沉管隧道接头与管节本体刚度比试验

来源：中国血液净化杂志2016年第12期北京时间：

作者：禹海涛, 萧文浩, 袁勇, 苏权科, 徐国平

单位：1. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室, 上海 200092;2. 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092;3. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室, 上海 200092;4. 港珠澳大桥管理局, 广东 珠海 519015;5. 中交公路规划设计院有限公司, 北京 100088

摘要：针对目前沉管隧道接头与管节本体相对刚度比取值既无现成的解析公式或图表可循，也无试验数据支持问题，根据沉管隧道管体及管节接头的结构构造设计特点，设计了几何比尺为1∶10的沉管隧道管节接头力学性能试验，通过对管节接头施加不同的荷载，分别得到了管节接头在不同轴向压力下的压缩量曲线、弯矩-转角曲线和剪力-剪切位移曲线；通过计算得到了管节接头与管体在受轴向压力、弯曲荷载和剪切荷载下的刚度比曲线；分别对上述3种刚度比曲线进行了拟合分析，并对刚度比随着接头轴向压力变化的规律进行了讨论。试验结果表明：管节接头在加载和卸载条件下的轴向刚度比并不相同，而且加载轴向刚度比较卸载轴向刚度比大，但是基本上两者均呈线性趋势；随着轴向压力的增大，管节接头与管体的弯曲刚度比和剪切刚度比也均呈线性增加趋势；在沉管隧道管节接头工作水压区间内（对应轴向压力为440～1 760 kN），轴向加、卸载刚度比的变化范围分别为1/360～1/120和1/1 028～1/305，弯曲刚度比的变化范围为1/1 161～1/25，而剪切刚度比的变化范围则为1/76～1/24。相比轴向和弯曲刚度比，沉管隧道接头与管节的剪切刚度比较大，而且其随轴向压力变化的敏感度相对较小。

关键词：隧道工程,沉管接头,拟静力试验,相对刚度比,大比尺

基金资助：国家自然科学基金项目（51678438，51478343）；“十一五”国家科技支撑计划项目（2011BAG07B01）；上海市科学技术委员会重点支撑项目（16DZ1200302，16DZ1201904）；上海市教育发展基金会晨光计划项目（13CG17）；上海市青年科技启明星计划项目