盾構(gòu)隧道管片縱向接頭的非線性對隧道地震反應(yīng)的影響研究.pdf

1、城市地下軌道交通是現(xiàn)代大中城市交通中重要的組成部分,在社會生產(chǎn)發(fā)展和城市人民生活中扮演著極其重要的角色。國內(nèi)外多次歷史地震都表明,地下軌道交通在大震作用下有造成破壞的現(xiàn)象,且一旦遭受地震破壞,將造成巨大的交通影響和經(jīng)濟損失。而盾構(gòu)隧道是目前城市地下軌道交通中最常用的隧道結(jié)構(gòu)類型,這類結(jié)構(gòu)由管片在環(huán)向與縱向使用接頭螺栓進行連接。研究管片與接頭的力學(xué)性質(zhì)及其在地震中非線性反應(yīng)的過程和特點,具有重要的理論意義和實際工程價值。本文使用纖維單元模

2、型對考慮縱向接頭的盾構(gòu)隧道管片圓環(huán)進行簡化建模分析,得到了盾構(gòu)隧道簡化為梁時等價的力學(xué)行為曲線,并利用該曲線分析了盾構(gòu)隧道接頭的非線性對隧道整體縱向地震反應(yīng)的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用纖維單元模型對考慮縱向接頭的盾構(gòu)隧道管片圓環(huán)進行簡化,考慮混凝土管片和鋼制接頭螺栓的材料非線性,在建模時分別將接頭螺栓與混凝土等效成拉、壓纖維彈簧單元,計算得到了盾構(gòu)隧道簡化為梁時等價的能夠反映其結(jié)構(gòu)拉壓和彎曲的力學(xué)行為非線性特性曲線。⑵

3、借助通用有限元計算軟件對盾構(gòu)隧道管片圓環(huán)和接頭進行局部三維實體有限元建模,針對管片與接頭螺栓接觸區(qū)域混凝土的受力狀態(tài)進行了計算,分析了局部受拉狀態(tài)下螺栓破壞的可能性。⑶總結(jié)評價了地震反應(yīng)位移法中土彈簧參數(shù)幾種主要計算方法,根據(jù)實際隧道工程土層參數(shù)資料,對隧道周圍土層進行三維建模,考慮大地震作用下土層的非線性特點,計算得到隧道所在土層在大地震作用下等效的土彈簧參數(shù)。⑷結(jié)合之前得出的等效土層彈簧參數(shù)和盾構(gòu)隧道梁的非線性力學(xué)行為曲線,對盾構(gòu)隧