基于螺栓-凹凸榫连接的地铁盾构隧道管片环缝接头刚度分析及应用

摘要：

为研究盾构隧道纵向计算模型中螺栓-凹凸榫型式环缝接头刚度的非线性力学特性,分别建立管片环缝张开与错台模式下的环缝接头计算模型,通过分析不同环缝变形状态下接头连接构件力学特征,得到环缝抗拉和抗剪刚度的非线性规律;环缝接头采用非线性抗拉、抗剪弹簧模拟,构建基于三维实体-非线性弹簧单元的盾构隧道纵向沉降计算模型,并将其用于评价地面堆载对厦门地铁2号线滨海区段管片结构安全的影响.结果表明,对于外径6.7 m、内径6 m、环宽1.5 m、环缝由M30螺栓连接的盾构隧道:1)环缝张开超过1.78 mm时,接头抗拉刚度降低为设计值的1％;张开超过10.2 mm时,可认为抗拉失效.2)环缝错台小于6 mm时,抗剪刚度基本不变;错台超过9.7 mm后,抗剪刚度降低至约为设计值的25％;错台超过30 mm时,可认为抗剪失效.3)隧道轴线方向的地表超载范围为d,管片纵向变形受影响范围为±3d,轴线50环管片差异沉降小于23 mm时,可满足曲率半径不小于《城市轨道交通结构安全保护技术规范》控制值15000 m.

关键词：盾构隧道、环缝接头、非线性弹簧、控制指标

所属期刊栏目：40

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划"973"计划项目;铁四院科技研究开发计划课题;南京市公共工程建设中心建设工程课题;国家自然科学基金项目

在线出版日期：2020-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：19-27