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盾构隧道空心榫类环缝接头抗剪承载计算方法

盾构隧道，空心榫类接头，抗剪承载，计算方法

环缝错台在盾构隧道中普遍存在，而刚性管片接头中螺栓的位移空间非常有限，在环缝错台较大时螺栓不可避免地出现塑性变形或者挤碎混凝土，影响环缝接头的使用寿命。在环缝接头处嵌入空心类榫头，增强接头的柔性，能够减轻环缝错动中接头的损伤。然而，空心榫的增加改变了环缝接头的构造，已有的力学模型不再适用于空心榫环缝接头抗剪承载力的计算，对环缝接头的设计、安全验算和服役性能评定影响显著。本文针对环缝接头的薄弱部位，开展了三组不同压-剪受力状态的环缝接头抗剪试验，明确了增加空心榫后环缝接头的破坏特征。随后，以试验结果为基础，构建了空心榫环缝接头的抗剪力学计算模型，推导了环缝接头的抗剪承载计算式，提出了增强环缝承载性能的优化方法。研究结果表明，嵌入空心榫的环缝接头存在混凝土抗剪阶段和钢筋抗剪阶段，环缝接头的抗剪承载力混凝土、连接件和钢筋共同决定，其中的主导因素可由本文的解析公式计算确定。此外，环缝接头的优化设计必须考虑纵向轴力，才能最为有效地提高其抗剪承载性能。