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盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究

张景 何川 耿萍 陈枰良 卢志楷

张景, 何川, 耿萍, 陈枰良, 卢志楷. 盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究[J]. 工程力学, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
引用本文: 张景, 何川, 耿萍, 陈枰良, 卢志楷. 盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究[J]. 工程力学, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
ZHANG Jing, HE Chuan, GENG Ping, CHEN Ping-liang, LU Zhi-kai. STUDY ON BENDING STATE NONLINEARITY OF SHIELD-TUNNEL RING JOINTS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
Citation: ZHANG Jing, HE Chuan, GENG Ping, CHEN Ping-liang, LU Zhi-kai. STUDY ON BENDING STATE NONLINEARITY OF SHIELD-TUNNEL RING JOINTS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624

盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFC0802200);国家自然科学基金项目(51378433,51578457);天津市科技计划项目(16YDLJSF00040)
详细信息
    作者简介:

    张景(1988-),男,山西人,博士生,从事隧道及地下工程设计理论研究(E-mail:zhangjing147@foxmail.com);耿萍(1964-),女,四川人,教授,博士,博导,主要从事隧道及地下工程结构理论和抗减震设计研究(E-mail:13551258484@139.com);陈枰良(1991-),男,四川人,硕士生,主要从事隧道结构及地下工程抗减震研究(E-mail:cpltea@qq.com);卢志楷(1992-),男,河南人,硕士生,主要从事隧道结构设计理论研究(E-mail:344073262@qq.com).

    通讯作者: 何川(1964-),男,重庆人,教授,博士,博导,从事隧道结构设计理论、结构安全及营运控制研究(E-mail:chuanhe21@163.com).
  • 中图分类号: U451+.4

STUDY ON BENDING STATE NONLINEARITY OF SHIELD-TUNNEL RING JOINTS

  • 摘要: 为探明盾构隧道环间接头抗弯性能在纵向弯矩、轴力组合作用下的状态非线性规律,将环间接头力学行为划分为7种变形模式及3种受力状态,分别推导了环间接头转角-纵向弯矩-纵向轴力三者关系的解析表达式与环间接头在不同弯曲状态间转变时的临界内力表达式,并以三维有限元计算对本文提出的解析公式进行验证。研究结果表明:盾构隧道特有的“管片环+接头”非连续结构形式导致环间接头弯曲行为具有状态非线性特征,不同弯矩、轴力组合作用下,盾构隧道环间接头变形模式于不同状态间转变并伴随抗弯刚度突变;纯弯作用下环间接头抗弯刚度为定值,轴向压力可使接头抗弯刚度较纯弯时提高数倍乃至无穷大;拉弯作用下接头抗弯性能维持在两个固定水平值之间,接缝面被完全拉开时环间接头抗弯刚度会随之被削弱数倍。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-13
  • 修回日期:  2017-12-12
  • 刊出日期:  2018-11-29

盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
    基金项目:  国家重点研发计划项目(2016YFC0802200);国家自然科学基金项目(51378433,51578457);天津市科技计划项目(16YDLJSF00040)
    作者简介:

    张景(1988-),男,山西人,博士生,从事隧道及地下工程设计理论研究(E-mail:zhangjing147@foxmail.com);耿萍(1964-),女,四川人,教授,博士,博导,主要从事隧道及地下工程结构理论和抗减震设计研究(E-mail:13551258484@139.com);陈枰良(1991-),男,四川人,硕士生,主要从事隧道结构及地下工程抗减震研究(E-mail:cpltea@qq.com);卢志楷(1992-),男,河南人,硕士生,主要从事隧道结构设计理论研究(E-mail:344073262@qq.com).

    通讯作者: 何川(1964-),男,重庆人,教授,博士,博导,从事隧道结构设计理论、结构安全及营运控制研究(E-mail:chuanhe21@163.com).
  • 中图分类号: U451+.4

摘要: 为探明盾构隧道环间接头抗弯性能在纵向弯矩、轴力组合作用下的状态非线性规律,将环间接头力学行为划分为7种变形模式及3种受力状态,分别推导了环间接头转角-纵向弯矩-纵向轴力三者关系的解析表达式与环间接头在不同弯曲状态间转变时的临界内力表达式,并以三维有限元计算对本文提出的解析公式进行验证。研究结果表明:盾构隧道特有的“管片环+接头”非连续结构形式导致环间接头弯曲行为具有状态非线性特征,不同弯矩、轴力组合作用下,盾构隧道环间接头变形模式于不同状态间转变并伴随抗弯刚度突变;纯弯作用下环间接头抗弯刚度为定值,轴向压力可使接头抗弯刚度较纯弯时提高数倍乃至无穷大;拉弯作用下接头抗弯性能维持在两个固定水平值之间,接缝面被完全拉开时环间接头抗弯刚度会随之被削弱数倍。

English Abstract

张景, 何川, 耿萍, 陈枰良, 卢志楷. 盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究[J]. 工程力学, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
引用本文: 张景, 何川, 耿萍, 陈枰良, 卢志楷. 盾构隧道环间接头弯曲状态非线性研究[J]. 工程力学, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
ZHANG Jing, HE Chuan, GENG Ping, CHEN Ping-liang, LU Zhi-kai. STUDY ON BENDING STATE NONLINEARITY OF SHIELD-TUNNEL RING JOINTS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
Citation: ZHANG Jing, HE Chuan, GENG Ping, CHEN Ping-liang, LU Zhi-kai. STUDY ON BENDING STATE NONLINEARITY OF SHIELD-TUNNEL RING JOINTS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(11): 35-44. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.08.0624
参考文献 (20)

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