盾构隧道斜螺栓-凹凸榫新型环间接头抗剪性能分析

以苏通GIL工程为背景,建立三维精细化有限元模型,对盾构隧道斜螺栓-凹凸榫式新型环间接头承受压剪作用时的受力和变形过程进行仿真分析,并通过数值模拟说明其必要性.模型采用实体单元,对盾构隧道环间接头混凝土、螺栓、套筒、垫片等细部结构进行1:1模拟,基于三维模型对环间接头错台、接头转动及凹凸榫作用等进行分析,并采用接头抗剪足尺试验进行对比验证.结果表明:(1)环间接头在顺剪和逆剪加载条件下,接头错台量曲线的变化规律相近,均呈抛物线+直线形状,但逆剪工况时接头刚度比顺剪低20％;(2)环间接头受剪时会产生转动,转动角随着剪切力增大,最大达0.11 rad,不同剪轴比下纵向力对转动角的影响不同;(3)凹凸榫对接头抗剪性能有10％幅度的强化作用,且不受剪切方向影响;(4)与接头抗剪足尺试验对比表明,三维精细化环间接头模型能反应接头的实际受力变形过程,刚度差在10％左右.