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盾构地铁管片衬砌结构施工阶段力学行为及选型技术研究
| 论文题名： | 盾构地铁管片衬砌结构施工阶段力学行为及选型技术研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;管片结构;梁-弹簧模型;力学行为;选型技术;施工阶段 |
| 摘要： | 盾构法施工是一种自动化程度和施工效率高且对环境影响小的一种隧道工程施工方法，在地下工程中具有广阔的发展前景，因此，它是目前城市地下隧道修建所推荐的方法。管片作为盾构隧道的长期受载体，而管片的完整程度将直接影响到盾构隧道的衬砌质量，因此，有必要进行有关管片衬砌结构的研究。本文采用北京地铁十号线二期工程05标段盾构区间大红门站至角门东站为工程背景，对现有盾构隧道管片衬砌结构理论进行了总结;对比分析了几种设计模型，从而选择了适合本工程的结构设计计算方法。 结合工程的具体地质条件进行了隧道管片衬砌的结构设计，本设计采用水土合算法对结构所受荷载进行计算，采用梁—弹簧模型法，考虑管片间接头刚度对衬砌管片的影响，利用理论计算和计算机数值模拟相结合的分析方法，对所设计的平板型管片进行了截面内力计算，并同时分析了衬砌管片的内力和变形分布规律。 衬砌管片在施工阶段受到的荷载相对复杂，同时根据国内同类工程实践经验可知，管片出现开裂、挤压破坏和扭转变形等情况多发生在施工阶段，而管片的完整程度将直接影响到盾构隧道的衬砌质量，因此研究管片在施工阶段力学行为极其重要。本文继续采用计算机模拟分析的方法，使用大型有限元分析软件ANSYS建立了一段具有10环管片的盾构隧道的计算机数值模型，在计算机模拟过程中加入在衬砌管片在施工阶段受到的注浆压力、千斤顶推力及盾尾刷的挤压作用力，分析盾构隧道衬砌管片在施工阶段不同拼装方式下的力学状态和衬砌结构在施工阶段的力学行为，从而了得出拼装方式、注浆压力和千斤顶推力对施工阶段管片力学性能的影响。 在文章最后，根据本工程对盾构施工中影响衬砌管片选型的主要因素进行了介绍;通过对楔形环的设计和管片拼装点位的研究，结合本工程隧道曲线上管片的选型的工程实例，初步建立一种进行管片手动选型的方法，以供参考，希望此方法将对以后同类工程具有指导和借鉴作用。 |
| 作者： | 段锋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵士兵;傅菊根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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