一种盾构隧道在荷载作用下纵向内力的确定方法

摘要

本发明提供了一种盾构隧道在荷载作用下纵向内力的确定方法，该方法将隧道简化为能够考虑剪切变形的铁木辛柯梁，在获取隧道结构设计信息的基础上确定其等效弯曲刚度及等效剪切刚度；在获取隧道埋藏土层信息及作用在隧道上方的荷载信息的基础上，利用弹性地基上的铁木辛柯梁模型确定荷载作用下的变形基本微分方程及其边界条件；通过求解变形基本微分方程获得隧道纵向沉降量及旋转角，进而确定隧道在上方荷载作用下的纵向内力值。本发明采用基于铁木辛柯梁理论的弹性地基梁模型，能更好地反映隧道弯曲变形及错台变形的纵向特性，从而更准确确定隧道在荷载作用下的纵向内力值，为隧道纵向设计提供依据。

主权项

一种盾构隧道在荷载作用下纵向内力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，获取隧道埋藏土层信息、隧道结构设计信息及作用在隧道的荷载信息；所述的隧道结构设计信息是指：隧道外径、隧道内径、衬砌环宽、管片厚度、混凝土管片环的弯曲刚度、管片环剪切模量、环间螺栓个数、螺栓直径、螺栓长度、螺栓的弹性模量、螺栓剪切模量、隧道长度；第二步，根据隧道结构信息，确定隧道纵向的铁木辛柯梁模型的等效弯曲刚度及等效剪切刚度；第三步，建立弹性地基上隧道的铁木辛柯梁模型，确定在荷载作用下隧道的变形基本微分方程；第四步，对变形基本微分方程中荷载项进行傅里叶余弦级数展开，获取荷载项的傅里叶级数展开式及相应的傅里叶系数，从而确定隧道沉降量通解表达式；第五步，利用隧道沉降量通解表达式和荷载项的傅里叶级数展开式，确定隧道截面旋转角通解表达式；第七步，利用隧道沉降量及旋转角，确定隧道在荷载作用下的纵向内力值。