盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)理論分析及工程應(yīng)用研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)，世界經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展極大地推動了城市化，而隨著城市地面空間資源的開發(fā)利用趨于飽和，人類逐漸把眼光投向了廣闊的地下空間。在當(dāng)前國內(nèi)外大量地鐵工程建設(shè)中，盾構(gòu)法已經(jīng)成為了最重要的建設(shè)方法之一。得益于盾構(gòu)法自身的諸多優(yōu)點(diǎn)和地鐵盾構(gòu)隧道等各項城市基礎(chǔ)設(shè)施及地下空間大規(guī)模建設(shè)的推動，盾構(gòu)隧道工法無論是在技術(shù)上還是在理論上都有了非常大的進(jìn)步。但由于地下結(jié)構(gòu)及巖土工程的復(fù)雜性，盾構(gòu)隧道計算模型尚欠成熟和完善，需要不斷地對盾構(gòu)隧道設(shè)計計算模

2、型的理論研究，探索最能反應(yīng)實(shí)際工況的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)計算模型。本文對盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)計算理論進(jìn)行了研究，主要工作有：
　　(1)回顧了盾構(gòu)隧道的發(fā)展歷史，對國內(nèi)外盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)計算模型及相關(guān)理論進(jìn)行了概況和總結(jié)，并對慣用法、修正慣用法、彈性鉸圓環(huán)法和梁-彈簧模型及梁-接頭模型等結(jié)構(gòu)計算理論進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
　　(2)概括總結(jié)了隧道結(jié)構(gòu)荷載計算中的各種方法及其適用條件。對盾構(gòu)法隧道荷載計算方法進(jìn)行了探討，分別介紹了襯砌土壓力的簡化計算

3、法、考慮地層與襯砌共作用法及襯砌荷載反饋分析法；詳細(xì)研究了簡化計算方法中垂直土壓力、水平土壓力、以及地基抗力等管片土壓力的基本問題。
　　(3)針對南昌地鐵一號線工程實(shí)例，采用勻質(zhì)圓環(huán)模型，研究了彎曲剛度有效率和土體抗力系數(shù)對盾構(gòu)隧道內(nèi)力計算的影響規(guī)律，同時，考慮到勻質(zhì)圓環(huán)模型、彈性鉸圓環(huán)模型和雙環(huán)梁-彈簧模型的不同模型假定和計算特點(diǎn)，對其進(jìn)行了研究分析。
　　(4)本文推導(dǎo)了考慮接頭剛度影響和抗力分布變化的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)計算

4、模型解析解，并通過編程與慣用計算法和數(shù)值模擬方法進(jìn)行了計算對比分析。分析表明：考慮接頭剛度影響和抗力分布變化計算模型所求盾構(gòu)隧道內(nèi)力的變化趨勢和慣用計算法所得結(jié)果基本一致；此外，其計算結(jié)果與數(shù)值模擬法計算的結(jié)果變化規(guī)律也具有一致性，三種方法的計算結(jié)果變化趨勢相吻合，特別是在隧道直徑增大時所得結(jié)果更趨一致，同時由于所推導(dǎo)的解析解基于放松土體抗力的假設(shè)限制，因而其具有一定的適用性和普遍性。
　　合理的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)計算模型對盾構(gòu)隧道設(shè)計