[發明專利]可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法及模型在審
| 申請號： | 201811573463.1 | 申請日： | 2018-12-21 |
| 公開（公告）號： | CN109493710A | 公開（公告）日： | 2019-03-19 |
| 發明（設計）人： | 楊喻聲;張劭華;禹海濤;袁勇 | 申請（專利權）人： | 同濟大學 |
| 主分類號： | G09B25/02 | 分類號： | G09B25/02 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 翁惠瑜 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 盾構隧道 模擬環 橡膠件 襯砌 分塊 管片 螺栓 模型設計 拼裝 原型 隧道 單元設置 等效原則 接縫構造 抗彎剛度 螺栓固定 模型試驗 相鄰管片 相似關系 預緊力 拼接 制作 | ||
1.一種可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)根據原型隧道的幾何尺寸和分塊特性，獲得盾構隧道襯砌模型的內外徑、縱向寬度、分塊數量和分塊位置，獲得多個管片單元；
2)拼接管片單元，在相鄰管片單元設置橡膠件以模擬環向接頭，根據接頭抗彎剛度等效原則，設計所述橡膠件的厚度和硬度；
3)通過模型螺栓固定所述管片單元和橡膠件，所述模型螺栓尺寸依據相似關系設計，模型螺栓的預緊力滿足設計要求。
2.根據權利要求1所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，所述盾構隧道襯砌模型的分塊數量和分塊位置與原型隧道分塊數量及位置對應。
3.根據權利要求1所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，所述接頭抗彎剛度等效原則具體為：
Kθm＝SθKθ
其中，Kθm為橡膠件環向接頭剛度，Sθ為環向接頭抗彎剛度相似比，Kθ為原型隧道環向接頭抗彎剛度。
4.根據權利要求1所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，所述模型螺栓的數量和穿過所述橡膠件的位置，與原型隧道環向接頭處環向螺栓數量和位置相對應。
5.根據權利要求1所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，所述模型螺栓的斷面尺寸通過與原型隧道的環形螺栓的相似關系確定。
6.根據權利要求5所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，所述模型螺栓的斷面尺寸滿足的相似關系為：
其中，Esm為模型螺栓受拉彈性模量，d為模型螺栓斷面直徑，SE為彈性模量相似比，Sl為幾何相似比，Es為原型隧道環向螺栓受拉彈性模量，D為原型隧道環向螺栓斷面直徑。
7.根據權利要求1所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法，其特征在于，所述模型螺栓的預緊力滿足的設計要求具體為：
Fbm＝SFFb
其中，Fbm為隧道模型環向螺栓預緊力，SF為力相似比，Fb為原型隧道環向螺栓預緊力。
8.一種基于如權利要求1-7任一所述的可模擬環向拼裝性能的盾構隧道襯砌模型設計方法獲得的盾構隧道襯砌模型，其特征在于，包括管片單元、橡膠件和模型螺栓，相鄰所述管片單元間通過橡膠件連接，并通過所述模型螺栓固定。
9.根據權利要求8所述的盾構隧道襯砌模型，其特征在于，所述管片單元和橡膠件上均預設有螺栓孔。
10.根據權利要求8所述的盾構隧道襯砌模型，其特征在于，所述管片單元采用有機玻璃、混凝土、塑料或金屬材料制作。
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