接头抗弯刚度非线性及渗水影响下盾构隧道力学行为分析

摘要：

盾构隧道在运营过程中会出现局部渗漏水，对结构的长期安全性有较大影响。目前渗漏水研究中，难以对局部渗漏及盾构隧道的力学特性同时进行准确的模拟。针对该现状，提出一种组合模拟方法，即渗流计算时，管片结构采用均质圆环模型，在局部接头处设置相应的渗流路径；而在力学计算时，关闭渗流场，将管片结构的均质圆环模型替换为考虑接头抗弯刚度非线性的壳–弹簧–接触–地层模型，迭代计算达到平衡。采用该方法对不同渗流量及渗漏位置情况下，隧道周围孔隙水压力分布规律及结构的力学行为进行了对比分析。分析结果表明：渗漏量越大，孔隙水压力降低越明显，结构内力变化越显著，且拱腰附近接头渗水对结构内力的影响程度大于拱顶与拱底附近接头渗水；各接头渗水时，影响区域的划分表现出一致性，即以渗水接头为中心，两侧各36°的区域为严重影响区域；与严重影响区域相连，两侧各48°，60°区域为一般影响区域，剩余区域为微弱影响区域。复合地层情况下，与静水压力工况相比，上半部分渗水导致结构上侧正弯区域增加，下半部分渗水导致结构下侧正弯区域增加，且轴力沿全环分布不均，渗漏侧轴力平均值小于非渗漏侧轴力，对管片结构受力不利。

关键词：盾构隧道、非线性、抗弯刚度、接头渗水、内力

所属期刊栏目：38

分类号：TU471(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金面上项目51278424；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2682014CX070

在线出版日期：2016-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1202-1211