盾构隧道管片衬砌拼装效应局部原型结构加载试验

来源：中国血液净化杂志2017年第8期北京时间：

作者：邱月, 何川, 封坤, 张力, 孙齐

单位：1. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室, 四川 成都 610031;2. 西南交通大学 中日RSC结构研究中心, 四川 成都 610031

摘要：针对盾构隧道块体间由于拼装咬合引起局部结构刚度分布不均匀，从而导致结构受力与变形不同于均质连续管状结构体的现象，采用自主研发的局部原型结构加载试验系统装置，分别选取盾构隧道管片衬砌结构中的原型单体管片与考虑前后环错缝拼装组合的原型管片衬砌局部构件进行加载试验，对比分析了其受力特征的差异，并探讨了不同轴压比、偏心距以及螺栓初始预紧力下管片结构受拼装效应的影响规律。研究结果表明：单体管片工况下，结构受两侧支座的影响较大，沿结构环向其内力、变形分布均极不均匀，沿幅宽方向，内力呈对称分布，中部大、两侧小，竖向位移基本保持不变；考虑前后环错缝拼装组合工况下，结构受两侧支座的影响较小，沿结构环向，其内力、变形对称分布，较单体管片更为均匀，沿幅宽方向，内力、变形的变化规律与单体管片基本一致；偏心距对结构弯矩的影响大于轴力，不同偏心距下，轴力调整系数<i>α</i>在-0.04~0.02之间，弯矩调整系数<i>β</i>在0.17~48之间；螺栓初始预紧力仅对构件纵缝截面的轴力影响较大，对<i>α</i>和<i>β</i>的影响较小；拼装效应能显著降低结构受两侧支座的影响，对管片的受力变形起到较为明显的传递和重分配作用，使其对称均匀化。

关键词：盾构隧道,管片衬砌,局部原型加载试验,拼装效应,力学特征,弯矩调整系数

基金资助：国家重点研发计划项目（2016YFC0802205）；国家自然科学基金-煤炭联合基金重点项目（U1361210）；国家自然科学基金项目（51578462）；厦门市科技计划重大项目（3502Z20151006）