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摘要
大直径盾构隧道在穿越复杂地层或水下环境时,环间常设置加强措施以控制环间错动与张开变形。为探明环间设置分布式凹凸榫的新型分布榫式管片结构力学特性与破坏机理,针对佛莞城际狮子洋隧道所采用的环间分布四榫式原型管片,开展了考虑相邻环错缝拼装组合的局部原型试验,详述了结构变形、环缝错台、接缝张开的变化规律与特征,对裂缝发展规律与最终破坏形态进行了研究。研究结果表明:新型分布榫式管片结构变形可分为中间块内弧面钢筋处于弹性时的线性增加阶段和进入塑性后的非线性增加阶段;新型分布榫式管片结构环间变形首先表现为错台,环间作用由接触面摩擦提供,当分布式凸榫与凹槽接触后环间变形表现为转动张开,纵向螺栓受弯、凹凸榫构造受剪,环间作用最终转变为弯剪结合;管片结构初始裂缝出现在中间块拱顶边缘位置,其破坏机理为:管片结构内弧面混凝土开裂导致钢筋承受截面拉力、裂缝不断加深加宽,随后管片受拉侧钢筋进入塑性,结构最终失稳破坏。研究结果可为大直径盾构隧道的设计与分析提供参考。
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单位西南交通大学; 中铁第四勘察设计院集团公司
