类矩形盾构隧道结构整体安全性试验与分析

发布时间：2018-11-15 23:34

【摘要】：为研究类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的整体安全性,针对2环纵向接缝构造相同,管片配筋不同的衬砌结构进行整环足尺加载试验。试验通过30点集中荷载模拟类矩形盾构衬砌结构在意外堆载工况下的实际受力,利用位移计和电阻应变片等传感器得到类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的破坏过程、结构变形、接缝变形及螺栓应变等试验结果,对其进行分析得到了类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的破坏机理;并对比分析了2环试验结构试验结果,探究了不同管片配筋量对结构受力性能的影响。最后,从结构鲁棒性角度出发,分析了意外堆载工况下类矩形盾构隧道结构的鲁棒性指标,对类矩形盾构隧道结构整体安全性进行评价,并通过对比分析2环试验结构的鲁棒性指标,为提高类矩形盾构隧道结构整体安全性提出管片优化设计的建议。研究结果表明:类矩形盾构隧道衬砌结构的薄弱环节为管片间的纵向接缝及T块与中柱连接处;纵向接缝构造形式相同前提下,管片配筋量增加对纵向接缝受力影响不明显,不能使类矩形盾构隧道结构的鲁棒性明显提升;管片截面抗剪不足导致结构局部破坏而失去承载力不利于结构的鲁棒性,可通过优化管片本体截面的抗剪承载力提高类矩形盾构隧道结构的整体安全性。
[Abstract]:In order to study the overall safety of rectangular shield tunnel structure under accidental loading condition, the full-scale loading test was carried out for the lining structure with the same longitudinal joint structure and different segment reinforcement. Through the 30 point concentrated load simulation of the actual force of the similar rectangular shield lining structure under the accidental loading condition, the failure process of the similar rectangular shield tunnel structure under the accidental surcharge condition is obtained by using the displacement meter and resistance strain gauge sensors. The experimental results of structural deformation, joint deformation and bolt strain are analyzed, and the failure mechanism of rectangular shield tunnel structure under accidental loading is obtained. The structural test results of two rings are compared and analyzed, and the influence of different segment reinforcement on the mechanical properties of the structure is explored. Finally, from the point of view of structural robustness, the robustness index of rectangular shield tunnel structure under accidental surcharge condition is analyzed, and the overall safety of the similar rectangular shield tunnel structure is evaluated. In order to improve the overall safety of rectangular shield tunnel structure, the optimal design of segments is proposed by comparing and analyzing the robustness index of the 2-ring experimental structure. The results show that the weak link of the lining structure of the rectangular shield tunnel is the longitudinal joint between the segments and the junction between the T block and the middle column. On the premise of the same longitudinal joint structure, the effect of segment reinforcement on the longitudinal joint is not obvious, and the robustness of rectangular shield tunnel structure can not be improved obviously. The failure of shear resistance of segment section leads to the failure of local structure and the loss of bearing capacity is not conducive to the robustness of the structure. The overall safety of rectangular shield tunnel structure can be improved by optimizing the shear bearing capacity of the section.
【作者单位】： 同济大学土木工程国家重点实验室;同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室;同济大学地下建筑与工程系;上海市隧道工程轨道交通设计研究院;宁波大学建筑工程与环境学院;
【基金】：上海市科学技术委员会科研计划项目(14DZ1207900) 宁波市重大科技攻关项目(2015C110017)
【分类号】：U455.43

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本文编号：2334728