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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (3): 539-548.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.03.009
张朝1, 2, 高柯1, 2, 许有俊1, 2, 聂绪致1, 2, 王乐1, 2, 李鑫1, 2
(1. 内蒙古科技大学土木工程学院, 内蒙古 包头 014010;2. 内蒙古自治区高校城市地下工程研究中心, 内蒙古 包头 014010)
Failure Characteristics and Shear Stiffness of Prefabricated Utility Tunnel Joints Under Weakened Foundation Bed Conditions
ZHANG Chao1, 2, GAO Ke1, 2, XU Youjun1, 2, NIE Xuzhi1, 2, WANG Le1, 2,LI Xin1, 2
(1. School of Civil Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, Inner Mongolia, China; 2. Research Center of Urban Underground Engineering at Universities of Inner Mongolia, Baotou 014010, Inner Mongolia, China)
摘要: 为揭示不同地基条件对预制综合管廊结构和接头受剪性能的影响规律,进一步提升地下综合管廊的韧性,以包头市新都市区地下综合管廊项目为背景,开展基床弱化条件下预制综合管廊承插接头的剪切模型试验和三维精细化数值模拟。对比分析4种工况下预制综合管廊承插接头的破坏特征及抗剪刚度的差异性,揭示出地基基床系数弱化对预制综合管廊力学性能的影响。研究结果表明: 1)地基基床系数越小,管廊承插接头的破坏范围越大、破坏程度越严重,承口倒角部位的混凝土破坏最为严重,更容易发生应力集中; 2)基床弱化会减弱地基对管节间错台变形的约束作用,与CD-1(砾砂)相比,CD-2(折减3/9刚度)、CD-3(折减5/9刚度)、CD-4(折减9/9刚度)错台量分别增加0.7%、3.4%、13.6%; 3)不同土层中接头的剪力-错台量曲线均分为部分滑移、整体滑移、破坏发展3个阶段,基床系数弱化后,地基在相同错台量下提供的反力减小,导致管廊剪切刚度降低; 4)基床系数的弱化使得管节承插口间的接触面积与接触压力增大,最大接触压力主要分布在接头的倒角位置,进而导致各舱室收敛变形增大,大、小舱室顶、底板均受拉,向管内变形,侧壁均向外凸起变形。