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盾构隧道环间剪切效应模拟分析——以隧道开孔为例
1
作者
高一民
柳献
+2 位作者
RAMOS Gonzalo
TURMO Jose
朱瑶宏
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第5期2242-2256,共15页
盾构隧道处于不对称荷载下或结构体系发生变化时(如隧道联络通道开孔等),环缝剪切对盾构隧道的结构响应影响增大,环间剪切效应将进一步影响结构的极限承载力。然而现有的模型对环缝接头进行了不同程度的简化,这给在此过程中对隧道内环...
盾构隧道处于不对称荷载下或结构体系发生变化时(如隧道联络通道开孔等),环缝剪切对盾构隧道的结构响应影响增大,环间剪切效应将进一步影响结构的极限承载力。然而现有的模型对环缝接头进行了不同程度的简化,这给在此过程中对隧道内环间剪切分布进行全面细致分析带来了困难。为此,以接触原理为基础,建立一种“壳-接触”精细化模型,并与机械法联络通道主隧道开孔足尺试验结果对比,探明该过程的盾构隧道的环间剪切效应机理。研究结果表明:壳-接触模型采用“软接触”的方式,在保证可以模拟接头转动的前提下,也可以实现接头位置压力与剪切的耦合模拟,与实际环缝力学性质相符;在机械法联络通道开孔案例中,考虑摩擦损失的精细化模型结果对足尺实验结果模拟较好;开孔管片的环间剪切力以径向剪切力为主;结构体系发生变化时,环缝的剪切力不再满足自平衡现象;且环缝剪切力的突变位置均为纵缝的位置;环间的最大径向剪切力发生位置揭示了盾构隧道开孔后的“环间传力”方向:从开孔位置逐渐向顶部靠近并最终消失;在实际工程中,应关注环间最大剪切力移动方向,经济高效地对环间剪切进行加固,确保有效环间传力。研究成果补充了机械法联络通道盾构隧道中开孔后的环间剪切效应,可为易发生环间错台的盾构隧道工程给出指导建议。
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关键词
盾构隧道
环间剪切效应
壳-接触模型
环
间
摩擦模拟
机械法联络通道
摩擦损失
环
间
传力
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职称材料
题名
盾构隧道环间剪切效应模拟分析——以隧道开孔为例
1
作者
高一民
柳献
RAMOS Gonzalo
TURMO Jose
朱瑶宏
机构
同济大学地下建筑与工程系
加泰罗尼亚理工大学土木与环境工程系
宁波大学滨海城市轨道交通协同创新中心
出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第5期2242-2256,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(52078376)
宁波大学滨海城市轨道交通协同创新中心2022年度开放基金项目(XT2022005)。
文摘
盾构隧道处于不对称荷载下或结构体系发生变化时(如隧道联络通道开孔等),环缝剪切对盾构隧道的结构响应影响增大,环间剪切效应将进一步影响结构的极限承载力。然而现有的模型对环缝接头进行了不同程度的简化,这给在此过程中对隧道内环间剪切分布进行全面细致分析带来了困难。为此,以接触原理为基础,建立一种“壳-接触”精细化模型,并与机械法联络通道主隧道开孔足尺试验结果对比,探明该过程的盾构隧道的环间剪切效应机理。研究结果表明:壳-接触模型采用“软接触”的方式,在保证可以模拟接头转动的前提下,也可以实现接头位置压力与剪切的耦合模拟,与实际环缝力学性质相符;在机械法联络通道开孔案例中,考虑摩擦损失的精细化模型结果对足尺实验结果模拟较好;开孔管片的环间剪切力以径向剪切力为主;结构体系发生变化时,环缝的剪切力不再满足自平衡现象;且环缝剪切力的突变位置均为纵缝的位置;环间的最大径向剪切力发生位置揭示了盾构隧道开孔后的“环间传力”方向:从开孔位置逐渐向顶部靠近并最终消失;在实际工程中,应关注环间最大剪切力移动方向,经济高效地对环间剪切进行加固,确保有效环间传力。研究成果补充了机械法联络通道盾构隧道中开孔后的环间剪切效应,可为易发生环间错台的盾构隧道工程给出指导建议。
关键词
盾构隧道
环间剪切效应
壳-接触模型
环
间
摩擦模拟
机械法联络通道
摩擦损失
环
间
传力
Keywords
shield tunnel
shear effects between rings
shell contact model
friction simulation between rings
cross passages constructed by mechanized method
friction loss
internal force transmission between rings
分类号
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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作者
出处
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1
盾构隧道环间剪切效应模拟分析——以隧道开孔为例
高一民
柳献
RAMOS Gonzalo
TURMO Jose
朱瑶宏
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025
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