水下盾構隧道管片襯砌結構漸進性破壞機理研究.pdf

1、目前，盾構法已經成為城市地鐵、跨越江海等大型隧道的主流施工方法，其結構的穩(wěn)定性越來越受到人們的重視。大量盾構隧道，尤其是水下盾構隧道管片襯砌結構在建成一段時間以后（甚至剛剛建成不久），便在一種損傷狀態(tài)下進行工作，管片襯砌結構問題愈發(fā)凸顯，對結構的安全性提出了挑戰(zhàn)，水下盾構隧道結構已逐漸成為國內外研究的熱點。論文依托國家自然科學基金項目，結合武漢地鐵2號線越江盾構隧道、廣深港客運專線獅子洋盾構隧道、武漢三陽路盾構隧道等具體工程，采用相似模

2、型試驗與abaqus擴展有限元相結合的研究手段，系統(tǒng)研究了盾構隧道管片襯砌結構漸進性破壞機理、破壞過程以及不同因素對水下盾構隧道管片襯砌結構的漸進性破壞特性的影響規(guī)律。通過本文的研究工作，主要得到以下結論:
　　1)綜合分析管片襯砌結構的位移及聲發(fā)射信息，將大型盾構隧道管片襯砌結構漸進性破壞過程分為初始彈性階段、局部損傷階段、宏觀破壞階段和整體失穩(wěn)階段四個階段;
　　2)通過對管片襯砌結構上關鍵點位移隨荷載變化曲線的分析，探

3、明了盾構隧道管片襯砌結構失穩(wěn)臨界點，并以關鍵點位移與隧道外半徑比值的形式給出了失穩(wěn)臨界建議值;依據試驗數(shù)據分析了管片襯砌結構的拼裝方式、封頂塊位置、所處地層側壓力系數(shù)、不同水壓以及地層缺陷位置等因素的變化對該比值的影響規(guī)律;
　　3)通過對相似模型試驗管片襯砌結構破壞發(fā)展過程及最終破壞形態(tài)的分析，得出導致管片襯砌結構最終失穩(wěn)的主要因素;
　　4)依據試驗數(shù)據分析了管片襯砌結構所處地層側壓力系數(shù)、拼裝方式、封頂塊位置、不同水壓