卸载下超高性能混凝土加固盾构隧道数值模拟

为探究旁侧基坑开挖卸载扰动下超高性能混凝土(UHPC)加固盾构隧道的受力变形特征,采用MIDASGTSNX软件构建盾构管片三维精细化有限元模型,通过管片加固前后的收敛变形、螺栓应力、管片塑性变形等依据来评估UHPC对管片的加固效果。研究表明UHPC加固对管片顶底收敛变形起有效限制作用,UHPC加固能够提高结构整体受力性能,且最大加固效率达50%;UHPC加固管片后,单环管片内邻接块与标准块间剪切作用的影响得到有效降低,管片接缝处变形受到限制;UHPC加固前后,管片塑性发展敏感区主要分布于左右腰部,可对这些位置采取局部加强措施。

卸载工况下槽钢加固盾构管片的受力性能数值分析

槽钢加固作为新型管片加固方法,能够对盾构隧道管片结构的收敛变形起到限制作用。考虑多环管片间的环间作用力,运用MIDAS GTS NX软件建立三环错缝精细化管片模型,从管片累积顶底收敛变形、螺栓和槽钢应力、管片塑性节点发展情况等方面衡量槽钢加固管片的加固效果。研究结果表明,槽钢加固能有效限制管片的顶底收敛变形,最大加固效率可达50%;卸载过程中槽钢和螺栓共同承担卸载导致的应力,卸荷较小时槽钢加固能有效减小管片螺栓应力;管片环缝间为剪切破坏,槽钢加固可以降低管片环间作用力的影响,延缓管片混凝土和螺栓出现塑性变形,可为同类工程加固提供参考借鉴。