盾構(gòu)隧道管片致裂機(jī)理及處治方法研究.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，地下鐵道作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的交通運(yùn)輸方式，逐步成為解決大城市交通擁堵問題的首選方案。目前，絕大多數(shù)的地鐵區(qū)間隧道的施工都是采用盾構(gòu)法，而盾構(gòu)隧道中使用的管片式襯砌在施工期間和運(yùn)營(yíng)過程中，在各種影響因素的作用下，容易產(chǎn)生裂縫。若沒有合理的措施對(duì)管片裂縫進(jìn)行處理，最終會(huì)導(dǎo)致管片發(fā)生破損，進(jìn)而影響襯砌結(jié)構(gòu)安全。因此，盾構(gòu)隧道管片的開裂問題得到了工程界的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的開裂

2、問題，在混凝土斷裂力學(xué)理論基礎(chǔ)上，采用擴(kuò)展有限元方法對(duì)不同荷載作用下盾構(gòu)隧道管片的開裂機(jī)理開展了研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)基于混凝土斷裂力學(xué)理論，在考慮管片接頭的影響的基礎(chǔ)上，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法分析盾構(gòu)隧道管片的受力特征，推導(dǎo)了管片結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算方法。
　　(2)利用ABAQUS軟件，基于擴(kuò)展有限元的方法對(duì)盾構(gòu)管片開裂的進(jìn)行了仿真模擬。分別模擬了盾構(gòu)隧道管片在偏壓荷載、管片背后空洞、松弛壓力作用下的開裂過程。

3、在此基礎(chǔ)上，分別從應(yīng)力、位移和開裂情況及擴(kuò)展規(guī)律等角度分析管片的開裂機(jī)理及管片的承載力受到的影響。
　　(3)針對(duì)已運(yùn)營(yíng)的盾構(gòu)隧道，對(duì)比分析完整管片和含裂縫管片在同樣外荷載條件下其受力變形特性，分析裂縫病害對(duì)隧道整體結(jié)構(gòu)承載力的影響;對(duì)于已含裂縫的管片，考慮裂縫深度對(duì)其安全性的影響，分析含不同深度裂縫的管片在松弛壓力作用下，其裂縫的變形情況，得到裂縫失穩(wěn)破壞條件。
　　(4)通過對(duì)盾構(gòu)隧道開裂機(jī)理的研究分析，結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)