盾構(gòu)隧道管片內(nèi)力分析及有限元軟件二次開發(fā).pdf

1、近年來，隨著世界各地隧道工程的開展，隧道工程相關(guān)的技術(shù)隨之不斷進(jìn)步，各國隧道設(shè)計(jì)方法和計(jì)算技術(shù)也得到不斷的發(fā)展和完善。為了研究混凝土管片接頭的力學(xué)特性，應(yīng)用彈塑性模型和平截面變形假定，提出了混凝土管片接頭的計(jì)算模型，推導(dǎo)了管片接頭極限彎矩的解析表達(dá)式，分析了管片軸力對接頭極限彎矩的影響。研究表明，隨著管片軸力的增加，管片接頭的極限彎矩增加。并通過建立管片接頭的三維有限元模型對管片接頭極限彎矩計(jì)算模型進(jìn)行了驗(yàn)證。為了研究影響管片內(nèi)力的因素

2、，分析了隧道埋深、管片直徑和土層泊松比對管片內(nèi)力的影響。研究表明，隨隧道埋深增加，管片的內(nèi)力均線性增加；埋深對管片軸力的影響最大，彎矩次之，對剪力的影響較小。管片軸力隨直徑呈線性增加，彎矩也隨直徑的增加而增加，但彎矩的增加量逐漸減??；在直徑從小到大的變化過程中，剪力先增加后減小。隨著土層泊松比的增加，管片的內(nèi)力均呈減小趨勢；土層泊松比對管片內(nèi)力的影響很大，對彎矩的影響尤為顯著。為了研究管片的抗震性能，運(yùn)用調(diào)幅后的El Centro地震波

3、，對瓊州海峽盾構(gòu)隧道進(jìn)行抗震性能分析，分析了管片的內(nèi)力增量。研究表明，水平地震荷載作用下，管片的內(nèi)力均有所增加，其中剪力增加了5.13%；彎矩增加了4.67%；地震對管片軸力的影響較小，僅增加了0.87%。在對管片進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時，應(yīng)重點(diǎn)提高隧道管片的抗剪性能和抗彎性能。為了提高管片的分析設(shè)計(jì)效率，采用VB對ANSYS的自帶語言APDL進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了管片力學(xué)特性的參數(shù)化建模和分析。設(shè)計(jì)出系統(tǒng)分析管片力學(xué)性能的參數(shù)化界面，包括內(nèi)力分析