超大直徑盾構隧道接頭抗彎性能影響因素研究

何歷超，姜 瑜,2

(1.北京市首發高速公路建設管理有限責任公司，北京 100161; 2.清華大學 機械工程學院, 北京 100084)

0 引言

目前針對直徑6 m左右的地鐵隧道研究較多，管片接頭力學特性更加明確。通過理論研究、試驗研究及數值模擬分析，可以更好地了解接頭的服役性能。其中，接頭的極限承載力、剛度和非線性變形特征是研究人員重點關注的領域。Liu等[1-2]以盾構隧道管片縱向螺栓接頭為研究對象,借助試驗方法全面分析了隧道管片縱縫的破壞機理,并揭示了錯縫拼裝對結構的影響。周海鷹等[3]基于襯砌結構荷載試驗，對影響接頭抗彎剛度的主要因素進行分析，并建立縱向接頭抗彎剛度計算模型。張穩軍等[4-7]對螺栓形式、螺栓等級、螺栓預緊力等因素對盾構隧道接頭力學性能和變形規律進行數值模擬研究。張景[8]以志波模型為基礎，采用解析方法推導了純彎、拉彎條件下環間接頭抗彎剛度的解析公式，并對各影響因素的敏感程度及影響方式進行深入研究。Li等[9-10]采用三維有限元法研究分析倫敦地鐵中螺栓鑄鐵隧道的受力特性，考慮了外部荷載、錨桿預緊力等實際工程因素下隧道行為，對實際工程具有一定的指導意義。

隨著隧道斷面尺寸的增大，管片厚度增大，接頭數量增多，造成接縫面構造趨于復雜，材料非線性和幾何非線性特征愈發明顯[11]。因此，不少專家學者針對大斷面盾構隧道接頭進行了深入研究。張力等[12]對獅子洋隧道和長江隧道的管片接頭抗彎剛度進行計算，并據此建立大斷面隧道管片接頭抗彎剛度取值經驗公式。……