地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性分析

摘要

地表超载是威胁盾构隧道结构安全运营的重要因素，且随着隧道服役时间的增长，钢筋锈蚀导致的盾构隧道性能劣化可能进一步加剧地表超载作用下结构损伤破坏的风险.鉴于此，提出了地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性分析方法，以软土地区某典型浅埋盾构隧道为例，建立了地表超载作用下锈蚀盾构隧道管片三维精细化有限元分析模型，考虑地层抗力系数与土体重度的不确定性开展了数值分析；在此基础上，以接头张开量为损伤指标，采用双参数对数正态分布模型建立了地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性曲线，揭示了超载和钢筋锈蚀率等因素对隧道结构易损性的影响规律.研究结果表明，隧道易损性概率随地表超载水平与钢筋锈蚀率的增大而增大；当地表超载较小时，钢筋锈蚀率对隧道易损性的影响更为突出；同一工况下，隧道腰部接头相较于拱顶或拱底接头具有更高的损伤概率.

关键词

盾构隧道 / 地表超载 / 钢筋锈蚀 / 易损性分析 / 数值模拟

基金资助

国家重点研发计划资助项目（2022YFC3800905）; 国家自然科学基金资助项目（52238010,52108381,52090082,52408435）; 上海市科学技术委员会科研计划项目（23DZ1202806,22XD1430200）