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题名基坑卸载作用下盾构隧道环间接头变形分析
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作者
魏井申
罗文俊
柴天建
郭文杰
张海娜
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机构
华东交通大学山区土木工程安全与韧性全国重点实验室
中铁十二局集团第四工程有限公司
华东交通大学
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出处
《铁道工程学报》
北大核心
2025年第11期85-90,115,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52402425)
华东交通大学江西省防灾减灾及应急管理重点实验室项目(20212BCD42011)
江西省自然科学基金项目(20242BAB214078,20224BAB204069)。
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文摘
研究目的:盾构隧道管环之间采用螺栓连接,使得隧道纵向抗弯和抗剪刚度不连续。本文引入梁-弹簧模型来分析管环和接头变形,其中管环采用Timoshenko梁模拟,接头采用剪切弹簧和转动弹簧模拟,整个模型置于Pasternak地基中。利用Mindlin应力解得到基坑开挖引起隧道上的附加应力,再计算系统各部分变形能和外力做功,根据最小势能原理,采用变分法计算得到隧道的纵向变形,进而分析管环与接头的位移和转角。通过与现场实际测量数据的对比,验证本文所提方法的准确性。研究结论:(1)本文方法得到隧道纵向变形为阶梯状和锯齿状曲线,隧道位移和转角在接头处有突变;(2)通过参数分析发现,管环宽度、接头转动刚度会改变管环和接头之间位移和转角的分担比例,但对隧道纵向变形影响较小;(3)本文建立的基坑卸载-盾构隧道变形分析方法及揭示的接头参数影响规律,可直接应用于城市近基坑盾构隧道工程的设计优化(如接头刚度匹配、管环宽度选型),可为同类地下工程的安全建设提供理论支撑与量化计算工具。
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关键词
盾构隧道
纵向变形
梁-弹簧模型
环间接头
变分法
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Keywords
shield tunnel
longitudinal deformation
beam-spring model
inter ring joint
variational method
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分类号
U25
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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