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摘要：本发明公开了一种用于盾构隧道衬砌环的收敛监测方法，步骤1建立衬砌环模型；步骤2：依据有限元模型分析衬砌环及下列基本假设确定衬砌环的径向水平收敛的变形基础和倾角换算收敛变形计算公式；步骤3：得到断面的管片的最优安装位置；本发明可精准指导无线倾角传感器在断面的安装位置，同时配合无线传感器将传感器采集的倾角数据实时换算成相应的水平收敛，以此应用于无线监测网络系统，实现实时、精确的监测。获取衬砌结构的实时变形，及时有效预警可能存在的施工风险情况。

主权项：1.一种用于盾构隧道衬砌环的收敛监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1建立衬砌环模型；衬砌环型式有直线环、左转弯环和右转弯环；直线环、左转弯环和右转弯环之间采用45°错缝拼装；直线环拼装采用3个标准块、2个邻接块、1个封顶块，标准块即为B块、邻接块即为L块、封顶块即为F块，B块、L块、F块均为管片；整个衬砌环为360度，按照每22.5度划分一个点位，顶部位置定义为0点位，也是16点位；按照顺时针方向，每22.5度划分一个点位，编号从1-16，共计16个点位；左、右转弯环和直线环最大的区别是在于F块的拼装点位不同，对于左、右转弯环要考虑楔形量，F块的拼装点位可随时改变，没有固定在哪个具体点位；而对于衬砌直线环，F块有着固定的拼装点位，不同于传统理解的F块位于0点位或16点位，在直线段中F块只有两种拼装方式，F块在1点位或者F块在15点位，直线段的衬砌环之间采用45度错缝拼接；步骤2：依据有限元模型分析衬砌环及下列基本假设确定衬砌环的径向水平收敛的变形基础和倾角换算收敛变形计算公式：（1）假定管片的转动为平面转动，忽略管片的自身变形，即将相应的邻接块、标准块认为是刚性体；（2）假定水平径向收敛主要是由于标准块、邻接块旋转引起的；（3）假定标准块的旋转中心在外侧端点上，邻接块的旋转中心在外侧弧面中心位置处；步骤3：得到断面的管片的最优安装位置；步骤2的理论假设是基于管片为刚性体的前提上；实际工程里面，管片并非严格的刚体，而是变形体，因此在实际应用上，倾角传感器所测出来的管片的倾角值依据不同安装位置而不同；为确定隧道断面的管片的最优安装点位，采用相对误差演化法，将最优断面定义为:相比于其他位置，管片的安装点处的倾角变化值代入所推导的倾角换算收敛变形计算公式，换算得到的收敛值最接近实际的径向水平收敛值，则认为该径向水平收敛值的位置为断面最优安装位置；考虑管片接头部分的弯曲刚度降低，并进一步考虑了错接头情况下部分弯矩的分配，计算过程比较简便且计算结果较为合理；为得到断面的管片的最优安装位置，选取F块安装点位为1点位的相应断面，采用修正惯用法分析衬砌结构的内力并依据力法基本原理求解各个安装点位的倾角值，进一步根据最优安装位置定义，利用解析解和误差反演法寻找相对误差绝对值最小的安装位置；所述步骤3中的倾角换算收敛变形计算公式包括：衬砌环扩张状态公式、衬砌环收缩状态公式;所述衬砌环扩张状态公式为：在三角形OAA1中,根据正弦定理可得：（1）在三角形CBB1中根据正弦定理可得：（2）实际径向水平收敛为：式中R为管片外半径长，e1为标准块绕外侧端点旋转的角度，e2为邻接块旋转的角度，α1、α2、θ1、θ2为角度，在管片拼装时就已确定，为已知角度；所述衬砌环收缩状态公式为：在三角形OAA1中,根据正弦定理可得：（3）在三角形CBB1中根据正弦定理可得：（4）实际径向水平收敛为：式（1）、（2）、（3）、（4）中R为管片外半径长，e1为标准块绕外侧端点旋转的角度，e2为邻接块旋转的角度，α1、α2、θ1、θ2为角度，在管片拼装时就已确定，为已知角度。

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