环缝榫槽破坏对相邻环变形及内力的影响

摘要

针对地表超载导致盾构隧道接头破坏的问题,以含环缝榫槽的错缝拼装管片为研究对象,建立了精细化盾构隧道有限元模型.通过施加1∶10盾构隧道-土相互作用模型试验验证的水土荷载,研究了超载下环缝榫槽破坏的规律及对相邻环隧道变形、内力、环缝错台的影响,得出:1)环缝榫槽发生初始破坏的位置处于拱腰处靠近纵缝接头边角的部位,发生破坏的原因是凸榫底部和凹榫顶部相互挤压造成的;2)在超载阶段,环缝榫槽出现破坏的区域与环缝错台量密切相关,当地表超载超过70 kPa时,隧道拱腰及顶底的榫槽均开始发生破坏,榫槽破坏位置对应的环缝错台量均大于1.0 mm;3)在榫槽破坏发展过程中,环缝错台量先呈线性后呈非线性变化,当环缝榫槽的裂缝贯通至管片表面时,隧道收敛变形开始迅速增大,相邻环的最大弯矩差比初始破坏阶段大3倍,相邻环的最大轴力差比初始破坏阶段大1.9倍.