文档介绍：基于壳—弹簧模型的盾构隧道整体结构性能研究 
贾艳领 
摘  要 
随着我国经济的发展和综合国力的提高,城市化进程加快,开展大规模的城
市市政建设也就成为必然,在这些地下工程中,由于受到施工场地、道路交通等
城市环境因素的限制,使得对城市正常机能影响很小的盾构施工法普遍得到了人
们的关注,并且在一些地区已经有了较为广泛的使用。然而,我国到目前还没有
国家盾构规范作为设计标准,使得盾构隧道设计工作盲目性较大,故加强理论指
导迫在眉睫。 
盾构隧道管片衬砌设计的关键问题在于结构模型本身是否能反映管片的实
际受力状态。目前用于隧道衬砌管片横向理论解析分析方法主要有:惯用法、修
正惯用法、多铰环法以及梁—弹簧模型四种;纵向理论解析分析方法主要有:纵
向梁—弹簧模型、纵向等效连续化模型两种。无一例外,上述几种模型都是将管
片沿横向或纵向简化为梁,并把隧道横向结构性能和纵向结构性能割裂开来分别
进行研究。然而,盾构隧道是由许多管片拼装并用螺栓连接而成的圆环状结构,
结构性态相当复杂,其纵向结构性能和横向结构性能是密不可分的,纵向结构性
能的变化将不可避免地引起隧道衬砌的横向结构性能发生一定的变化,反之亦学位论文
然。沿横向和纵向简化为梁,在很多情况下难以准确反映管片环之间的结构性能,
因而与隧道实际的力学特性及结构性能会有一定的差异。本文的研究工作正式基长安大学隧道工程安全研究所
于此展开,主要研究内容如下:  
,提出了能较为全面反.
应盾构隧道管片衬砌力学特性的计算模型,即三维等效连续壳‐弹簧模型。模型
中用矩形平板壳单元来模拟管片衬砌,用土弹簧单元来模拟地层与隧道结构之间
的相互作用。 
‐弹簧模型对通缝拼装隧道管片衬砌的整体力学性能进行了研究分
析,从力学机理上分析了隧道纵、横向结构性能的相互影响,以及隧道纵横向结
构性能对地基刚度变化的敏感程度。研究结果表明:衬砌通缝拼装时,环向结构
刚度的变化对隧道纵向结构性能的影响明显于纵向结构刚度的变化