基于重庆地层TBM隧道衬砌结构纵向稳定性研究
[Abstract]:With the rapid development of the TBM tunnel in China, the stability of the tunnel in the formation becomes more and more important, especially the stability of the lining structure of the tunnel is affected by the surrounding stratigraphic environment in the complex formation area characterized by Chongqing formation. The influence of many factors, such as the form of its own structure and the construction technology, is not mature at present, so it can only design the lining structure of TBM tunnel according to the experience of shield tunnel, but in order to ensure the long-term stability of the lining structure, General design is conservative, resulting in a huge waste. Therefore, the longitudinal stability of composite TBM tunnel lining is studied in this paper. This paper mainly studies the influence factors of lining structure stability and two routes of different model methods. Based on the beam-spring model, the modification of the beam-spring model is carried out, and the factors affecting the stability of lining structure, such as joint bending stiffness, formation resistance coefficient, lateral pressure coefficient and segment splicing mode, are analyzed. The longitudinal equivalent continuum model, another research method for the stability of lining segments of TBM tunnel, is theoretically deduced and verified by finite element numerical simulation. The efficiency of lateral stiffness which reflects the transverse performance of segments is considered in the longitudinal equivalent continuum model. The main research contents are as follows: (1) aiming at some problems existing in the beam-spring model in simulating the actual segment structure, an improved method is proposed based on the theory of beam-joint discontinuity model and shell-spring model. A new model based on beam-spring model: modified beam-spring model. The main innovation is to adopt the two-node form of beam-joint discontinuous model to solve the discontinuity problem of the actual force on the joint. The theory of radial and tangential bending stiffness and shear stiffness is introduced into the joint spring. (2) by simulating the mechanical properties of TBM tunnel lining segment joints of 6m and 10m outer diameters under different loads, the loads are found. In order to study the bending stiffness of segment joint, the curve between the corner angle of segment joint and the bending stiffness of joint is obtained. When the transverse axial force is constant, the bending moment (the absolute value of positive and negative moment) will increase the turning angle of the segment joint, and when M is small, the bending stiffness K _ 胃 tends to be stable. When M increases to a certain value, the bending stiffness K胃 decreases gradually and tends to be stable at a certain value, in addition, the axial force enhances the bending stiffness of the joint. The value range of bending stiffness K _ 胃 is obtained by using tangent method for 胃 -M curve. (3) by studying the formation factors and assembling methods that affect the stability of TBM tunnel lining segment, it is found that the formation resistance coefficient is obtained. The lateral pressure coefficient and the assembling mode of segment have certain influence on the stability of TBM tunnel lining segment. The law and degree of the influence of the above factors on the stability are analyzed. (4) the method of theoretical derivation and finite element numerical simulation is used to verify the stability of TBM tunnel lining segment. The relationship curve and formula between the efficiency of transverse stiffness and the longitudinal equivalent stiffness are obtained, and the influence of the efficiency of transverse stiffness on the longitudinal equivalent bending stiffness is also obtained. The accuracy of using longitudinal equivalent continuum model to analyze the longitudinal stability of segment structure is verified by finite element numerical simulation.
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U451.4
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,本文编号:2176721
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