资源描述：
《盾构隧道衬砌结构应力与变形的三维数值模拟与模型试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第22卷第3期工程力学Vol.22No.32005年6月ENGINEERINGMECHANICSJune2005文章编号：1000-4750(2005)03-0157-09盾构隧道衬砌结构应力与变形的三维数值模拟与模型试验研究*11112鞠杨，徐广泉，毛灵涛，段庆全，赵同顺(1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京市岩石混凝土破坏力学重点实验室，北京100083；2.广州市建筑机械施工有限公司，广州510180)摘要：结合广州地铁三号线盾构隧道工程实例，提出钢筋混凝土衬砌结构三维非线性有限元计算模型，应用非线性有限元程序ANSYS分析了上部和周围土体荷载作用下衬砌的应力场
2、与变形情况。结构计算模型采用三维实体单元，考虑了衬砌与周围土体的共同作用、土体和钢筋混凝土材料的非线性性质，通过模型刚度折减考虑了管片接头的不连续性对衬砌应力和变形性质的影响。为验证数值分析结果，进行了衬砌结构的相似模型试验。给出了衬砌结构的应力场、应变场、结构整体位移以及裂纹的分布图。关键词：隧道工程；应力场与应变场；数值分析；钢筋混凝土衬砌；盾构中图分类号：U451.4;TU311;TB115文献标识码：A3DNUMERICALSIMULATIONOFSTRESSANDSTRAINPROPERTIESOFCONCRETESHIELDTUNNELLININGANDMODELIN
3、GEXPERIMENTS*11112JUYang,XUGuang-quan,MAOLing-tao,DUANQing-quan,ZHAOTong-shun(1.LabofFracture&DamageMechanicsofRocks&Concrete,SchoolofMechanics,Architecture&CivilEngineering,InstituteofRockMechanics&Fractals,ChinaUniversityofMining&Technology,Beijing,100083,China;2.GuangzhouMunicipalConstruct
4、ionMechanizationCo.,Ltd.Guangzhou,510180,China)Abstract:Inthispaper,athree-dimensionalnonlinearFEMmodelofRCshieldtunnelingliningisproposedtodealwiththesimulationofGuangzhouUndergroundLine3.ThenonlinearFEMcodeANSYSisusedtoanalyzethestressandstrainbehaviorofliningstructurewhichissubjectedtothec
5、overedsoilandtheappliedsurfaceloads.Three-dimensionalsolidelementsareadoptedinthisnumericalmodel.Theinteractionofliningandaroundsoil,thenonlinearpropertiesofconcreteandsoilisconsidered.Theinfluenceofthesegmentjointsonthestress,strainandcrackpropertiesofliningisdiscussedallowingforthereduction
6、ofjointrigidity.Aseriesofphysicalmodeltestsweredesignedtoverifythenumericalsolutionstotheliningstructure.Thestress,strain,structuraldisplacementsandcrackdistributionareillustratedinthispaper.Keywords:tunnelengineering;stressandstrain;numericalanalysis;steelreinforcedconcretelining;shieldtunne
7、ling———————————————收稿日期：2003-06-24；修改日期：2003-11-10基金项目：国家973项目(2002CB412705),国家自然科学基金创新群体项目(50221402),国家自然科学基金项目(19702021)和广州建委科技项目资助作者简介：*鞠杨(1967)，男，北京人，教授，博士，副院长，973课题负责人，从事损伤断裂力学以及结构损伤破坏研究(E-mail:juy@cumtb.edu.cn)；徐广泉(1977)，男，江苏人，博士研究生，从事混
