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申请/专利权人：湖南大学

摘要：本申请涉及地下建筑工程技术领域，公开一种考虑内部结构的盾构隧道纵向抗弯刚度确定方法及装置。该方法包括：获取盾构隧道的状态参数；根据隧道外荷载，随机设定中性轴模拟位置；根据中性轴模拟位置和隧道外荷载，利用状态参数对管片衬砌进行受力分析，得到受力分析结果；根据受力分析结果，计算中性轴夹角；判断中性轴模拟位置是否与中性轴夹角相匹配；若否，返回根据隧道外荷载，随机设定中性轴模拟位置；若是，根据中性轴夹角，计算盾构隧道的纵向抗弯刚度。本申请实施例可以提高双层盾构隧道的纵向抗弯刚度确定精度。

主权项：1.一种考虑内部结构的盾构隧道纵向抗弯刚度确定方法，其特征在于，包括：获取盾构隧道的状态参数；所述状态参数包括管片衬砌和隧道内构两者的结构参数和力学参数；根据隧道外荷载，随机设定中性轴模拟位置；所述中性轴模拟位置为中性轴的假定位置；根据所述中性轴模拟位置和所述隧道外荷载，利用所述状态参数对所述管片衬砌进行受力分析，得到受力分析结果；所述受力分析结果包含所述管片衬砌的力平衡方程和变形协调方程；根据所述受力分析结果，计算中性轴夹角；所述中性轴夹角为中性轴参考线与水平线之间的夹角，所述中性轴参考线为所述中性轴上的一参考点与所述管片衬砌的中心的连线；判断所述中性轴模拟位置是否与所述中性轴夹角相匹配；若否，返回所述根据所述隧道外荷载，随机设定中性轴模拟位置；若是，根据所述中性轴夹角，计算所述盾构隧道的纵向抗弯刚度；所述变形协调方程为： ，其中，εc为管片衬砌受压区的边缘混凝土应变，D为管片衬砌的外径，ls为管片衬砌的中心线长度，x为隧道中心到中心轴的距离，x=rsinφ，r为管片衬砌的平均半径，φ为中性轴角度，θ为管片衬砌的接缝转角，εt为管片衬砌受拉区的边缘混凝土应变，δj为环间螺栓伸长量；所述根据所述中性轴夹角，计算所述盾构隧道的纵向抗弯刚度，包括：根据所述隧道外荷载和实际相对位置，将所述中性轴夹角输入相应的纵向抗弯刚度计算模型，得到所述盾构隧道的纵向抗弯刚度；所述隧道外荷载为正弯矩荷载且所述中性轴模拟位置为所述中性轴高于牛腿时，所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式为： ，所述隧道外荷载为正弯矩荷载且所述中性轴模拟位置为所述中性轴处于所述牛腿的高度范围内时，所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式为： ，所述隧道外荷载为正弯矩荷载且所述中性轴模拟位置为所述中性轴低于所述牛腿时，所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式为： ，所述隧道外荷载为负弯矩荷载且所述中性轴模拟位置为所述中性轴高于柱基础时，所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式为： ，所述隧道外荷载为负弯矩荷载且所述中性轴模拟位置为所述中性轴处于所述柱基础的高度范围内时，所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式为： ，所述隧道外荷载为负弯矩荷载且所述中性轴模拟位置为所述中性轴低于所述柱基础时，所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式为： ，在所述盾构隧道的纵向抗弯刚度的表达式中： ， ， ， ， ，其中，i∈[1，4]，，，，，α为微元体变量，EIeq为盾构隧道的纵向抗弯刚度，Ec为管片衬砌的弹性模量，t为管片衬砌的厚度，Ect为受压混凝土弹性模量，Act为受压混凝土横截面积，R为隧道内径，γ为牛腿下缘角度，β为牛腿上缘角度，Ect3为柱基础弹性模量，Ect4为弧形内衬弹性模量，Act3为柱基础截面面积，Act4为弧形内衬截面面积，ψ1为牛腿应变等效系数，ψ3为柱基础应变等效系数，ψ4为弧形内衬应变等效系数，κ1为上部车道板下缘角度，κ2为柱基础下缘角度，κ3为回填混凝土下缘角度，为上部车道板上缘角度，为柱基础上缘角度，为回填混凝土上缘角度。

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权利要求：

百度查询： 湖南大学 考虑内部结构的盾构隧道纵向抗弯刚度确定方法及装置