盾构隧道钢板加固衬砌管片环缝抗剪性能数值模拟研究

摘要

盾构隧道环缝相邻管片之间的错台变形,加剧了运营隧道结构所面临的风险.采用外置钢板对已经发生错台变形的环缝处相邻管片进行加固是一种可取的错台变形控制措施.采用有限元数值模拟的方法,建立了盾构隧道管片环缝钢板加固的三维数值分析模型,在此基础上设计并开展了钢板加固管片环缝数值模拟试验.根据数值模拟试验结果,首先分析了外荷载作用下管片接缝错台变形的发展规律,通过螺栓与管片内的应力分布及发展模式解释现象发生的原因;然后,通过对比未加固与钢板加固接缝管片错台变形随荷载增大的发展情况,对该加固方法对错台变形的控制效果进行量化讨论;最后,分析了当接缝发生错台变形时钢板与管片间连接界面的应力分布规律,揭示了加固钢板与管片之间的传力机制,据此对实际盾构隧道加固工程提出指导性建议.