软土盾构隧道纵向应力松弛规律的数值分析

作者：肖明清; 门燕青^*; 孙连勇; 廖少明

来源：现代隧道技术, 2018, S2: 544-551.

DOI：10.13807/j.cnki.mtt.2018.S2.071

• 盾构隧道
• 纵向应力松弛
• 数值模拟
• 影响因素

为揭示软土盾构隧道纵向应力松弛的关键影响因素,文章结合钱江隧道工程现场实测,提出了反映盾构隧道纵向应力松弛全过程演变的粘弹性有限元计算方法,对施工阶段和运营阶段应力松弛影响因素的敏感性进行了研究。结果表明,盾构隧道纵向应力在接缝几何接触关系变化、结构本体材料应力松弛和外部环境变化的多重作用下,将经历周期性波动、持续衰减、相对稳定、加速衰减四个阶段的演变,应力松弛持续时间在1 a以上,应力值衰减达60%以上。盾构隧道纵向应力松弛状态受管片加载龄期的强烈影响,当加载龄期不足28 d时,仅加载龄期将导致纵向应力衰减25%以上;当加载龄期超过90 d后,应力松弛度均不足18%。盾构隧道纵向应力周期性波动阶段持续时间不足30 d,持续衰减阶段的持续时间超过180 d,后期不均匀沉降等导致接缝接触关系进一步调整,纵向应力可能由相对稳定阶段转入加速衰减阶段。施工阶段中,盾构施工速度超过6环/d、千斤顶往复推力波动值超过35 MN或发生连续的环间错台时,将对纵向应力松弛规律产生一定影响;而在运营阶段,当不均匀沉降超过80 mm时,将导致纵向应力衰减达到50%以上,并导致环缝张开,引起管片接缝渗漏水等。

• 单位
  中铁第四勘察设计院集团公司; 济南轨道交通集团有限公司; 同济大学