盾構(gòu)隧道管片內(nèi)力分析及有限元軟件二次開發(fā).pdf

1、近年來，隨著世界各地隧道工程的開展，隧道工程相關(guān)的技術(shù)隨之不斷進步，各國隧道設計方法和計算技術(shù)也得到不斷的發(fā)展和完善。為了研究混凝土管片接頭的力學特性，應用彈塑性模型和平截面變形假定，提出了混凝土管片接頭的計算模型，推導了管片接頭極限彎矩的解析表達式，分析了管片軸力對接頭極限彎矩的影響。研究表明，隨著管片軸力的增加，管片接頭的極限彎矩增加。并通過建立管片接頭的三維有限元模型對管片接頭極限彎矩計算模型進行了驗證。為了研究影響管片內(nèi)力的因素

2、，分析了隧道埋深、管片直徑和土層泊松比對管片內(nèi)力的影響。研究表明，隨隧道埋深增加，管片的內(nèi)力均線性增加；埋深對管片軸力的影響最大，彎矩次之，對剪力的影響較小。管片軸力隨直徑呈線性增加，彎矩也隨直徑的增加而增加，但彎矩的增加量逐漸減??；在直徑從小到大的變化過程中，剪力先增加后減小。隨著土層泊松比的增加，管片的內(nèi)力均呈減小趨勢；土層泊松比對管片內(nèi)力的影響很大，對彎矩的影響尤為顯著。為了研究管片的抗震性能，運用調(diào)幅后的El Centro地震波

3、，對瓊州海峽盾構(gòu)隧道進行抗震性能分析，分析了管片的內(nèi)力增量。研究表明，水平地震荷載作用下，管片的內(nèi)力均有所增加，其中剪力增加了5.13%；彎矩增加了4.67%；地震對管片軸力的影響較小，僅增加了0.87%。在對管片進行抗震設計時，應重點提高隧道管片的抗剪性能和抗彎性能。為了提高管片的分析設計效率，采用VB對ANSYS的自帶語言APDL進行二次開發(fā)，實現(xiàn)了管片力學特性的參數(shù)化建模和分析。設計出系統(tǒng)分析管片力學性能的參數(shù)化界面，包括內(nèi)力分析