盾構隧道管片縱向接頭的非線性對隧道地震反應的影響研究.pdf

1、城市地下軌道交通是現(xiàn)代大中城市交通中重要的組成部分,在社會生產(chǎn)發(fā)展和城市人民生活中扮演著極其重要的角色。國內(nèi)外多次歷史地震都表明,地下軌道交通在大震作用下有造成破壞的現(xiàn)象,且一旦遭受地震破壞,將造成巨大的交通影響和經(jīng)濟損失。而盾構隧道是目前城市地下軌道交通中最常用的隧道結構類型,這類結構由管片在環(huán)向與縱向使用接頭螺栓進行連接。研究管片與接頭的力學性質(zhì)及其在地震中非線性反應的過程和特點,具有重要的理論意義和實際工程價值。本文使用纖維單元模

2、型對考慮縱向接頭的盾構隧道管片圓環(huán)進行簡化建模分析,得到了盾構隧道簡化為梁時等價的力學行為曲線,并利用該曲線分析了盾構隧道接頭的非線性對隧道整體縱向地震反應的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用纖維單元模型對考慮縱向接頭的盾構隧道管片圓環(huán)進行簡化,考慮混凝土管片和鋼制接頭螺栓的材料非線性,在建模時分別將接頭螺栓與混凝土等效成拉、壓纖維彈簧單元,計算得到了盾構隧道簡化為梁時等價的能夠反映其結構拉壓和彎曲的力學行為非線性特性曲線。⑵

3、借助通用有限元計算軟件對盾構隧道管片圓環(huán)和接頭進行局部三維實體有限元建模,針對管片與接頭螺栓接觸區(qū)域混凝土的受力狀態(tài)進行了計算,分析了局部受拉狀態(tài)下螺栓破壞的可能性。⑶總結評價了地震反應位移法中土彈簧參數(shù)幾種主要計算方法,根據(jù)實際隧道工程土層參數(shù)資料,對隧道周圍土層進行三維建模,考慮大地震作用下土層的非線性特點,計算得到隧道所在土層在大地震作用下等效的土彈簧參數(shù)。⑷結合之前得出的等效土層彈簧參數(shù)和盾構隧道梁的非線性力學行為曲線,對盾構隧