加载条件下浅埋盾构隧道承载状态定量判定方法

摘要

沿海地区往往地层起伏较大且软硬不均,由于地层抗力的差异导致盾构隧道结构承载状态存在较大区别,为此,通过1∶5精细化模型试验,结合数值模拟研究了不同地层条件下错缝拼装盾构隧道结构承载状态的差异和结构承载状态定量判定方法。研究结果表明:①竖向荷载作用下结构在试验加载过程中依次发生拱顶管片开裂、拱腰纵缝外侧明显张开、拱顶纵缝外侧混凝土挤压开裂、拱腰外侧和拱顶内侧钢筋屈服、拱底螺栓屈服;②淤泥层、黏土层和填砂层的管片结构承载演化过程均存在6个关键节点,但不同地层在管片裂缝、接缝张开、钢筋受力、螺栓受力等方面存在差异;③根据管片损伤程度将结构承载状态分为4个等级,确定了各等级对应的竖向收敛和剩余承载力控制值。以粉质黏土层为例,各等级的竖向收敛控制值为2.0‰D,3.9‰D,15.3‰D,剩余承载力比例控制值为88.0%,76.9%,19.7%。研究结论可为沿海城市地铁服役状态的评估提供参考。