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盾构隧道“T字缝”接触应力与防水性能研究

         
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针对高水压海底盾构隧道防水安全问题,以琼州海峡海底盾构隧道为背景,开展了“T字缝”密封垫接触应力及防水性能研究。首先,建立了“T字缝”渗流流固耦合数值计算模型,揭示了“T字缝”密封垫间接触应力分布特点以及渗流规律;同时,采用自主研制的伺服式高水压试验装置开展了“T字缝”防水性能实验,得到了不同接缝张开量情况下的渗漏临界水压;最后,根据数值模拟结果和试验数据建立了“T字缝”渗漏临界水压公式。研究表明:“T字缝”的环纵缝交点处的平均接触应力最大,纵缝上距离交点20 mm处的平均接触应力最小,易发生渗漏;渗流形态与平均接触应力分布有关,平均接触应力越小,渗流速度越快;“T字缝”的临界水压与接缝张开量呈反比,为保证琼州海峡海底隧道长期防水安全,建议接缝张开量应小于10 mm;“T字缝”渗漏临界水压公式计算结果最大误差为15.7%,满足精度要求。

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