盾构隧道环向快速连接件力学性能试验研究

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以15m级的大直径公路盾构隧道与10m级超深覆土高内水压作用下的排水调蓄盾构隧洞为研究对象,为了满足接头高承载力的要求,开发了新型环向快速连接件。该连接件具有拼装时间短,无需人工拧紧,拼装完成后的隧道真圆度高,管片错台与张开量小,防水性能高的优点。为了研究连接件的结构形式、材料性能、连接件与锚筋之间的连接、连接件与混凝土管片之间力的传递,以650mm厚的管片为原型,开展了接头抗拉物理试验,并采用数值模拟的方法实现了试验值与计算值的对比分析。得到的主要结论如下:1)本次试验所采用的铸铁连接件屈服承载能力为512kN,满足了试验指标要求。弹性阶段的承载力为400kN,极限承载力为645kN,可以应用于指导盾构隧道的设计。2)试验破坏发生在连接件本体部位,锚筋与连接件之间的连接设计合理可靠。试验中止时,4根锚筋的最大应力值为348MPa,达到HRB400锚筋抗拉屈服强度的87%,接近其抗拉强度设计值360MPa。3)连接件在轴心拉力作用下,连接件本体与锚筋的受力是不均匀的,在连接件设计中应考虑这种不均匀性,进行合理的优化设计。
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