| 考虑衬砌截面协调变形约束的既有隧道受盾构下穿施工影响的Fourier能量变分解 |
| |
| 引用本文： | 张治国,沃巍,朱正国,韩凯航,孙苗苗.考虑衬砌截面协调变形约束的既有隧道受盾构下穿施工影响的Fourier能量变分解[J].岩土力学,2024(5):1397-1411+1422. |
| |
| 作者姓名： | 张治国 沃巍 朱正国 韩凯航 孙苗苗 |
| |
| 作者单位： | 1. 上海理工大学环境与建筑学院;2. 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室;3. 深圳大学土木与交通工程学院;4. 浙大城市学院土木工程系;5. 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（No.42177145）； |
| |
| 摘 要： | 目前关于新建盾构开挖诱发既有地铁隧道变形的理论研究，大多将既有隧道简化为不含接头的Euler-Bernoulli梁，而忽视了衬砌截面的剪切变形与管片接头的局部刚度削弱。此外，既有地基模型理论较少考虑衬砌管片与接触土体的协调变形约束。首先，采用Loganathan-Polous公式计算盾构开挖诱发的土体自由位移场，并将既有隧道视为考虑剪切变形的Timoshenko梁，基于沿轴线变化的抗弯与剪切刚度函数来描述管片接头的局部削弱作用；然后，结合能量变分原理与连续弹性体Mindlin解，建立考虑衬砌截面协同变形约束的隧道位移控制方程，将盾构开挖诱发的附加荷载施加于既有隧道，并使用Fourier级数方法求解既有隧道纵向变形；最后，将Fourier能量变分解与3组工程实测数据进行对比验证，取得了较好的一致性。此外，考虑隧道抗弯刚度、剪切刚度、接头刚度削弱作用、土体参数与隧道空间位置等因素的共同影响，使用抗弯系数、剪切系数及接头系数进行敏感性分析。结果表明，考虑截面变形协调约束的理论解更为符合实际，不考虑变形协调约束所得隧道位移结果偏大；衬砌接头局部刚度的削弱作用将造成隧道弯矩沿轴线在接头处发生明显...
|
| 关 键 词： | 盾构隧道 截面协调变形 接头刚度削弱 隧道剪切变形 Timoshenko梁 Fourier能量变分 |
|
