盾构管片接头模型的改进及管片内力的数值计算

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1、第26卷增2岩石力学与工程学报Vol.26Supp.22007年12月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringDec.，2007盾构管片接头模型的改进及管片内力的数值计算121侯公羽，杨悦，刘波(1.中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京100083；2.黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027)摘要：管片计算模型的建立主要是考虑接头和土层抗力两种因素对结构的影响。对惯用法模型的接头简化进行改进，即将管片的各个截面处刚度按EI处理，将其接头部位的刚度按kEI处理，这样的管

2、片接头模型更符合实际情况。结合北京地铁十号线工程的实例资料，采用通用ANSYS程序对荷载结构法的惯用法模型及改进模型和地层结构法的均质圆环模型及改进模型进行详细的管片内力计算分析。数值计算结果表明，对盾构管片接头模型的改进是有效的、可行的，而且是必要的；可以初步确定合理的管片接头刚度折减系数取值为1/100～1/1000。关键词：隧道工程；管片内力；惯用法模型；均质圆环模型；改进接头模型；刚度折减；数值计算中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)增2–4284–08IMPROVEDJ

3、OINTMODELOFSHIELDTUNNELSEGMENTSANDNUMERICALCALCULATIONOFINNERFORCES121HOUGongyu，YANGYue，LIUBo(1.SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China；2.HeilongjiangCollegeofTechnology，Harbin，Heilongjiang150027，China)Abst

4、ract：Thekeyissueforestablishingcalculatingmodelofsegmentsistoconsidertheinfluenceofthejointandgroundresistingforcetothestructure.Thesimplificationofjointintheroutinemethodmodelisimproved.Thecalculationmodelwhichtreatsallthecross-sectionstiffnessofsegmentsasEIa

5、ndthejointstiffnessofsegmentsaskEIcoincideswiththeactualsituation.CombiningwiththerealdataoftheprojectofBeijingMetroLineNo.10，thesegmentsinnerforcesarecalculatedbytheroutinemethodmodelanditsimprovedmodel，homogenousringmodelanditsimprovedmodelrespectively.Accor

6、dingtothenumericalcalculationresults，theimprovementoftherotatingstiffnessofjointinshieldtunnelsegmentsarefoundeffectiveandfeasibleandalsonecessary；itcanpreliminarilydeterminethatthereasonablestiffnessreductionfactorvalueoftherotatingstiffnessofjointinshieldtun

7、nelsegmentsis1/100–1/1000.Keywords：tunnelingengineering；segmentsinnerforces；routinemethodmodel；homogeneousringmodel；improvedjointmodel；stiffnessreduction；numericalcalculation地铁管片采用装配式衬砌时，衬砌结构是由圆1引言弧形管片拼装成环，每环之间逐一连接而成。管片与管片之间，环与环之间通过螺栓连接，对于如何[1～3]随着地铁建设的快速发展，如何

8、准确计算盾构估计管片接头的力学性态是一大难题。衬砌管片的内力是管片设计的当务之急。衬砌结构计算模型的建立，主要是考虑接头和收稿日期：2006–11–16；修回日期：2006–12–27基金项目：国家自然科学基金资助项目(50304012，50674095)；教育部博士点基金项目(20060290014)；北京市优秀人才培养资助项目(2007101600700