基于接头抗弯刚度非线性的壳-弹簧-接触-地层模型的建立
本文关键词:基于接头抗弯刚度非线性的壳-弹簧-接触-地层模型的建立
【摘要】:管片接头抗弯刚度与接头处所受弯矩和轴力相关,具有明显的非线性特性,导致隧道整体力学机理变得复杂。通过计算发现,接头抗弯刚度对结构内力有较大影响。因此,建立壳-弹簧-接触-地层模型,其中接头抗弯刚度根据接头处的受力情况调整,反复迭代计算得到衬砌的真实受力状态,简称迭代模型。通过大比例尺室内试验对模型计算结果进行了验证,然后采用该模型对狮子洋隧道复合地层中衬砌受力进行了计算分析,并与接头抗弯刚度恒定模型(简称恒定模型)进行了对比研究。结果表明:相对于恒定模型,迭代模型的刚度取值与模型实验更为接近,因此得到的结果也更为可靠;对于复合地层而言,恒定模型与迭代模型所得结果差别较大,且该差异随着软弱层厚度与隧道直径比值的增大呈增加趋势;当盾构隧道结构所处岩层较均匀时,全环各个位置处接头刚度值差别不大,此时若输入适当的接头刚度值,恒定模型也可以得到较为准确的计算结果。
【作者单位】: 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;
【关键词】: 盾构隧道 接头 抗弯刚度 壳 弹簧 接触
【基金】:国家自然科学基金青年基金项目(50908194);国家自然科学基金面上项目(51278424)
【分类号】:U455.43
【正文快照】: 盾构隧道主要采用环向接头将多个弧形的衬砌管片拼接成管片环[1],再通过纵向接头将管片环以通缝或错缝方式拼装而成。由于接头的存在,其非线性特性导致隧道整体力学机理变得复杂[2]。根据研究成果可知[3 4],管片接头抗弯刚度与接头处所受弯矩和轴力相关,具有明显的三维特性。
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