盾構(gòu)隧道管片致裂機理及處治方法研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和城市化進程的加速，地下鐵道作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的交通運輸方式，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營過程中，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管片裂縫進行處理，最終會導(dǎo)致管片發(fā)生破損，進而影響襯砌結(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，采用擴展有限元方法對不同荷載作用下盾構(gòu)隧道管片的開裂機理開展了研究，主要研究內(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)力和位移計算方法。
　　(2)利用ABAQUS軟件，基于擴展有限元的方法對盾構(gòu)管片開裂的進行了仿真模擬。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展規(guī)律等角度分析管片的開裂機理及管片的承載力受到的影響。
　　(3)針對已運營的盾構(gòu)隧道，對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，分析裂縫病害對隧道整體結(jié)構(gòu)承載力的影響;對于已含裂縫的管片，考慮裂縫深度對其安全性的影響，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)通過對盾構(gòu)隧道開裂機理的研究分析，結(jié)合工程實際經(jīng)驗