钢板套衬加固隧道管片接头力学行为及损伤发展

张仕雄; 徐松; 陈佳; 郑凤曲; 朱碧堂; 黄春强; 奉小华; 刘阳峰

doi:10.16749/j.cnki.jecjtu.20250513.001

华东交通大学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6) : 58 -65. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20250513.001

钢板套衬加固隧道管片接头力学行为及损伤发展

张仕雄, 徐松, 陈佳, 郑凤曲, 朱碧堂, 黄春强, 奉小华, 刘阳峰

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摘要

为研究钢板的厚度和锚固件强度对盾构隧道接头部位加固效果，采用三维数值软件Abaqus，建立了内径5.4 m、外径6.0 m左右各1/2标准块管片接头模型，详细探讨了钢板黏胶加固地铁隧道管片接头的力学行为。研究结果表明，加固后管片接头的力学性能受到混凝土基体、钢板、锚栓三方面的影响，使用10 mm厚的钢板能使接头刚度增强40%；当钢板厚度介于20～30 mm时，结构承受的弯矩随外部荷载的增加也逐渐增大；当钢板厚度超过20 mm后，结构损伤模式变化不大，钢板的应力主要集中在远离接缝面的支座区域。此外，锚栓数量固定的情况下，直径增加能有效提高加固后管片接头的协同受力。采用锚粘钢内衬加固后的管片接头由于受到接头部位受压区混凝土强度的限制，钢板厚度增加接头刚度增加幅度衰减，以10～20mm钢板厚度最佳。该研究可为采用钢环内衬加固的盾构管片设计提供理论支持。