软土盾构法隧道纵向应力松弛的发生机理及其效应

项目名称： 软土盾构法隧道纵向应力松弛的发生机理及其效应

项目编号： No.51378389

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： 廖少明

作者单位： 同济大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 实践表明，盾构隧道纵向长期承载及变形的非稳定性与其衬砌环间应力及接触状态密切相关。课题围绕隧道纵向环间应力松弛的发生机理这一核心问题展开研究，采用工程实测、模型实验、数值模拟和理论解析相结合的研究方法，分析隧道衬砌环缝几何构造及衬砌拼装过程所致典型非连续几何接触状态、及其与纵向应力松弛的相互影响过程及相互关系，推导衬砌环面接触应力、纵向螺栓应力的松弛模型以及衬砌-土体接触蠕变松弛模型等三种要素模型，在此基础上构建衬砌环整体松弛模型；推导、求解基于应力松弛的环间临界承载和变形状态方程；采用基于上述模型和状态方程的数值方法定量分析应力松弛导致的隧道衬砌环间几何接触状态的变化规律及隧道纵向承载、变形特性，从而揭示隧道结构本体从形成到稳定的演化过程与力学机制，从本质上解决隧道纵向稳定的临界与时变问题；课题的研究对于管片衬砌隧道环间构造设计、盾构掘进与衬砌拼装控制等均有重要的理论指导意义和实用价值。

中文关键词： 盾构隧道；纵向应力松弛；松弛机理及效应；现场实测；计算模型

英文摘要： It is found that the longitudinal instability of shield-driven tunnel, which is featured with instable time-lasting deformation and varying load bearing conditions in soft ground, is closely related to the longitudinal stress degradation observed in-betwe

英文关键词： shield tunnel；longitudinal stress relaxation；effect and mechanism of stress relaxation；field test；computation model