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隧道建设(中英文) ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (8): 1404-1413.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2022.08.009
公轨合建盾构隧道管片-内部结构复合体系横向抗震性能研究——以济南黄河隧道为例
何应道1, 2, 肖明清1, 2, 封坤3, 曹翔鹏3, 郭文琦3
(1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北 武汉 430063; 2. 水下隧道技术湖北省工程实验室, 湖北 武汉 430063; 3. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室, 四川 成都 610031)
Transverse Seismic Performance of SegmentInternal Structure Composite System of HighwayMetro Integrated Shield Tunnel: a Case Study of
Yellow River Tunnel in Jinan, China
HE Yingdao1, 2,
XIAO Mingqing1, 2, FENG Kun3, *, CAO Xiangpeng3, GUO Wenqi3
(1. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, Hubei, China;2. National & Local Joint Engineering Research Center of Underwater Tunneling Technology,Wuhan 430063, Hubei, China; 3. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering of Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031,Sichuan,China)
摘要:
为探明有无内部结构、内部结构不同施作方式(全预制、预制+现浇)对盾构隧道整体结构横向抗震性能的影响,以济南黄河隧道为依托,建立地层-管片-内部结构三维精细化模型,采用显式动力时程方法进行抗震性能研究。研究结果表明: 1)内部结构对隧道变形的约束作用呈阶段性变化。在弹性工作阶段,增大内部结构与管片接触面连接刚度能有效降低隧道变形,隧道径向收敛最大降低86.87%;在塑性工作阶段,由于内部结构惯性力和重力的作用,会加剧隧道变形。2)考虑内部结构会明显降低其施作区域内的管片峰值应力与损伤,小主应力最大降低50.75%,刚度折减系数最大降低0.060 6。3)考虑内部结构后,隧道局部轴力与弯矩会降低,内部结构采用预制+现浇方式时弯矩最大降低769 kN·m,轴力最大降低1 798 kN。4)内部结构与管片接触面连接刚度越大,两者协调变形能力越好,但内部结构薄弱区域需要同步补强,防止结构过早进入塑性工作状态。