衡阳市湘江盾构隧道管片结构受力分析及耐久性研究

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1、密级：公开中图分类号：U455.43硕士学位论文衡阳市湘江盾构隧道管片结构受力分析及耐久性研究研究生：罗青导师：徐望国专业类别：土木工程专业领域：桥梁与隧道工程2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterStressanalysisanddurabilitystudyofthesegmentstructureofXiangjiangshieldtunnelinHengyangCandidate：luoqingSupervisorandRank：AssociateProf.XuWang-

2、guo衡阳市湘江盾构隧道管片结构受力分析及耐久性研究学位类型学术型学位作者姓名罗青作者学号16010202004学科（专业学位类别)土木工程研究方向（专业领域)桥梁与隧道工程导师姓名及职称徐望国副教授实践导师姓名及职称所在学院土木工程学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明

3、的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着社会的发展和经济的进步，隧道交通运输变得越来越广泛。在地下隧道施工中，盾构作为一种安全、经济、快速的施工方法得到了广泛的

4、使用，盾构隧道衬砌一般为管片，盾构管片是整个隧道的骨架，管片结构的安全性能对整个隧道工程有着至关重要的影响。盾构在施工过程中，盾构管片即要承担地层压力、千斤顶推力对管片自身的影响，还要承受外部荷载和管片接头因素对自身产生的影响；盾构管片长期处于腐蚀环境下，使得管片的寿命能否满足设计一百年的使用要求；因此盾构管片结构的受力特征及耐久性，受到了很多工程人员的关注。本文以衡阳市二环路合江套湘江盾构隧道为背景,对隧道管片的受力特性进行了分析，对管片耐久性进行探讨,主要内容及成果如下：（1）本文在阅读和搜集了国内外盾构隧道研究成果之后，

5、介绍了国内外盾构隧道研究现状、隧道的工程概况以及检测的方案，总结了盾构隧道设计计算方法、盾构管片计算模型及荷载的计算方法。（2）利用ANSYS有限元软件进行建模，研究施工荷载作用下管片衬砌结构的力学性，取不同的错缝拼装角度、千斤顶推力以及注浆压力对比分析。随着错缝拼装角度的增大，管片的水平位移和竖向位移均有所减小，但不明显，在错缝角度为20度时，位移沉降最小。随着千斤顶推力的增加，管片的水平和竖向位移均有所减小，但不明显，在千斤顶推力为4000kN时，位移沉降最小。随着注浆压力的增加，管片竖向位移先减小后增大，注浆压力0.2M

6、Pa时，管片竖向位移沉降最小，在注浆压力为0.4MPa时，管片水平位移最大。（3）通过对隧道所处的腐蚀环境进行了探讨，得出混凝土碳化及氯离子侵蚀等对管片的影响最大。通过对耐久性影响因素的分析预测管片结构耐久性寿命的使用年限，符合设计要求。还对盾构隧道管片的防腐措施进行了探讨。关键词：盾构隧道；管片结构；受力特性；耐久性；iabstractWiththedevelopmentofthesocietyandtheprogressoftheeconomy,thedemandforthetunnelisbecomingmoreandm

7、orelargeineverycity.Intheundergroundtunnelconstruction,shieldasasafe,economicandrapidconstructionmethodoftunnelhasbeenwidelyusedforshieldtunnelliningsegment,theshieldsegmentistheskeletonofthetunnel,safetyperformanceofthesegmentstructurehaveimportantinfluenceonthetun

8、nelengineering.Duringconstructionprocess,segmentstructurenotonlybearthepressureofthesurroundingformation,butalsoneedtotakethejackthrustand