盾構隧道設計與分析課件

盾構隧道設計與分析盾構隧道設計與分析1盾構隧道設計與分析1、盾構隧道襯砌內(nèi)力分析方法（1）有限元法二維平面分析三維空間分析（2）荷載－結構法慣用法梁－彈簧模型梁－接頭模型修正慣用法盾構隧道設計與分析1、盾構隧道襯砌內(nèi)力分析方法（1）有限元法2三維盾構隧道建模示意圖三維盾構隧道建模示意圖3二維盾構隧道建模示意圖二維盾構隧道建模示意圖4慣用法與修正慣用法概念圖慣用法與修正慣用法概念圖5慣用計算法中的彎矩分配圖慣用計算法中的彎矩分配圖6梁彈簧模型梁接頭模型梁彈簧模型梁接頭模型7剪切彈簧徑向接頭錯縫拼裝環(huán)間加強作用的考慮剪切彈簧徑向接頭錯縫拼裝環(huán)間加強作用的考慮82、程序中的名詞解釋管片：圓弧形結構物，用來拼裝成隧道外輪廓，本軟件指預制的混凝土管片。

襯砌：由管片通過螺栓連接而成，一環(huán)襯砌由幾塊管片構成。環(huán)向螺栓：為了構成襯砌環(huán)，連接管片用的螺栓，本軟件以管片接頭形式模擬螺栓的作用?？v向螺栓：襯砌環(huán)之間相互連接的螺栓，在本軟件計算模型示意圖中，以表示。管片分布自重：容重乘以管片厚度。2、程序中的名詞解釋管片：圓弧形結構物，用來拼裝成隧道外輪廓9管片接頭：在隧道橫斷面上連接管片形成襯砌環(huán)的部分，在本軟件計算模型示意圖中，以表示。管片材料：在本程序中，按平面應變問題取1米進行計算截面的轉動慣量，面積；彈性模量可以從混凝土設計規(guī)范上查得。管片寬度：在隧道縱向量測的管片尺寸，同時也是襯砌寬度。管片厚度：在隧道縱向量測的管片尺寸，同時也是襯砌寬度。管片接頭：在隧道橫斷面上連接管片形成襯砌環(huán)的部管片材料：在本103、荷載假定與計算（1）荷載分類3、荷載假定與計算（1）荷載分類11主荷載

1、垂直和水平土壓力

2、水壓力

3、自重

4、上覆荷載

5、地基抗力

附加荷載6、內(nèi)部荷載

7、施工荷載

8、地震的影響

特殊荷載

9、平行配置隧道的影響

10、鄰近施工的影響

11、其他

日本盾構隧道規(guī)范的分類方法主荷載1、垂直和水平土壓力2、水壓力3、自重4、上覆12日本盾構隧道規(guī)范的分類方法日本盾構隧道規(guī)范的分類方法13（2）水土壓力計算土柱理論（H<2D）壓力拱理論（太沙基，普氏）（H>=2D）（2）水土壓力計算土柱理論（H<2D）壓力拱理論（太沙基，普14水壓力計算整體坐標系施加局部坐標系施加水壓力計算整體坐標系施加局部坐標系施加15（3）自重修正慣用法對自重反力的假設

梁彈簧模型對自重反力的假設

（3）自重修正慣用法對自重反力的假設梁彈簧模型對自重反力的16（4）、地基抗力與地層彈簧系數(shù)慣用計算法中的地層抗力假設PmaxPmaxΦ

（4）、地基抗力與地層彈簧系數(shù)慣用計算法中的地層抗力假設Pm17地層彈簧法地層彈簧法18多層地層參數(shù)的均一化多層地層參數(shù)的均一化19不同地層采用相應地層彈簧系數(shù)

不同地層采用相應地層彈簧系數(shù)20局部地層彈簧模式 全周地層彈簧模式

局部地層彈簧與全周地層彈簧局部地層彈簧模式 全周地層彈簧模式21（5）、注漿荷載單孔注漿壓力分布模式（5）、注漿荷載單孔注漿壓力分布模式22整環(huán)注漿壓力分布模式整環(huán)注漿壓力分布模式23（6）、地震荷載擬靜法（6）、地震荷載擬靜法24（7）、荷載分布模式假設X向矩形分布y向梯形分布X，y向梯形分布X，y拋物線形分布X，y方向為矩形分布（7）、荷載分布模式假設X向矩形分布y向梯形分布X，y向梯形254、結構模擬（1）管片直梁模型曲梁模型4、結構模擬（1）管片直梁模型曲梁模型26（2）接縫管片間接縫梁彈簧接頭元接頭元線性模式（2）接縫管片間接縫梁彈簧接頭元接頭元線性模式27雙線性模式非線性模式雙線性模式非線性模式28管片環(huán)間接縫

地鐵設計規(guī)范(GB50157-2003)第10.5.3規(guī)定：襯砌環(huán)間采用錯縫拼裝時，可按慣用法考慮由于縱向接頭存在引起的勻質圓環(huán)剛度降低及環(huán)間接通過剪力傳遞所引起的斷面與接頭內(nèi)力的重分配；或以二環(huán)為一個計算單元、塊與塊間設接頭的回轉彈簧、兩環(huán)之間設徑向剪切彈簧及切向彈簧的計算模式進行計算。管片環(huán)間接縫地鐵設計規(guī)范(GB5029管片縱向螺栓剪切單元管片間接頭管片縱向螺栓剪切單元管片間接頭30（3）結構離散化（3）結構離散化31（4）管片拼裝方式單圓和雙圓盾構隧道都有通縫和錯縫兩種拼裝模式。其中單圓錯縫有A-B-A,A-B-C兩種方式。而雙圓錯縫只有A-B-A一種方式。（4）管片拼裝方式單圓和雙圓盾構隧道都有通縫和錯縫兩32盾構隧道設計與分析算例演示1、工程概況

盾構襯砌環(huán)，內(nèi)徑10.040m,外徑11.000m,襯砌寬度1.0m,受到垂直壓力p=226.3KN/m，頂部水平側壓力q1=90.5KN/m，底部水平側壓力q2=162.5KN/m，自重g=12.0KN/m，管片截面的計算參數(shù)如下：彈性模量E=3.5×107KPa，轉動慣量I=9.216×10-3m4，面積A=0.48m2，地層反力系數(shù)為K=1.5×104KN/m3。盾構隧道設計與分析算例演示1、工程概況盾構襯砌環(huán)，內(nèi)332、隧道施工全過程受力分析2、隧道施工全過程受力分析34盾構隧道設計與分析ppt課件35盾構隧道設計與分析ppt課件36盾構隧道設計與分析ppt課件37盾構隧道設計與分析ppt課件38盾構隧道設計與分析ppt課件39盾構隧道設計與分析ppt課件40盾構隧道設計與分析ppt課件41盾構隧道設計與分析ppt課件42盾構隧道設計與分析ppt課件43盾構隧道設計與分析ppt課件44盾構隧道設計與分析ppt課件45盾構隧道設計與分析ppt課件46盾構隧道設計與分析pp