盾构管片橡胶密封垫断面形式设计及耐久性研究

由于密封垫的使用寿命对今后隧道工程有着重要的工程意义;因此,对比不同密封垫材料的优缺点,根据规范对尺寸的规定,选取合适的盾构管片橡胶密封垫材料(EPDM)和3种尺寸分别进行防水试验。得出的结论是:当橡胶密封垫的接触应力与设计水压力之比K≥1.15时能满足防水要求。针对目前盾构隧道管片接缝弹性密封垫以经验为主的设计思路,提出利用数值模拟手段,将第3种试验产品的耐久性实验所得的数据利用"阿累尼乌斯方程"的"P-T-t三元模型"进行橡胶密封垫使用寿命预测。所得出的结论是:橡胶密封垫在使用100年后其应力保持率为83.3%。第3次试验所用橡胶密封垫的短期防水压力最高达到1.8 MPa,通过计算可知使用100年后该断面尺寸橡胶密封垫的防水压力为:1.8×83.3%=1.5 MPa,满足0.4 MPa的长期防水指标。研究结果表明"阿累尼乌斯方程"的"P-T-t三元模型"能够很好地解决密封垫的使用寿命问题,具有较好的推广应用前景。