盾构切削钢筋混凝土地连墙的破坏模式及机理研究

摘要

随着城市隧道建设中盾构直接切削钢筋混凝土地连墙的案例日益增多，深入研究切削过程中地连墙的破坏模式及刀盘荷载变化规律，对于优化刀具配置并提升施工效率至关重要。以滚刀切削钢筋混凝土地连墙室内试验为背景，采用有限元软件ABAQUS建立盾构刀盘切削钢筋混凝土地连墙的三维动态数值模型。仿真结果表明，混凝土主要表现为脆性破坏，钢筋的破坏模式主要取决于周围混凝土的约束效应。通过建立量化的判别准则，即断裂应力比，统计分析发现钢筋的破坏模式主要表现为部分切断，且完全拉断的比例随直径增大而降低。仿真数据能基本反映试验中刀盘荷载变化趋势的平均水平，推力和扭矩的相对误差分别为7.36%和9.21%。高贯入度会导致荷载振荡明显，低贯入度下更能发挥滚刀的磨削作用。

关键词

盾构切削 / 地连墙 / 钢筋破坏模式 / 刀盘荷载 / 贯入度

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51978430)