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题名基于全盾壳模型的类矩形盾尾力学性能数值模拟研究
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作者
沈皓
潘汪洋
石元奇
翟一欣
柳献
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机构
同济大学地下建筑与工程系
上海城建隧道装备有限公司
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第1期235-245,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52478409)。
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文摘
盾壳是保护盾构机内部人员设备安全的重要屏障,盾尾作为盾壳结构中用于管片拼装区域,无法加装大型隔板以及肋条等加固措施,是盾壳最薄弱的位置,且类矩形盾尾的受力性能与传统圆形盾尾存在明显差异。为真实地反映类矩形盾尾的受力性能,验证类矩形盾尾在各种施工荷载下的安全性并指导后续优化设计,使用abaqus有限元软件建立包括前壳体1、前壳体2、后壳体和盾尾四部分的全盾壳模型,并在模型中考虑了盾尾刷和盾尾油脂腔荷载的影响,就直线掘进工况下盾尾的受力性能进行模拟研究。研究结果表明:背景工程中的类矩形盾尾变形与应力最大位置均位于盾尾自由端拱顶处,其在18m埋深下的直线掘进工况下最大应力48.58MPa,最大水平变形5.88mm,最大竖向变形16.66mm,具有足够的刚度与强度储备,满足施工安全要求;全盾壳计算模型相较于仅考虑盾尾的计算模型的计算结果更接近于工程实测数据,可以认为全盾壳模型能更真实准确地反映盾尾的力学性能;盾尾油脂腔荷载显著影响盾尾变形和应力的计算结果,在盾尾力学性能研究中应考虑该荷载的影响,而盾尾刷由于刚度过小,对盾尾整体的受力性能没有明显影响;通过参数分析,明确了地层性质、埋深和盾尾厚度对盾尾受力性能的影响规律,而顶推力对盾尾受力性能影响较小。
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关键词
类矩形盾尾
全盾壳模型
力学性能
数值模拟
参数分析
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Keywords
rectangular shield tail
full shield shell model
mechanical performance
numerical simulation
parameter analysis
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分类号
TU949
[建筑科学—建筑技术科学]
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