环境荷载作用下盾构隧道断面变形特征分析

作     者：黄震 张陈龙 傅鹤林 安鹏涛 姚国京 HUANG Zhen;ZHANG Chenlong;FU Helin;AN Pengtao;YAO Guojing

作者机构：广西大学南宁530004 中南大学长沙410075 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2021年第38卷第1期

页      面：49-54,71页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51538009) 国家自然科学基金项目(51978668,51578550,51478473)。 

主　　题：盾构隧道 环境荷载 变形特征 变形指标 数值分析 

摘      要：研究目的:城市地铁盾构隧道在环境荷载作用下容易诱发衬砌结构变形。为分析城市盾构隧道结构变形成因及变形基本形态特征,基于向量基本概念,提出定量分析隧道结构断面变形特征的描述方法,并结合有限元数值分析方法,模拟盾构隧道在不同环境荷载作用下的结构变形形态,以验证隧道变形描述方法的正确性。研究结论:(1)盾构隧道处于无软弱滑动面的一般地层中,结构变形大小和方向与环境荷载作用形式密切相关,且结构最大向内变形与最大环境荷载作用方向一致;(2)盾构隧道处于软弱滑动面地层中,隧道衬砌结构向内变形极大值不与最大加载方向一致,而与滑动面的滑动方向有关,且在滑动面穿越隧道断面的衬砌端点位置变形大小具有突变特征;(3)本研究结果对于揭示城市盾构隧道变形机理以及预测隧道周边环境荷载变化具有理论价值。