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基于非连续壳-弹簧模型的盾构管片安全评估方法技术

技术编号:41309910 阅读:22 留言:0更新日期:2024-05-13 14:53
本发明专利技术提供基于非连续壳‑弹簧模型的盾构管片安全评估方法,包括以下步骤:根据结构材料、拼装形式和结构尺寸及所处地层条件,得到物理参数;根据物理参数建立非连续壳‑弹簧模型;根据所处地层条件得到外部水土压力,将盾构管片的外部水土压力施加在非连续壳‑弹簧模型上,得到轴力、弯矩和径向位移;计算正截面极限承载力,根据轴力和弯矩,得到最不利正截面极限承载力;根据正截面极限承载力,得到极限承载力安全系数,判定盾构管片的承载力安全等级;根据盾构管片的径向位移,得到盾构管片环的椭圆度,判断盾构管片环变形是否在安全范围之内。本发明专利技术能够准确模拟盾构管片真实受力情况,准确评估地层中盾构管片安全性的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盾构隧道结构安全评估,尤其涉及一种基于非连续壳-弹簧模型的盾构管片安全评估方法


技术介绍

1、随着城市轨道交通里程的增加和城市的快速发展,附近建设活动造成的弃土现象越来越普遍,地面堆土会增加盾构管片内力与变形,从而降低了盾构隧道结构安全稳定性。因此,为保障盾构隧道结构安全,对盾构管片进行安全性评估显得十分必要。

2、目前,关于盾构管片结构的安全性评估,还没有统一的计算模型,常用的方法有惯用法、修正惯用方法、多铰圆环法、梁-弹簧模型法。不同模型计算的盾构管片结构内力及变形不同,从而对盾构管片结构设计与工程造价造成较大影响。目前大多采用一维曲梁单元模拟盾构管片,假设盾构管片环为平面应变状态,但在盾构管片错缝拼装的条件下,盾构管片的应力状态为非平面应变状态,认为梁单元上某一点的应力集中对盾构管片宽度方向均有影响,实际上是夸大了局部的加强效应,因此采用一维曲梁单元模拟盾构管片并不能充分反映错缝拼装条件下盾构管片的真实应力状态,无法准确地计算盾构管片结构在地层中的结构力学响应特征。

3、申请号为cn202310741374.8本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于非连续壳-弹簧模型的盾构管片安全评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述步骤S3中,盾构管片的外部水土压力包括外部土压力和外部水压力,所述外部土压力包括顶部竖向土压力、顶部侧向土压力与底部侧向土压力,所述外部水压力包括盾构管片环顶部水压力、盾构管片环底部水压力。

3.根据权利要求2所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述外部土压力的计算公式为:

4.根据权利要求2所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述外部水压力公式为:

5.根据权利要求1所述的盾构管片安全性...

【技术特征摘要】

1.基于非连续壳-弹簧模型的盾构管片安全评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述步骤s3中,盾构管片的外部水土压力包括外部土压力和外部水压力,所述外部土压力包括顶部竖向土压力、顶部侧向土压力与底部侧向土压力,所述外部水压力包括盾构管片环顶部水压力、盾构管片环底部水压力。

3.根据权利要求2所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述外部土压力的计算公式为:

4.根据权利要求2所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述外部水压力公式为:

5.根据权利要求1所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述步骤s4中盾构管片最不利的正截面确定公式为:

6.根据权利要求1所述的盾构管片安全性评估方法,其特征在于,所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员:李晓龙刘小锋郭明钟燕辉张君静陈超亚栗鹏超
申请(专利权)人:郑州大学
类型:发明
国别省市:

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