考虑环向接头影响的盾构管片受力特性试验研究

目前,国内外盾构隧道模型试验研究大多只将环向接头影响考虑为接头处的刚度折减,并未考虑管片在接头处的非连续性,然而相关研究表明,管片接头非连续性对盾构管片受力特性存在不可忽略的影响。为此提出一种“弹簧+螺栓型”接头模型,通过对该模型接头、原型管片接头、开槽型管片接头进行接头刚度折减、非连续性因素下的等效假设理论分析,开槽接头模型能准确代表接头刚度折减、设计接头模型能同时代表接头刚度折减以及接头非连续性的等效条件。在满足上述等效条件的情况下,分别对均质圆环隧道、开槽管片环隧道和设计管片环隧道进行覆土堆载试验,试验结果表明:接头刚度折减对管片结构收敛变形、截面弯矩极值及分布影响很大,但其对管片轴力影响很小;接头非连续性对管片结构收敛变形、截面弯矩极值有较大影响,但对管片截面弯矩分布和管片轴力影响较小。同时由试验数据分析可知,由于管片环向接头的存在使得弯矩分布重新调整,弯矩包络图呈现为“花生形”,且接头布置越密集调整得越厉害,这种情况使得部分管片区域及环向接头处弯矩降低,但管片最大弯矩值反而有所提高。