带牛腿钢板加固地铁盾构隧道变形机理研究

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1、硕士学位论文带牛腿钢板加固地铁盾构隧道变形机理研究作者姓名林培钦学科专业土木工程指导教师杨小平副教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年5月StudyontheDeformationMechanismofMetroShieldTunnelLiningStrengthenedbySteelPlateswithSteelCorbelADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinPeiqinSupervisor：Assoc.Prof.YangXiaopingSo

2、uthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,Chinaｔ分类号：１０５６１：ＴＵ４学校代号学号：２０１５２０１０６１４６１华南理工大学硕士学位论文带牛腿钢板加固地铁盾构隧道变形机理研究国家自然科学基金项目（５１６７８２４８）华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研宄课题（２０１６ＫＢ１６）华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研宄课题（２０１７ＫＢ１５）作者姓名：林培钦「指导教师姓名、职称：杨小平副教授申请学位级别：工学硕士学科专业

3、名称：岩土工程‘＇研宄方向：地下结构＇论文提交日期：２０１８年／５月日论文答辩日期：２０１８年？月多／日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日＇答辩委‘＾Ｉ■？？．．华南理工大学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宄所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其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献。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的法律

4、后果由本人承担。作者签名：＃访狄日期：ｙｄ年ｆ月Ｍ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，Ｓ卩：研权究保生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。一本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：＃□保密，在年解密后适用本授权书

5、。保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源“总库”》，传播学位论文的全部或部分内容。（请在以上相应方框内打Ｖ）Ｗ作作者签名：林访坎日期：細砑曰指导教师签名：日期：摘要当已铺轨地铁盾构隧道受外部作业影响发生过大直径变形时，一般对道床改造后，采用带牛腿钢板进行加固。为探究加固前后盾构隧道的变形机理，本文依托上海带牛腿钢板加固单环盾构隧道足尺试验，对所采用的数值模拟方法的可靠性进行验证

6、。同时，将同样的建模思路应用于昆明地铁错缝盾构隧道实际加固案例，通过隧道直径变形、接头张开、螺栓应力等描述带牛腿钢板加固前后错缝盾构隧道的变形机理。随后，在此基础上对不同钢板加固形式的加固效果和带牛腿钢板的参数优化进行讨论。本文主要工作和研究成果总结如下：（1）基于上海带牛腿钢板加固单环盾构隧道足尺试验，建立了整环三维精细有限元模型，数值模型反映了真实管片的手孔、螺栓、止水橡胶条、黏结面和带牛腿钢板等加固细节，使得模拟结果能够很好地反映足尺试验的力学特性和变形现象，证明了数值模拟方法的可靠性。（2）依托昆明地铁错缝盾构隧道实际

7、加固案例，建立了“1个整环+2个半环”的三维精细有限元模型，探究加固前后错缝盾构隧道变形机理。根据对未加固时盾构隧道变形机理的分析，给出隧道应进行带牛腿钢板加固的时机为椭圆度达到25‰D（D为盾构隧道外径）。根据对带牛腿钢板加固后盾构隧道数值模拟分析，可得加固后隧道承载力提高了41.9%。环氧树脂失效为隧道达到极限承载力的主要原因。（3）选取了不同钢板加固形式对盾构隧道进行对比分析，分别是：带牛腿钢板加固错缝与通缝地铁盾构隧道加固效果对比、带牛腿钢板加固与整环钢板加固错缝地铁盾构隧道加固效果对比、带牛腿钢板加固与仅接头钢板加固

8、错缝地铁盾构隧道加固效果对比。研究成果可为钢板加固形式选取提供参考。（4）选取了不同带牛腿钢板尺寸对错缝盾构隧道进行对比分析，探讨了不同黏结面极限抗拉强度、钢板尺寸、加固时机、钢拉条尺寸对错缝盾构隧道承载力的影响，研究成果可为带牛腿钢板尺寸优化设计提供借鉴。关键词：盾构隧道；