盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌内水压下破坏机理试验研究

摘要

利用1∶1原型试验对盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌在内水压下的受力变形规律及破坏模式展开研究。试验结果表明，盾构管片接头是双层衬砌抗拉薄弱位置，内衬环面临近管片接头处首先产生裂缝然后逐渐接近均匀分布；盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌受力破坏过程可以大致分为4个阶段：（1）线弹性阶段，该阶段衬砌受力变形随内水压的增加线性变化；（2）内衬开裂阶段，内衬开裂后钢纤维发挥桥接作用，内衬环向抗拉刚度逐渐降低，盾构管片分担的内水压比例逐渐上升，内衬轴力逐渐由钢筋承担；（3）内衬开裂稳定阶段和接头损伤阶段，该阶段内衬残余刚度趋于稳定，管片分担的内水压比例不再增加，随后部分管片接头对应混凝土出现压损，管片抗拉刚度下降；（4）衬砌破坏阶段，内衬钢筋逐渐屈服，最终部分盾构管片接头出现严重破坏。原型试验的结果揭示了盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌在内水压作用下的破坏过程和机理，可为工程实践提供参考。