荷載變化條件下不同深度榫槽對隧道結構承載性能的影響

張伯林,鄭 軍,張書豐

(南京地鐵集團有限公司,南京 210018)

引言

由于地面建筑物密集、交通量大、施工空間小等原因，大部分城市的地鐵以地下線為主。地鐵建設一般伴隨著周邊開發(fā)，由此帶來了大規(guī)模的鄰近工程活動如地面堆載、開挖卸載等。當外部荷載變化過大引起盾構隧道結構內力或變形超過其承載能力時，隧道結構將會發(fā)生嚴重的收斂變形，使接縫產生位移及管片開裂，導致隧道結構承載性能退化，威脅列車運營安全[1-6]。

接頭存在于相鄰兩塊管片或兩環(huán)管片接觸位置，分為縱縫接頭和環(huán)縫接頭，是隧道結構受力薄弱部位，且接頭承載力直接決定了隧道結構整體承載力[7-9]。接頭主要通過環(huán)、縱向螺栓進行連接，在縱縫或環(huán)縫可設置凹凸榫結構進一步增強管片間咬合作用，從而分擔部分接頭處剪力[10-12]。目前國內外學者采用試驗及數值模擬等方法研究了不同形式的縱縫接頭對隧道結構承載性能的影響，如：文獻[13]采用足尺試驗方法研究了不同螺栓形式的縱縫接頭對盾構隧道極限承載性能的影響規(guī)律，明確了不同接頭的破壞過程。文獻[14]采用數值模擬方法，分析了縱縫接頭處螺栓的數量及位置的變化對盾構隧道變形及內力的影響。文獻[15]通過有限元分析了縱縫處的斜螺栓在不同等級下的受力及變形情況。文獻[16]采用試驗的方法，研究了縱縫處密封墊凹槽的位置對接頭的張開及開裂規(guī)律進行了分析。文獻[17]采用數值模擬方法，研究了縱縫接頭處不同尺寸的密封墊對接頭的張開及接縫接觸壓力的影響。……