密封垫设计为背景,对弹性密封垫的耐久性试验进行了分析研究,将密封垫接触应力损失分为短期物理松弛和长期老化,采用高温老化模拟密封垫长期应力衰减,并采用基于橡胶动力学曲线经验公式的P-T-t三元数学模型拟合百年应力衰减曲线,得到最终的接触应力。研究结果表明:接触应力松弛时变模型能很好地拟合长期老化引起的应力衰减过程;密封垫长期防水性能的下降主要是由老化而产生的应力松弛而引起的;设计的弹性密封垫能够满足正在修建的宁波轨道交通3号线出入段线和将要建设的4号线类矩形盾构隧道百年防水性能要求。

摘要：针对类矩形盾构隧道衬砌结构纵向接缝处弯矩正负性确定的特点,对纵向接缝连接螺栓位置进行了优化。基于结构整环足尺试验结果,对比分析了优化前后衬砌结构整体变形、接缝变形和螺栓应变的发展,研究了优化前后结构设计阶段受力性能、破坏机制、极限承载力和鲁棒性的异同。研究结果表明:(1)螺栓位置优化对结构设计阶段受力性能影响较小;(2)优化后结构在带缝工作阶段的受力性能明显提升,结构整体刚度提高,极限承载力提高30%;(3)优化后结构破坏呈延性破坏特征,属于塑性铰机制,结构结构整体安全性得到提高。

摘要：基于变形等效,建立类矩形盾构管片结构梁-接头模型,研究通缝、错缝拼装下类矩形盾构隧道横向刚度有效率。分析地基抗力系数、接头刚度比及接头数量对刚度有效率的影响,并建立了类矩形盾构隧道刚度有效率计算公式。研究结果表明:通缝、错缝拼装下管片结构横向刚度有效率平均值分别为0.47和0.54,错缝比通缝提高约15%。刚度有效率随地基抗力系数的增加呈非线性增长,随接头刚度比的增大呈线性增长,随接头数量的增加呈线性减小。类矩形盾构管片横向刚度有效率在0.3～0.8之间变化。建立的刚度有效率计算公式拟合精度高,可为类矩形盾构隧道结构计算提供依据。