超卸载作用下考虑接头影响的盾构管片承载性能研究

作者：胡梦豪; 石钰锋^*; 蒋亚龙; 黄展军; 张荣锋; 顾大均

来源：北京交通大学学报, 2023, 1-14.

• 盾构管片
• 数值模拟
• 超
• 卸载
• 足尺试验
• 接头

地表堆载或侧方开挖卸载易诱发盾构隧道病害，影响施工及运营安全。现有研究难以综合定量评价超、卸载作用下盾构隧道的承载性能，其数值模型大多仅考虑环向或纵向接头的单一影响，接头精细化程度不足。为此，建立考虑环、纵向接头的盾构隧道精细化数值模型，对顶部超载和侧方卸载工况作用下结构的受力特性和承载性能展开分析，并利用足尺试验对比验证。研究表明：(1) 本文数值计算结果与足尺试验吻合良好，椭圆度变形差异小于10%，其精度较仅考虑环向接头影响时提高6%左右，较未考虑接头影响时（均质圆环）提高30%左右；(2) 盾构隧道有一定的富余承载力，当隧道上方超载达138kPa或侧方压力卸载26.3%时，其相应的椭圆度分别为27.4‰和22.1‰，结构达到正常服役的极限状态，当隧道超出正常服役极限状态后，接头塑性铰逐步成型，结构软化并逐渐失效，接缝张开及管片错台也急剧上升；(3) 隧道侧方压力卸载26.3%后，其接缝张开及管片错台曲线不再光滑，侧压卸载超36.8%后，曲线的起伏波动更为明显，隧道侧方卸载过程中结构受力响应更为复杂、敏感。

• 单位
  南昌轨道交通集团有限公司; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 华东交通大学