考虑接头力学特性的盾构隧道衬砌结构计算方法研究

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (8): 2546-2552.

考虑接头力学特性的盾构隧道衬砌结构计算方法研究

张冬梅，樊振宇，黄宏伟

同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，同济大学地下建筑与工程系，上海200092

收稿日期:2008-11-18 出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-08-30
作者简介:张冬梅，女，1975年生，副教授，主要从事岩土力学与工程教学与研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（No. 50608058）；国家高技术研究发展计划（863）项目（No. 2006AA11Z118）；上海市科委创新行动计划项目（No. 07DZ120650）。

Calculation method of shield tunnel lining considering mechanical characteristics of joints

ZHANG Dong-Mei, FAN Zhen-Yu, HUANG Hong-Wei

Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2008-11-18 Online:2010-08-10 Published:2010-08-30

摘要/Abstract

摘要：

基于盾构隧道衬砌结构接头的构造特征，建立了接头的力学模型，将接头位置管片间的相互作用离散为一系列由剪切弹簧和法向弹簧组成的组合弹簧，根据得到的节点弹簧应力或法向位移在计算过程中动态调整弹簧刚度参数，将接头模型应用到衬砌结构计算中。该方法可以综合考虑衬砌结构的横向和纵向结构性能，计算管片和接头的内力与变形以及接缝的张开量。采用上海长江隧道衬砌结构整环试验结果对计算模型进行了验证，结果表明该模型能比较合理地模拟衬砌结构的变形特性。

关键词: 盾构隧道, 衬砌管片, 接头, 工作模式

Abstract:

Based on structural characteristics of lining joints of shield tunnel, a mechanical model of joint was established. The interaction between segments is transformed into a series of combined shearing and normal springs. The model was then implemented into FLAC3D code and the spring stiffness could be adjusted automatically under diverse deformation styles of lining joints during processing. Both the transverse and longitudinal structural behavior could be simulated in terms of the internal forces and deformation of shield tunnel. Finally, the model was validated by a whole ring test on Shanghai Yangtze River Tunnel lining. A good agreement between tested and calculated results was obtained to verify rationality of the algorithm.

Key words: shield tunnel, lining segments, joints, operational mode

中图分类号:

TU 451+4

张冬梅，樊振宇，黄宏伟. 考虑接头力学特性的盾构隧道衬砌结构计算方法研究[J]. , 2010, 31(8): 2546-2552.

ZHANG Dong-Mei, FAN Zhen-Yu, HUANG Hong-Wei. Calculation method of shield tunnel lining considering mechanical characteristics of joints[J]. , 2010, 31(8): 2546-2552.

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