【摘要】：在分析基于梁 彈簧模式和殼 彈簧模式盾構(gòu)隧道雙層襯砌數(shù)值模型的基礎上,分別建立依據(jù)接合面接觸狀態(tài)不同劃分的盾構(gòu)隧道雙層襯砌三維實體復合結(jié)構(gòu)和疊合結(jié)構(gòu)計算模型。該模型通過混凝土塑性損傷模型表征混凝土的非線性特性,考慮管片內(nèi)置鋼筋對結(jié)構(gòu)力學性能的影響,采用已有模型模擬鋼筋屈服、硬化和軟化現(xiàn)象,建立三維螺栓實體代替彈簧單元模擬管片接頭,真實反映盾構(gòu)管片之間、管片與連接螺栓及管片與二次襯砌接合面的接觸情況。以廣深港獅子洋隧道雙層襯砌為工程實例,建立2種計算模型進行研究,通過與依托同樣工程背景下的相似模型試驗管片和二次襯砌內(nèi)力和位移結(jié)果進行對比分析,兩者具有較好的一致性,驗證了該模型模擬盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)力學行為的準確性和適用性。研究結(jié)果表明:(1)雙層襯砌在受力過程中管片與二次襯砌在局部存在非協(xié)調(diào)變形,接合面發(fā)生分離現(xiàn)象,出現(xiàn)零壓區(qū)。(2)由于封頂塊構(gòu)造的原因,封頂塊對應位置二次襯砌易出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象,該位置軸力和彎矩變化不均勻,管片與二次襯砌接合面接觸壓應力較其他位置偏大。研究成果對盾構(gòu)隧道雙層襯砌的設計分析具有一定的參考價值。
[Abstract]:Based on the analysis of double-layer lining numerical model of shield tunnel based on beam spring mode and shell spring mode, The three dimensional composite structure and superimposed structure of shield tunnel double-layer lining were established according to the contact state of the joint. In this model, the nonlinear behavior of concrete is characterized by plastic damage model of concrete. Considering the influence of the steel bar on the mechanical properties of the structure, the existing model is used to simulate the yield, hardening and softening of the steel bar. Three-dimensional bolt entity instead of spring element is established to simulate segment joint, which truly reflects the contact between shield segment and connecting bolt, and between segment and secondary lining. Taking the double-layer lining of Lion Yang Tunnel in Guangzhou-Shenzhen Port as an engineering example, two kinds of calculation models are established and studied. The results of internal force and displacement of the similar model test segment and secondary lining are compared with those of the similar model under the same engineering background. It is proved that the model is accurate and applicable to simulate the mechanical behavior of double-layer lining structure of shield tunnel. The results show that: (1) in the course of loading, there is a non-conforming deformation between the segment and the secondary lining, the joint surface is separated, and the zero pressure zone appears. (2) because of the construction of the roof block, The stress concentration of the secondary lining is easy to appear in the corresponding position of the roof block, the axial force and bending moment of this position are not uniform, and the contact compressive stress of the joint face between the segment and the secondary lining is larger than that of the other positions. The research results have certain reference value for the design and analysis of shield tunnel double-layer lining.
【作者單位】： 西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室;四川公路橋梁建設集團有限公司勘察設計分公司;
【基金】：國家自然科學基金面上項目(51278424) 中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助項目(2682014CX070) 國家高技術研究發(fā)展計劃(863)項目(2014AA110401)~~
【分類號】：U455.91;U451

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本文編號：2147045