考虑纵向残余顶推力的盾构隧道纵向抗弯刚度解析算法

来源：中国血液净化杂志2024年第1期北京时间：

作者：黄大维, 姜浩, 罗文俊, 邓文武

单位：1. 华东交通大学　轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室，江西　南昌　330013","2. 华东交通大学　铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，江西　南昌　330013","3. 华东交通大学　江西省防灾减灾及应急管理重点实验室，江西　南昌　330013","4. 中铁第六勘察设计院集团有限公司，天津　300308

摘要：<p>纵向抗弯刚度是盾构隧道的基本力学参数，其取值的合理性直接关系到盾构隧道纵向响应分析结果。针对盾构隧道纵向抗弯刚度取值未考虑环缝接头拉伸刚度与纵向残余顶推力的问题，提出了一种考虑纵向残余顶推力的盾构隧道纵向抗弯刚度解析算法。首先，通过理论分析将盾构隧道的纵向挠曲变形考虑为均质圆管的纵向挠曲变形与管片环环缝张开导致的纵向挠曲变形两部分，并由此得到了盾构隧道纵向抗弯刚度解析算法，其结果与管片材料的弹性模量、隧道外径、管片幅宽、环缝接头数量、环缝接头拉伸刚度和纵向残余顶推力等因素有关。然后，设计了可考虑环缝接头拉伸刚度与纵向残余顶推力的缩尺模型盾构隧道，并开展了纵向抗弯刚度模型试验，分别对模型隧道的纵向挠曲变形量与环缝张开变形量进行了测试。最后，通过试验数据对纵向抗弯刚度解析算法进行了验证。结果表明：模型盾构隧道实测纵向抗弯刚度与理论算法求解得到的纵向抗弯刚度基本一致；当不施加纵向残余顶推力时，随着加载的增加，盾构隧道纵向抗弯刚度总体变化不大，而当施加纵向残余顶推力时，对于相同纵向残余顶推力，盾构隧道纵向抗弯刚度随着加载的增加而减小，并逐渐趋于稳定；在盾构隧道纵向响应分析中，需要减小纵向残余顶推力引起的纵向挠曲变形，以作为盾构隧道的安全储备。</p>

关键词：隧道工程,盾构隧道,模型试验,纵向抗弯刚度,纵向残余顶推力,解析算法