道床-管片界面黏结对隧道变形影响

摘要：

为研究道床对盾构隧道变形的影响,建立包含管片、钢筋笼、螺栓等结构的错缝拼装三维盾构隧道有限元模型,并采用足尺试验结果对模型的正确性进行验证.在隧道模型中加入道床结构并采用零厚度黏结单元模拟道床-管片界面,分析超载作用下道床脱空的过程及道床-管片界面的黏结牵拉作用对盾构隧道变形及管片内力、损伤的影响.研究结果表明:超载作用下,道床脱空最先发生于道床的边缘,随着水平收敛变形的增大,道床脱空的边界基本以平行的方式向拱底发展.道床脱空前,隧道水平收敛变形随荷载线性增长;随着道床脱空的发展,收敛变形快速增加,至脱空基本结束后,收敛变形增速放缓;界面的黏结不影响管片内力的分布顺序,但影响管片弯矩及偏心距的发展规律,脱空前道床边缘处管片具有更高的弯矩及偏心距,当发生脱空后道床边缘处管片弯矩及偏心距快速减小,其他截面管片弯矩及偏心距增加;由于道床-管片界面的黏结作用,在隧道变形过程中道床边缘处管片首先产生受拉裂缝,相同收敛变形下,隧道拱底处管片损伤区域更小,但损伤程度较深,拱底产生贯通裂缝的风险更高.一定程度上,道床对管片的牵拉作用会减小隧道的水平收敛变形.

关键词：地铁、道床、盾构隧道、脱空、变形

所属期刊栏目：19

分类号：U231.3(特种铁路)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3343-3350