复杂条件下盾构隧道用复合管环结构的力学机理研究

项目名称： 复杂条件下盾构隧道用复合管环结构的力学机理研究

项目编号： No.51378342

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 建筑科学

项目作者： 张稳军

作者单位： 天津大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 复合管片已用在深长大、断面多样化的地铁、地下公路、地下人行通道和地下蓄水池等盾构隧道，但因结构形式复杂，力学机理不明确，设计模型及关键参数的选取不确定，导致其存在安全性和经济性缺陷。项目拟综合考虑复合管片界面滑移、局部失稳和损伤，首先建立一种基于内聚力理论的三维有限元和非协调边界元组合法，引入考虑约束条件的复合管片厚度分层、幅宽条分的刚度折减法，避免计算不收敛，具有较高精度和明确物理意义。其次，通过局部结构实体试验和管环结构相似模型试验，综合上述提出的力学模型和数值模拟方法，揭示单体复合管片和复合管环结构的力学和破坏特征差异；阐明接头尺寸和材质，管片拼装形式及封顶块位置对复合管环结构刚度和变形的影响规律；探究复杂条件下复合管环结构的力学机理。研究成果为复合管环结构多材质、多尺度耦合问题求解提供了一种新的思路，同时为复杂条件下复合管片结构科学设计、盾构隧道的安全性和耐久性等研究工作奠定基础。

中文关键词： 复合管环；力学特性；特殊荷载；张开量；错台量

英文摘要： The composite segment has been used in the deep, long large, and multi-cross-section shield tunnels of the subway, underground road, underground pedestrian passage and underground reservoir, etc. However, the mechanical behavior of the composite segment i

英文关键词： composite segment ring；mechanical properties；special loads；opening value；dislocation value