谢家冲，王金昌，黄伟明

地面堆载作用下盾构隧道管片开裂行为分析

谢家冲，王金昌，黄伟明

(浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310058)

针对盾构隧道管片的非线性响应提出一种基于地层结构法的数值模拟手段，考虑土体、混凝土、钢筋和接触的非线性力学行为，将能够准确描述混凝土受拉压与剪切行为的总应变开裂模型赋予衬砌管片。针对实际工程的数值计算结果能够与隧道沉降及实际裂纹开展特征吻合，验证了该数值分析模型的有效性。引入最大裂缝宽度、开裂因子和开裂率等指标评价及预测衬砌开裂行为。研究结果表明：堆载作用下管环的主要损伤区扩展，深度增加，并萌生出宏观裂纹。基于对上、下行线开裂行为的对比分析可知堆载高度和堆载偏移距离对管片开裂行为有重要影响。

地面堆载；盾构管片；结构损伤；结构响应；混凝土开裂

盾构隧道通过螺栓接头和止水带将刚性管片拼装成整体带一定柔性的结构物，具有较大抵抗变形与开裂的能力。地表堆载作为最常见的地面扰动因素之一，由于不受重视对已建地铁造成开裂病害问题尤为突出。杭州等软土地区地铁曾多次出现区间上部堆载，导致隧道变形和不同程度的管片开裂破损，严重病害区间最大收敛变形达125 mm，同时产生管片开裂、渗漏水和错台等病害[1−3]。因此，对地面堆载条件下的混凝土管片损伤规律和开裂特性展开分析有重要的工程意义。研究……