盾构隧道开口对其纵向抗弯刚度的影响试验

盾构隧道建成后,由于某些功能需求而需要在盾构隧道的不同位置处开口,如两平行盾构隧道之间施工联络通道、盾构隧道底部施工暗井泵房以及盾构隧道顶部施工竖井。针对盾构隧道开口后纵向刚度降低,易发生纵向不均匀沉降或水平挠曲变形等问题,设计了几何相似比为1∶10的模型盾构隧道,开展了盾构隧道不同位置开口(顶部开口、侧部开口以及底部开口3种情况)对其纵向刚度影响的试验研究。采用简支梁法,对盾构隧道不同位置开口与隧道未开口实测结果进行了对比分析,探究了模型隧道环缝接头张开量、开口位置张开量以及不同位置开口后对其纵向抗弯刚度的影响。对开口后隧道不同方向的抗弯刚度进行测试,分析结果表明:当开口位置方向受压时刚度降低90.5%,开口位置方向受拉时刚度降低64.6%,隧道弯曲方向与开口位置垂直时其刚度降低42.4%;盾构隧道开口后,由于开口处环缝连接螺栓的拆除而导致盾构隧道抗弯刚度降低;相对完整的盾构隧道弯曲过程中,不同开口处对应刚度发挥作用不同,因此对盾构隧道的刚度降低程度也有所不同;盾构隧道开口后,隧道的抗弯刚度与其弯曲方向和开口相对位置相关,在盾构隧道受荷变形分析、抗震分析中应根据隧道的弯曲方向对盾构隧道抗弯刚度进行取值。