机械法联络通道管片切削下主隧道力学行为研究 - 孟祥林; 李伟平; 赵泽昌; 霍永鹏; 胡运春; 张正黎; 晏启祥 (铁道标准设计, 2024)
U231%U455.44; 为了解机械法联络通道破洞过程中主隧道管片结构响应变化,依托宁波市轨道交通5号线海晏北路站—民安东路站区间工程,采用动力显式有限元法,建立全刀盘三维精细化模型并引入材料累进破坏失效准则,对不同施工阶段下主隧道管片力学行为进行研究,得到了施工初始阶段、预撑阶段及刀盘切削阶段下全切削环和半切削环管片衬砌变形图、弯矩图和轴力图,绘制了主隧道管片在3种切削阶段下应力云图,并与原型管片加载试验结果对比验证了模拟结果的准确性.主要研究结论如下:内支撑体系可为主隧道分担水土压力,有效减小管片整体内力与竖向变形;联络通道破洞后,切削区管片洞口表现出悬臂效应,最大位移位于全切削环洞口下侧,在破洞后应尽快施作强支护加固,限制管片开口处变形进一步发展;刀盘磨削管片过程中,半切削环弯矩变化相对于全切削环具有滞后性,两者均在靠背侧拱腰部位产生弯矩最大值,轴力总体上则从拱腰至拱顶底较为平滑地减小;在切削阶段,管片洞口外壁与靠背侧中部存在应力集中,半切削环与标准环的交界处发生了应力突变,应适当加大钢隔舱管片与普通混凝土管片之间的连接螺栓强度,避免螺栓破坏引起主隧道管片错台.