双圆盾构隧道衬砌结构内力计算方法研究

摘要

为适应城市建设的高速发展，对地下空间的开发和利用已成为现代化城市建设和发展的主题，本文在大量文献的研究基础上总结了双圆盾构隧道的概念、优越性和目前的技术和应用水平，说明了其具有广阔的市场空间和发展前景，同时得出了开展对双圆盾构隧道衬砌结构内力计算方法研究的必要性。 双圆盾构工法因与传统单圆盾构工法有较大的继承性并且具有其自身的特色，本文在分析现有的单圆形隧道衬砌设计理论和计算模型的基础上，针对双圆盾构的结构特点，总结了双圆盾构隧道衬砌的荷载分布规律，建立了计算双圆盾构隧道衬砌内力的计算模型，并应用不均衡力矩及侧力、竖力传播法推导双圆盾构隧道衬砌内力的解析解。此外，结合具体工程，应用数值模拟方法对双圆盾构隧道衬砌内力进行了对比分析，同时结合实测数据，以验证解析解的可靠、合理性。 根据不均衡内力传播法推导的公式计算所得的双圆盾构隧道衬砌内力计算结果，分析归纳双圆盾构隧道衬砌内力分布的基本规律，并假定若干种工况，应用不同参数对双圆盾构隧道衬砌内力进行计算，分析不同参数对衬砌结构内力的影响(重点讨论有无拱背土压力、土体侧向抗力系数K<,s>以及张开角α的取值)，并总结出相应的规律，以期对方案规划、决策及设计施工提供参考。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.1.1盾构法隧道概述

1.1.2盾构法隧道的发展历史简述

1.2双圆盾构隧道概述

1.2.1双圆盾构工法的概念

1.2.2双圆盾构隧道特点及其优越性

1.2.3双圆盾构隧道的发展以及应用

1.2.4小结

1.3论文的研究内容与研究方法

1.3.1本文的研究内容

1.3.2本文的研究方法

第二章盾构隧道衬砌结构设计理论和计算模型研究

2.1衬砌结构设计理论

2.2衬砌结构的计算模型

2.2.1自由变形的均质圆环模型

2.2.2弹性抗力模型

2.2.3弹性铰模型

2.2.4多铰圆环模型

2.2.5弹性地基梁模型

2.2.6连续介质模型

2.2.7小结

2.3双圆盾构隧道衬砌结构内力计算模型研究

第三章用不均衡力矩及侧力、竖力传播法计算双圆盾构隧道衬砌结构的内力

3.1概述

3.2双圆盾构隧道衬砌内力不均衡力矩及侧力、竖力传播计算方法

3.2.1计算原理、计算模型和假定

3.2.2双圆盾构隧道衬砌内力的解析解—荷载正对称问题的解

3.2.3双圆盾构隧道衬砌内力的解析解—荷载反对称问题的解

3.3对解析解的分析和讨论

3.4小结

第四章不均衡力矩及侧力、竖力传播法内力解与其他解析方法的对比分析

4.1工程概况

4.1.1断面形状

4.1.2土质条件和土体参数

4.1.3使用材料及参数

4.2计算条件和计算参数

4.3不均衡力矩及侧力、竖力传播法的计算结果与其他解析解计算结果的对比分析

4.4小结

第五章不均衡力矩及侧力、竖力传播法内力解与数值解和实测结果对比分析

5.1概述

5.2数值模拟方法

5.3现场试验方法[6]

5.4不均衡力矩及侧力、竖力传播法的计算结果和有限元模拟结果及实测结果的对比分析

5.5比较和讨论

5.6小结

第六章双圆盾构隧道不均衡力矩及侧力、竖力传播法的参数敏感性分析

6.1拱背土压力对衬砌结构内力的影响

6.2土体侧向抗力系数对衬砌结构内力的影响

6.3张开角α对衬砌结构内力的影响

6.4小结

第七章结论与展望

7.1主要结论

7.2对进一步研究的展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文