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中国铁道科学2025年第03期:不同环向接头影响下盾构隧道管片受力特性精细化数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:石钰锋;周宇航;胡梦豪;黄大维;蔡家城;蒋亚龙;

单位:华东交通大学土木建筑学院;江西省地下空间技术开发工程研究中心;华东交通大学江西建筑设计院有限公司;

摘要:为提高对盾构隧道管片的数值模拟精度,基于等效刚度设计原理,将盾构管片结构分析模型逐步细化,建立可考虑环向接头刚度折减、接头非连续性和螺栓预紧力的盾构隧道精细化数值模型;对均质圆环管片模型、开槽接头管片模型及所建模型进行相同堆载工况下的数值分析,考察不同环向接头影响下盾构管片的受力特性区别;开展模型试验,对3种模型的计算结果进行验证。结果表明:相较于均质圆环管片模型,开槽接头管片模型考虑了接头刚度折减,管片横向变形向薄弱接头处发展,会引发弯矩大规模重分布,导致弯矩零点、极值和包络线明显上移;相较于开槽接头管片模型,精细化数值模型进一步考虑了接头非连续性,管片发生接缝张开,会进一步加剧管片的横向变形,导致管片最大弯矩值增加近10%;增大预紧力能有效降低管片收敛变形及接缝张开,但预紧力过大也会引发应力集中,加剧管片接头破损,施加螺栓预紧力时应把握好管片整体横向变形与局部应力集中破坏间的平衡关系。

关键词:盾构隧道;;管片环向接头;;精细化数值模拟;;管片内力;;螺栓预紧力;;受力特性

基金资助:国家自然科学基金资助项目(42177162);; 江西省自然科学基金资助项目(20212BAB214009)