地鐵盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)受力特征模型試驗研究

1、地鐵盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)受力特征模型試驗研究                        【摘  要】  以南京地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道為研究背景，通過大比例模型試驗，對盾構(gòu)隧道管片三種拼裝方式的受力特征進行了深入研究。研究結(jié)果表明，拼裝方式對管片受力特征有很大的影響，并提出了合理的管片拼裝方式?！娟P鍵詞】  盾構(gòu)隧道模型試驗 

2、 管片拼裝  通縫錯縫1前言      盾構(gòu)法隧道襯砌結(jié)構(gòu)是由若干弧形的管片拼裝成環(huán)，然后每環(huán)之間逐一連接而成的，管片與管片、環(huán)與環(huán)之間通過螺栓或其他方式連接。管片的拼裝力式有通縫和錯縫兩種。所有襯砌環(huán)的縱縫呈一直線的情況稱之為通縫拼裝；相鄰兩環(huán)間縱縫相互錯開的情況稱之為錯縫拼裝。不同的拼裝方式必將對管片的受力特征有重大的影響。為探明在南京地區(qū)特定的地質(zhì)條件下，不同管片拼裝方式對管片受力特征的影響以及合理的管片拼裝方式等問題，作者以南京地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道為研究背景，進行了考慮隧道與土體相互作用性的大比例尺模型試驗研究。2試驗概況2.1試

3、驗原型      隧道采用單層裝配式鋼筋混凝土管片襯砌，隧道內(nèi)徑5 500mm，管片厚350mm，寬1 200mm。襯砌環(huán)分為6塊，下部三塊標準塊的圓心角為675度，兩鄰接塊的圓心角為680度，割頂塊的圓心角為115度?？v向接頭16處，按225度等角度布置。分塊圖見圖1。圖1  原型管片襯砌分塊圖22相似材料      試驗以幾何相似比Cl=12和容重相似比Cr1為基礎相似比，其他物理力學參數(shù)根據(jù)相似理論推圍巖均采用特定比例的重晶石粉、石英砂、松香和凡士林的熱融混合物模擬。這些混合材料

4、在化學反應結(jié)束后，基本不受溫度和濕度的影響，以高壓方法加壓成型，圍巖模型和原型物理力學參數(shù)見1表管片混凝土采用水膏比為1：150的特種石膏材料，通過預制加工現(xiàn)場安裝的方法模擬，力學指標以石膏終凝時的實驗值為準，管片混凝土原型與模型的力學參數(shù)見表2；管片混凝土環(huán)向主筋的相似材料采用直徑12miil的鐵質(zhì)材料通過原型與模型的等效抗彎日渡EA模擬。    表1  圍巖模型和原型物理力學參數(shù)      全部試驗在專門制作的臺架式鋼板試驗模型槽內(nèi)進行。試驗模型槽用兩組180工字鋼對模型槽前后進行約束，其尺寸為28m

5、xl2mx02m，試體尺寸為0517mx0517mx0200m，試驗裝置見圖2。試驗時，將預先拼裝好的模型管片埋人橫向?qū)挾葹?8m的地層相似材料中，管片的上部覆土深度為20Cm，下部深度為95cm，然后在相似材料的上面加上底部寬度為20cm的承載梁。在承載梁的上面用加載系統(tǒng)分級加載。加載至管片結(jié)構(gòu)完全破壞。                               25  試驗系列    根據(jù)試驗要求和試驗的具體條件，在相同條件下按三