特殊環(huán)境下復(fù)雜水下盾構(gòu)隧道管片襯砌縱向受力分析.pdf

1、隨著軌道和市政領(lǐng)域盾構(gòu)隧道的迅速發(fā)展，隧道縱向不均勻沉降問題日漸凸顯，由此引發(fā)的滲水漏泥、結(jié)構(gòu)破壞及內(nèi)部扭曲等問題逐漸引起人們的重視。本文以此為背景，通過理論分析和數(shù)值模擬，在完善縱向等效連續(xù)化模型的基礎(chǔ)上，進一步修正了剛度，為實際工程提供了參考。
　　首先，考慮縱向軸力對中性軸的影響，推導(dǎo)了盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的縱向剛度、環(huán)縫張開量及曲率半徑的表達式，并針對佛莞獅子洋147號鉆孔斷面進行了對比分析，驗證了該計算公式的正確性，并進一步

2、討論了環(huán)縫長度影響系數(shù)、橫向剛度有效率、錯縫拼裝系數(shù)對管片結(jié)構(gòu)縱向剛度有效率的影響。結(jié)果表明:中性軸位置取決于等效偏心距的大小，管片結(jié)構(gòu)橫向剛度和錯縫拼裝對于提高結(jié)構(gòu)縱向剛度有效率的作用顯著。
　　接著，引入聯(lián)絡(luò)橫通道、豎井、管片壁后空洞、采空區(qū)及管片內(nèi)襯開展進一步分析，建立了影響區(qū)域(-30m，30m)范圍內(nèi)管片結(jié)構(gòu)縱向剛度有效率與位移的線性關(guān)系，分析了附屬結(jié)構(gòu)和特殊環(huán)境結(jié)構(gòu)受力和變形，并對前述特殊情況下管片結(jié)構(gòu)的縱向力學(xué)性能進

3、行了修正。結(jié)果表明:附屬結(jié)構(gòu)和特殊環(huán)境能產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，在位移等效下，能顯著改變結(jié)構(gòu)的縱向剛度，且影響程度受接頭型式和區(qū)段長度控制，應(yīng)在特殊地段的過渡帶(-10m，10m)范圍進行必要的柔性處理。
　　最后，以佛莞獅子洋隧道為對象，選取上覆或下臥層不均、地層埋深突變、巖層軟硬交替等斷面，計算同時考慮水土合算和水土分算情況下隧道的位移和內(nèi)力分布;并以百年最高、最低水位進一步分析，分析水浮力、河流沖刷及岸邊構(gòu)筑物對運營期隧道的加卸載