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原文传递盾构隧道管片结构分析

论文题名：	盾构隧道管片结构分析
关键词：	盾构法;隧道施工;有限元模型;管片接头;力学特性;结构分析
摘要：	盾构法修建隧道，除去两边的工作井都是在地下进行的，具有施工时噪音特别小，对附近居民影响小、工期短、出土量少、不受季节和气候的影响、穿越河道的时候不影响航运等优点，同时施工过程中，施工工序分为推进、出土、拼装衬砌等，井然有序便于管理，以致对施工人员的需求量也低了很多，因此隧道施工时常常选用盾构法。盾构隧道中用了大量的连接螺栓，而连接螺栓对管片的整体性削弱较大，因此接头处的力学特性具有典型非线性特征，这些因素都是管片设计中必须要考虑的。　　本文采取有限元分析和理论分析相结合的方法，对隧道管片接头进行了分析，主要研究了盾构隧道接头处的力学特性及其的影响，具体进行了一下几个方面的研究。　　（1）首先给出了论文的研究背景和实际意义，接着简单介绍了管片接头的基本组成部分以及它们的优缺点，并对环向接头进行了简要的力学分析，重点分析了正负弯矩下的工况下的转角、抗弯刚度解析表达式。　　（2）在管片接头理论分析的基础上，提出一些假定，明确有限元模拟中材料的选择，建立有限元计算模型，对管片接头处的力学特性进行了分析，并研究了接头抗弯刚度与组合内力、螺栓纵向位置以及螺栓初始预紧力之间的关系。　　（3）对管片的设计方法进行了研究，根据管片接头的处理方式不同提出了三种不同的管片力学计算模型，即均质圆模型、多铰圆模型和梁-弹簧模型簧连接环三种结构模型，并把它们进行了对比分析，总结出考虑接头效应的非连续模型与连续介质模型之间的本质差异。　　（4）在管片设计的过程中有三个因素的影响较大，它们分别是管片的设计模型、管片的结构参数以及地层参数，接着重点分析了地层参数对管片设计的影响，其中主要分析了静止土压力系数，地基抵抗力和地下水埋深这三个地层参数。
作者：	吴辛欣
专业：	结构工程
导师：	张开银
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文