摘要：管片环极限变形特征是盾构隧道结构设计的关键控制指标和结构安全监测的重要依据。已有的接头弯曲加载试验表明,当弯矩较大时,接头变形具有明显的非线性特征。针对上海地铁区间盾构隧道管片环内的无衬垫式接头,建立其力学模型并推导其变形解析式,得到一定轴压作用下接头变形非线性特征的定量化描述,将其与试验数据对比,验证接头力学模型和变形解析式的工程适用性。基于非线性弹簧单元建立管片环梁-非线性弹簧模型,采用有限元方法对考虑外荷载及接头自身性能等因素不确定性的各工况管片环极限变形特征进行计算分析,根据分析结果提出对盾构隧道管片环结构设计及运营期结构安全监测提出建议。

摘要：盾构隧道管片环纵向接头构造复杂,偏压荷载作用下,其变形具有明显的非线性特征,合理的接头抗弯刚度值是运用梁–弹簧模型进行盾构隧道管片环断面设计、计算的前提,而该抗弯刚度值与接头截面处内力组合情况密切相关。针对双衬垫式管片环纵向接头,利用已有简化力学模型,提出一定轴压作用下,接头各变形模式及各模式下的抗弯刚度解析式,并将已有管片接头各工况加载试验的转角实测值与对应变形模式的理论计算值进行对比,验证了其工程设计适用性。根据接头各变形模式下抗弯刚度解析式,结合基于梁–弹簧模型考虑接头刚度差异性的管片环内各纵向接头处截面内力解析式,构造关于管片环内各纵向接头抗弯刚度值的非线性方程组,由数值计算软件Maple编写该接头刚度非线性方程组的不动点迭代求解程序,多次试算最终得到合理的管片环内各纵向接头抗弯刚度值。

摘要：盾构隧道管片环内接头抗弯刚度及承载力明显小于管片主截面段,常规工况条件下,中直径盾构隧道管片环现有设计方案的顶部及腰部接头承受较大内力,为管片环防水及结构安全的薄弱点。考虑接头刚度的非线性特征,采用梁-弹簧模型对多组接头布设工况的管片环内力及变形特征进行计算,对比分析各工况计算结果后提出中直径盾构隧道管片环现有设计方案的优化建议。

摘要：随着运营期结构变形处治频繁及通行列车的大型化,软土区轨道交通盾构隧道现有设计内径难以满足界限需求。针对扩大内径后的管片环,复核其常规工况下的结构安全,认为:扩大内径后,管片环结构在常规工况条件下能够满足安全性要求。通过对其在多种特定工况条件下的结构状态进行计算和对比后建议:①施工方案的制定及实际操作中应采取措施避免和减少对隧道周边土层的扰动;②结构设计及运营期监护标准的制定须考虑特定工况,并严格限制隧道周边相关工程活动的间距及规模;③设计方案中,将接头尽量布设在45°区域、增大环间搭接量、接头螺栓加强及采用双排螺栓等措施可有效地减小管片环的收敛变形量;④增大管片厚度可在一定程度上减小管片环收敛变形,经济技术比选后,可适当增大管片厚度。

摘要：盾构隧道日常健康监测中,弹性橡胶密封垫工作性态难以直接快速评估,针对该问题,提出以隧道收敛变形为监测指标,采用数值模拟方法计算得到防水标准条件下的弹性密封垫极限松弛量,并结合接头刚度的迭代算法由管片环梁-线性弹簧模型确定弹性橡胶密封垫极限松弛量对应的管片环收敛变形量。由考虑地层差异设置的5种工况计算结果认为:埋深土层土体特性差异对防水失效的上海地铁通缝拼装式盾构隧道管片环收敛变形量影响不大,其控制标准可定为管片环外径D的3.5‰。

摘要：从边坡稳定性有限元分析方法和极限平衡法基本原理入手,提出了适合于边坡稳定性分析的有限元极限平衡法.以浅变质岩边坡潜在滑动面上的切向和法向弹簧模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题,对某高速公路路堑边坡进行了数值模拟,分析了边坡内应力和变形特征,以及渐进破坏的发展过程,对传递系数法和有限元极限平衡法用于浅变质岩风化层边坡稳定性分析的计算结果进行了对比分析.结果表明,采用边坡潜在滑动面上的法向和切向弹簧单元模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题能够真实反映边坡潜在滑动面上应力重分配过程和特点,得到边坡失稳破坏的真实稳定安全系数,有限元极限平衡法分析边坡稳定性是一种有效可行的方法.