[發明專利]一種縱向沉降變形引起盾構隧道附加內力的確定方法

有效

• 申請號: 201410784574.2
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104612700A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 吳懷娜;沈水龍;陳牧;張寧
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國中

1.一種縱向沉降變形引起盾構隧道附加內力的確定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

第一步、確定隧道及其構件的設計參數；

所述的隧道及其構件的設計參數是指：隧道管片的內、外直徑，管片環寬，管片混凝土彈性模量、剪切模量，管片環間連接螺栓型號及個數，螺栓長度，螺栓直徑，螺栓剪切模量；

第二步、建立隧道縱向的鐵木辛柯梁模型，確定隧道的縱向等效彎曲剛度和等效剪切剛度；

第三步、測出隧道各管片環的累計沉降值，建立沉降坐標系，將隧道沉降突變段繪于坐標系中；

第四步、對隧道沉降突變段進行曲線擬合，確定隧道沿線沉降函數w以及隧道沿線截面轉角函數

第五步、利用隧道沿線沉降函數w以及隧道沿線截面轉角函數確定隧道沉降突變段的附加內力，所述的隧道沉降突變段的附加內力是指：隧道沉降突變段的彎矩M，隧道沉降突變段的剪力Q。

2.根據權利要求1所述的一種縱向沉降變形引起盾構隧道附加內力的確定方法，其特征在于，所述的隧道縱向的鐵木辛柯梁模型是指：在縱向上以剛度等效的方法把由接頭和管片環組成的隧道等效為具有相同剛度、均勻連續的鐵木辛柯梁，并賦予其等效彎曲剛度和等效剪切剛度。

3.根據權利要求2所述的一種縱向沉降變形引起盾構隧道附加內力的確定方法，其特征在于，所述的等效彎曲剛度滿足以下公式：(EI)_eq＝ηE_sI_s

其中，(EI)_eq是等效彎曲剛度，η是縱向抗彎剛度有效率，取1/7；E_s是混凝土的彈性模量；I_s是管片環截面慣性矩，滿足以下公式：I_s＝πr³t，式中，r為管片環的平均半徑，滿足公式：r＝0.25(D₁+D₂)，式中D₁為管片環外直徑，D₂為管片環內直徑，t為管片環厚度，滿足公式:t＝0.5(D₁-D₂)。

4.根據權利要求2所述的一種縱向沉降變形引起盾構隧道附加內力的確定方法，其特征在于，所述的等效剪切剛度滿足以下公式：

(kGA)eq=lslbnkbGbAb+ls-lbksGsAs]]>

其中，(kGA)_eq是等效剪切剛度，l_s是管片環寬；l_b是螺栓長度；n是環間連接螺栓的個數；G_b是螺栓剪切模量；A_b是螺栓橫截面積，滿足以下公式：A_b＝0.25πD_b²，式中，D_b為螺栓直徑；k_b是螺栓的鐵木辛柯剪切系數，對圓形截面，k_b取0.9；G_s是混凝土管片的剪切模量；A_s是管片環橫截面積，滿足以下公式：A_s＝0.25π(D₁²-D₂²),D₁為管片環外直徑，D₂為管片環內直徑；k_s是管片環的鐵木辛柯剪切系數，對圓環截面，k_s取0.5。