轴力和弯矩共同作用下盾构隧道纵向非线性等效抗弯刚度研究.pdfVIP

第 36 卷 第 X 期 岩石力学与工程学报 Vol.36 No.X 2017 年 X 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering XXX ，2017 轴力和弯矩共同作用下盾构隧道纵向非线性 等效抗弯刚度研究 耿 萍，陈枰良，张 景，何 川，晏启祥 (西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都 610031) 摘要：实际工程中，盾构隧道纵向弯矩和轴力可能同时存在，若按传统的纯弯等效抗弯刚度计算可能会带来较大 误差。本文考虑轴力和弯矩共同作用对纵向弯曲变形的影响，提出 5 种弯曲模式，在经典的志波模型的基础上， 建立了盾构隧道纵向等效抗弯刚度计算模型，基于该模型开发了计算程序，以成都地铁 3 号线盾构隧道为实例， 对其纵向等效抗弯刚度和管环张开量随轴力和弯矩的发展规律进行了分析，并讨论了弯曲模式的实用判别方法， 求出了变形过程的临界弯矩，最后给出了纵向弯曲变形为线性和非线性的内力条件。研究发现：盾构隧道纵向变 形随弯矩的发展过程可按轴力分为 4 类，各过程下管环张开量和等效抗弯刚度随弯矩的发展规律十分不同；轴力 对等效抗弯刚度有显著影响，一般呈现压弯≫纯弯＞拉弯的规律。研究成果可应用于盾构隧道结构纵向力学分析、 抗弯刚度分析等方面。 关键词：盾构隧道；纵向等效刚度模型；轴力弯矩共同作用；非线性等效抗弯刚度 A 1000 –6915(2017)X –0000 –00 中图分类号： 文献标识码 ： 文章编号 ： Study on nonlinear longitudinal equivalent bending stiffness for shield tunnel under the combined effect of axial forces and bending moment GENG Ping，CHEN Pingliang ，ZHANG Jing ，HE Chuan ，YAN Qixiang (MOE Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu 610031，China) Abstract ：In practical ，bending moment and axial forces in the longitudinal direction of shield tunnel may simultaneously exist，the traditional method which evaluate the equivalent bending stiffne under the conditions of pure bending may bring errors. In this paper，5 kinds of bending modes have been proposed considering the combined effect of axial forces and bending moment on longitudinal bending deforma