[發明專利]在正負彎矩作用下剛度不同的盾構隧道管片接頭試驗模型

有效

• 申請號: 201910928588.X
• 申請日: 2019-09-28
• 公開（公告）號: CN110645015B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 謝東武;張清照;趙程
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;G09B25/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種在正負彎矩作用下剛度不同的盾構隧道管片接頭試驗模型，該模型包括管片本體以及開設在管片本體內、外表面的多條消減槽，所述的消減槽包括環縫消減槽和縱縫消減槽，每條環縫消減槽和縱縫消減槽內均設有填充體，所述的填充體僅承受壓力，在承受拉力時與消減槽側壁脫開，用以描述管片本體在正負彎矩作用下剛度不同的特性。與現有技術相比，本發明具有模擬不同剛度、結構簡單、實用性強等優點。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，尤其是涉及一種在正負彎矩作用下剛度不同的盾構隧道管片接頭試驗模型。

背景技術

盾構隧道由管片采用螺栓連接而成，管片接頭眾多，結構復雜。盾構隧道整環原型加載試驗費用昂貴，而多環加載原型試驗幾乎不可能。因而進行盾構隧道多環相互作用分析，以及盾構隧道復雜環境下的多工況分析時，必須借助于模型試驗。盾構隧道模型試驗的難點在于如何合理有效地對盾構隧道管片接頭進行描述，而現有的模擬方法無法考慮管片接頭正負彎矩作用下剛度不同的特性。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種在正負彎矩作用下剛度不同的盾構隧道管片接頭試驗模型。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種在正負彎矩作用下剛度不同的盾構隧道管片接頭試驗模型，該模型包括管片本體以及開設在管片本體內、外表面的多條消減槽，所述的消減槽包括環縫消減槽和縱縫消減槽，每條環縫消減槽和縱縫消減槽內均設有填充體，所述的填充體僅承受壓力，在承受拉力時與消減槽側壁脫開，用以描述管片本體在正負彎矩作用下剛度不同的特性。

所述的縱縫消減槽設有多條，其沿管片本體周向開設，用以模擬管片的通縫或錯縫拼裝。

管片本體內表面的環縫消減槽和縱縫消減槽與管片本體外表面的環縫消減槽和縱縫消減槽的位置處于同一直徑方向。

所述的消減槽對應的圓心角和深度由實測剛度確定。

所述的管片本體的材質為玻璃鋼管材、石膏管材或混凝土管材。

所述的填充體的材質為合成樹脂或橡膠，其剛度小于管片本體，且具有壓縮性。

所述的消減槽界面形狀為矩形或梯形。

該盾構隧道管片接頭試驗模型的設計方法包括以下步驟：

1)根據相似比設計原則，選擇適用于描述盾構隧道管環特征的管片本體；

2)結合實際管片接頭剛度情況，進行內外側縱向、環向消減槽的開設；

3)根據管片接頭正負彎矩作用下的剛度不同，在內外側消減槽中設置滿足剛度要求的多種材料參數的填充體，該填充體僅承受壓力，在承受拉力的情況下與消減槽側壁脫開，用于在模型試驗中真實表現管片接頭在加-卸載過程中的力學行為。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明提出的盾構隧道管環試驗模型，既能有效地對管片接頭剛度不連續進行描述，考慮管片接頭正負彎矩作用下剛度不同的特性，采用消減槽同時進行縱縫和環縫的設置，管材一次成型，不存在管節間的連接等復雜的構造措施，更為簡單有效地對盾構隧道結構的剛度突變性進行描述，又能避免縮尺模型復雜的拼裝工作，操作簡單，實用性強。

附圖說明

圖1為盾構隧道管片接頭試驗模型的橫斷面圖。

圖2為本發明中模型在正彎矩作用下變形示意圖。

圖3為本發明中模型在負彎矩作用下變形示意圖。

圖4為盾構隧道管片環三維視圖。

圖中標記說明：