基于整环足尺试验的盾构隧道破坏机制及纵缝外弧面变形分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2021.S2.021

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国核心学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (S2): 165-171.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.S2.021

基于整环足尺试验的盾构隧道破坏机制及纵缝外弧面变形分析

郑光辉¹，庞小朝²，王康任²

（1. 武汉地铁集团有限公司，湖北武汉 430000； 2. 铁科院（深圳）研究设计院有限公司，广东深圳 518000）

出版日期:2021-12-31 发布日期:2022-03-15
作者简介:郑光辉（1982—），男，河北邢台人，2007年毕业于西南交通大学，公路与水路运输专业，硕士，高级工程师，现从事工程建设管理工作。E-mail： 354208140@qq.com。

Failure Mechanism of Shield Tunnel Based on Full-Scale Experiment and Analysis of Longitudinal Joint′s Outboard Deformation

ZHENG Guanghui¹, PANG Xiaochao², WANG Kangren²

(1. Wuhan Metro Group Co., Ltd., Wuhan 430000, Hubei, China; 2. China Academy of Railway
Sciences (Shenzhen) Research and Design Institute Co., Ltd., Shenzhen 518000, Guangdong, China)

Online:2021-12-31 Published:2022-03-15

摘要/Abstract

摘要： 为探明隧道的结构破坏机制及外弧面纵缝变形规律，以某病害多、受力工况复杂的区间地铁盾构隧道为对象，开展2组错缝拼装盾构隧道整环足尺试验，挖掘盾构隧道全过程结构破坏特征点，归纳收敛变形－外弧面纵缝变形关联关系，并获得收敛变形-外弧面纵缝变形关键指标。研究结果表明： 1)盾构隧道收敛变形达到20~30 mm时开始出现沿隧道纵向的管片裂缝； 2)盾构隧道结构破坏可分为弹性、弹塑性和极限状态3个阶段，极限状态时可观察到管片本体受压破坏及多处纵缝破损； 3)盾构隧道腰部纵缝外弧面张开量与收敛变形、拼装角度高度关联。

关键词: 盾构隧道, 足尺试验, 破坏机制, 收敛变形, 纵缝变形

Abstract: To investigate the structural failure mechanism and longitudinal joint′s outboard deformation of shield tunnel, two groups of fullscale experiments on staggered joint assembled shield tunnel are conducted based on a shield tunnel with many defects and complex load conditions. The key points of structural failure in the whole process of shield tunneling are excavated, the correlation between convergence deformation and longitudinal joint deformation is summarized, and the key indexes are obtained. The results show the following: (1) When the convergence deformation of shield tunnel reaches 20~30 mm, segment cracks along the longitudinal direction of the tunnel occur. (2) The structural failure of shield tunnel can be divided into three stages, i.e., elastic, elastoplastic, and ultimate stages, and when it reaches the ultimate state, some segments and longitudinal joints are damaged by compression. (3) The outboard deformation of waist longitudinal joint is highly correlated with the convergence deformation and assembly angle.

Key words: , shield tunnel, full-scale test, failure mechanism, convergence deformation, longitudinal joint deformation

中图分类号:

U 455.43

郑光辉, 庞小朝, 王康任. 基于整环足尺试验的盾构隧道破坏机制及纵缝外弧面变形分析[J]. 隧道建设, 2021, 41(S2): 165-171.

ZHENG Guanghui, PANG Xiaochao, WANG Kangren.

Failure Mechanism of Shield Tunnel Based on Full-Scale Experiment and Analysis of Longitudinal Joint′s Outboard Deformation [J]. Tunnel Construction, 2021, 41(S2): 165-171.

[1]	王树英, 汪来, 杨鹏, 龚振宇. 渣土改良下盾构掘进富水砾砂地层响应研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 87-97.
[2]	王儒, 翟五洲, 倪海波, 黄宏伟. 盾构隧道机械法联络通道破洞施工中管片衬砌洞门结构力学响应的数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 178-188.
[3]	何江, 姚连璧, 丁孝兵, 杨坤. 基于移动激光扫描的盾构隧道参数化建模[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 216-221.
[4]	陈胤吉, 张治国, 木林隆, 陈杰, 陆正, 陈仲侃. 曲线隧道掘进对邻近地层和管片变形影响数值模拟分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 271-282.
[5]	郭保和, 徐纯杰, 赵赢. 珠海隧道超大直径泥水盾构针对性设计研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 530-534.
[6]	程阳洋, 罗斌, 张焙智. 大直径盾构隧道混凝土管片的预制技术研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 487-492.
[7]	刘新根, 王伯芝, 刘笑娣. 基于空间S形曲线的盾构轨迹纠偏方法[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 457-463.
[8]	孔德森, 滕森, 赵明凯, 时健. 盾构隧道开挖面改进三维模型和临界支护压力研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(9): 1463-1472.
[9]	蒋益平, 陈洪胜, 李露瑶, 朱小辉, 杨正刚, 宋小庆, 曹振东. 岩溶区地铁盾构隧道下穿水源地综合勘探技术[J]. 隧道建设, 2023, 43(9): 1541-1548.
[10]	魏纲, 郭丙来, 吴海峰, 王哲, 陈博, 孙博. 多分区基坑开挖及旁侧盾构隧道变形实测分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(8): 1316-1326.
[11]	杨君华, 陈宏明, 李荆, 尚伟, 张合沛. 大直径盾构隧道中隔墙智能安装机研制与应用技术[J]. 隧道建设, 2023, 43(7): 1215-1227.
[12]	潘海泽, 李根, 陈怡西, 罗振华, 韩建强. 基于SEM-IPA的地铁盾构隧道施工安全脆弱性关键影响因素研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(6): 936-947.
[13]	谢小创, 张冬梅. 基于物质点法的盾构隧道涌水涌砂模拟与应用[J]. 隧道建设, 2023, 43(6): 1045-1056.
[14]	魏纲, 章亦然, 蒋吉清, 丁亮, 董北北. 基于希尔伯特-黄变换的地铁整体道床局部脱空识别[J]. 隧道建设, 2023, 43(5): 754-760.
[15]	高坤, 苏校锋, 张志伟, 梁荣柱, 李忠超, 郭杨, 乐腾胜. 新建隧道上穿引起既有盾构隧道纵向隆起分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(5): 770-778.

基于整环足尺试验的盾构隧道破坏机制及纵缝外弧面变形分析

Failure Mechanism of Shield Tunnel Based on Full-Scale Experiment and Analysis of Longitudinal Joint′s Outboard Deformation

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价