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铁道学报2025年第09期:螺栓预紧力对盾构隧道纵向刚度影响分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄大维;郑凯丽;李庆;陈永青;邱传荣;

单位:华东交通大学山区土木工程安全与韧性全国重点实验室;华东交通大学综合立体交通信息感知与融合江西省重点实验室;

摘要:为研究环缝接头螺栓预紧力对盾构隧道纵向刚度影响,自主设计环缝接头拉伸试验装置,开展盾构隧道足尺管片环缝接头拉伸试验,对比分析两种螺栓预紧力下管片混凝土和环缝螺栓应变规律,并计算出两种螺栓预紧力下盾构隧道纵向刚度。试验结果表明,基于盾构隧道纵向刚度计算方法分析可知,当弯矩小于管片环发生张开的初始弯矩时,预紧力对盾构隧道纵向刚度基本无影响;当弯矩大于或等于管片环发生张开的初始弯矩时,预紧力对纵向刚度的影响显著,预紧力越大环缝张开量越小,盾构隧道纵向刚度越大。试验结果反演计算表明,预紧力为31.892 kN比预紧力为39.834 kN对盾构隧道纵向刚度的提升效果更显著,提升幅度约57.78%。当盾构隧道环缝接头受拉时,越靠近螺栓的混凝土应变变化越明显;施加的螺栓预紧力越大,管片混凝土应变越大;螺栓在加载过程中易沿中心点位发生转动,导致螺栓孔两侧混凝土应变值存在差异。预紧力的大小会影响隧道整体纵向刚度,在实际施工过程中,可考虑在合适的范围内增大预紧力提升盾构隧道纵向刚度,从而增加盾构隧道抵抗纵向变形能力。

关键词:隧道工程;;盾构隧道;;足尺试验;;预紧力;;纵向刚度

基金资助:国家自然科学基金(52378398);; 江西省主要学科学术和技术带头人领军人才项目(20232BCJ22009);; 江西省自然科学基金(20242BAB26077)