盾构隧道管片力学性能的有限元模拟分析和管片截面设计

发布时间：2019-11-21 12:40

【摘要】：盾构隧道管片是指支撑隧道稳定性的第一层衬砌,一般是由钢筋混凝土材料来构成。随着最近几十年来计算机技术的兴起,有限单元法被广泛的应用在工程建设中的各个领域,当然也应用到了盾构隧道管片的力学性能分析和截面设计中。介绍了计算盾构隧道管片内力的解析法和有限元法,并且比较了两种方法的异同。采用有限单元法系统的分析了管片参数和地层参数对管片受力情况的影响。研究了地层损失率对管片受力的影响。研究表明,随着管片埋深和管片直径的增大,管片的内力值也会随之增大；随着地层泊松比的增大,管片的内力之会随之减小。随着地层损失率的增大,管片的内力值会随之减小。为了研究钢筋混凝土管片的极限弯矩和轴力的关系,分析受压区钢筋真实的应力状态,对现有的截面复核理论做出了改进。研究表明,混凝土管片受压区钢筋没有达到屈服强度。分别计算了武汉地铁和上海地铁的极限弯矩随轴力的变化情况,从两个工程实例的计算结果可以看出,混凝土管片的极限承载力随着轴力的增加而增加。实际管片最不利荷载组合应该是最大弯矩与最小轴力组合。分析了琼州海峡海底隧道管片的截面设计。研究表明,琼州海峡海底隧道的钢筋配筋方案应考虑轴力最小和弯矩最大组合。琼州海峡海底隧道管片使用厚度为700mm宽度为1000mm的管片,并给出规范配筋方案。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43

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本文编号：2564009