基于上海长江隧道衬砌结构整环试验与研究

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1、⑧申请同济大学工学硕士学位论文上海长江隧道衬砌结构整环试验与研究培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：结构工程研究生：王彪指导教师：刘祖华教授二Oo七年三月摘要上海崇明越江通道工程是上海市乃至国家重大基础设施建设工程之一，设计基准期为100年，采用盾构法施工。该隧道直径为15．oIn，建成后将是亚洲最大直径的隧道。为了验证衬砌管片的承载能力和稳定性，把握施工荷载作用下的结构受力与变形，有必要进行衬砌1：l水平整环试验。因而本文针对该问题开展了如下几方面的研究工作：1．介绍了盾构施工法的历史、发展现状以及在实际工程

2、中的应用；汇总了隧道衬砌管片的截面形式、拼装方式、归纳现有的设计计算方法和计算模型。2．详细介绍2006年2月至4月在上海浦东新区五号沟隧道管片生产基地进行的盾构衬砌整环结构1：1错缝拼装试验，在试验中结合以往衬砌试验经验，为该衬砌试件建立了一套新型的加载方法，并对试验方法进行了研究和探索。3．对试验过程中所采集的大量数据进行分析处理，研究该衬砌结构在试验的不同荷载工况下的受力和变形性能，并获得重要参数，为衬砌结构的设计提供依据。4．利用ANSYS软件对衬砌整环结构进行比较细致的三维有限元分析，通过加接触单元模拟混凝土接缝界

3、面间的相互作用，并且对接缝处的螺栓进行模拟，有限元分析结果与试验研究结果相对比，得出有益的结论。关键词：盾构法隧道，隧道衬砌，错缝，试验研究，计算分析AbstractABSTRACTThetunnelengineeringofShah曲ai—clIongmingisShanghaioroneofthenationalimportantfoundationfacilitiesdevelopmentsengineering,designsbasisperiodas100yearsandadoptsshieldtunnelingm

4、ethodtoconstructit．Thetunnel’Sdiameteris15．0m：andthen；itwillbethebiggesttunnelintheworld．Forverifyingthetunnelliningloadingabilityandstability,holdingthewholewreathtocan'yloadingandtransformation,it'snecessarytoprecedethetunnellining1：1wholewreathexperiment．Asaresu

5、lt,thispaperalmsatthoseproblemstodoresearchwork,asfollowseveralaspects：Thispaperintroducesthestatictestsofafull—scaleshield-tunnelliningwitllstaggered-jointsindetail，whichWasdoneintheWuHaogou．Pudong．ShanghaiatFebruarytoAprilin2006．Andthen,gatheringdataundersixtesti

6、ngloadcasesisprocessedtodeducetheimportantparametersoftheliningdesign．Then,itprecedestheanalysisofinsidetransformationresult，discussingthedifferentanalysismethodandexperimentingmethodtoproduceerrorresult．Attheendofthispaper,finite-elementcomputationalsoftware———ANS

7、YS．——isusedtothenumericalanalysisofshield-tunnellining．TheboRsandinteractiveforcesatthestaggered-jointsaresimulatedinthemodelofFE九inwhichthenonlinearcontactelementisalsoconsideredtoreachtheinstructionalsuggestionstothedesign．KeyWords：shieldtunneling,tunnellining，st

8、aggered-joint,testresearch,computationalanalysis．Ⅱ学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、