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岩土工程学报

公路与水路运输论文_盾构隧道衬砌非线性力学响

文章摘要:盾构隧道结构病害与灾变以衬砌结构承载力降低至丧失为主要特征,威胁隧道的运营安全。为探明衬砌构件和土体环境对盾构隧道衬砌非线性力学响应的影响,以推动隧道结构非线性分析方法的发展,首先阐述了基于试验得到的纵缝接头转动刚度受轴力和弯矩控制的特点,总结了在解析与数值方法中考虑接头非线性的迭代计算方法;综述了针对管片本体的开裂特性与承载能力的试验成果,列举了考虑管片开裂非线性的常用数值方法,并指出混凝土开裂对衬砌整体有一定不利影响,但接头行为才是主导因素;随后总结了在常用计算方法中土体非线性的处理方式,给出几种能够进一步考虑土体作用的试验方法。最后展望了盾构隧道结构非线性分析方法的发展趋势,建议深入开展多因素耦合的接头抗弯特性、材料劣化和疲劳作用下的管片本体开裂软化行为、考虑时空效应的土与衬砌相互作用等方面在盾构隧道非线性力学响应中的研究,进一步建立各类接头、多向弹簧的材料参数库,明确衬砌渐进性破坏机制,完善基于大数据的盾构隧道快捷计算分析方法。

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