围压对错缝拼装管片衬砌结构力学性能的影响

来源：中国血液净化杂志2021年第11期北京时间：

作者：郭文琦, 封坤, 苏昂, 何川, 肖明清

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. 江苏省交通工程建设局, 江苏 南京 210000;3. 中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北 武汉 430071"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51878569, 52078430)

摘要：为了探明围压对盾构隧道错缝拼装管片衬砌结构力学性能的影响，以苏通GIL电力管廊隧道为工程背景，采用"多功能盾构隧道结构体试验系统"对3种不同围压下的错缝拼装的管片衬砌结构进行了原型加载试验，从管片衬砌结构的内力、变形、纵缝张开、螺栓应变和主筋应变等方面研究了围压对管片衬砌结构的影响。研究结果表明：①围压变化对管片衬砌结构弯矩的大小和分布影响较小，而对轴力大小和分布影响较大，围压增大，管片衬砌结构的轴力分布更为均匀；②管片衬砌结构的形变呈现不规则的"椭圆形"，围压增大可显著降低管片衬砌结构的整体形变，提高管片衬砌结构的稳定性；③围压增大有利于控制管片纵缝张开量，减小螺栓的应变；④围压的增大能够降低管片内侧主筋拉应变，但管片外侧主筋的压应力会随围压的增大而增大，使得正常使用阶段管片外侧主筋应力由压应力控制；⑤围压增大能够有效延长管片衬砌结构单点位移、纵缝张开、螺栓应变线性变化过程，延缓了管片衬砌结构进入塑性变形的时间；⑥高围压条件下管片结构处于高轴压受力状态，使得管片结构外侧受压钢筋应力增大，易造成钢筋屈服先于混凝土压溃发生，使管片结构抗压强度降低。在进行工程设计时，建议对高围压下管片结构的外侧受压钢筋进行加强设计。

关键词：隧道工程,管片衬砌,原型试验,围压,错缝拼装,力学性能

基金资助：国家自然科学基金项目（51878569，52078430）