盾构隧道错缝拼装管片衬砌局部原型结构破坏试验

摘要

为探明盾构隧道管片衬砌的局部破坏特性,定量评价结构的安全状态,选取考虑前后环错缝拼装组合的原型管片结构局部构件进行加载试验研究.详述结构裂缝的发展、主应力的分布、螺栓的受力与管片内力、变形以及接缝张开、错台的关系,揭示结构的破坏机理,并采用数值计算对试验结果进行验证.研究结果表明:结构初始裂缝出现在中间环内弧面靠近相邻环接缝处,并发展成为最终破坏的主裂缝.在恒定截面轴压比、增大偏心距的加载方式下,结构中部为压弯破坏,两侧为压剪破坏.试件接缝并未发生破坏,张开量较小,错台量较大,手孔附近应力集中较为严重.错缝构件的破坏机理可归纳为:结构刚度较大的区域首先开裂,导致整体刚度重分布,之后刚度较大的区域继续开裂,如此循环,直至结构变形过大发生破坏.可将裂缝宽度、接缝错台量与控制截面竖向位移作为结构安全的评价指标.