水下大直径盾构隧道管片三维结构受力性能研究

摘要

本文以南京纬三路越江通道为背景,运用三维壳-弹簧模型和三维梁-弹簧模型,对隧道衬砌管片的结构性能进行了分析,对比了两种模型在模拟中的差异,同时,研究了环间不同剪切刚度对隧道结构受力和变形的影响.分析可知,相比于梁-弹簧模型,壳-弹簧模型可以反映出衬砌管片沿着管片幅宽方向内力分布的差异,计算得到的管片边缘的弯矩略高于梁-弹簧模型计算得到的结果,而管片中心的弯矩略低于梁-弹簧模型计算的结果.管片接头的剪切刚度对于管片的受力和变形有重要影响,剪切刚度低于5×105N/m时,环间弯矩传递较小,环间变形差异较大,环与环之间类似于柔性连接;剪切刚度介于5×105N/m～5×1010N/m时,传递弯矩随着剪切刚度增大而快速增大,相邻环位移差快速降低;剪切刚度大于5×1010N/m,隧道环与环之间类似于刚性连接.