【摘要】：盾構(gòu)隧道管片是承受外部載荷,并提供內(nèi)部空間的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行混凝土管片的設(shè)計,首先要對管片進(jìn)行內(nèi)力分析。采用有限元分析軟件建立模型,研究了管片的內(nèi)力分布特征。建立了等剛度圓環(huán)模型和考慮接頭效應(yīng)的模型,對比分析了不同模型之間內(nèi)力的分布規(guī)律與數(shù)值大小的異同。研究發(fā)現(xiàn),不同模型之間管片的彎矩差異較大,而軸力和剪力差異很小。等剛度圓環(huán)模型所得彎矩最大,鉸接模型所得彎矩最小,混凝土管片接頭的抗彎剛度對管片截面的彎矩有很大影響。研究了水土合算和水土分算下管片內(nèi)力分布特征,討論了水土分算下水深對內(nèi)力的影響。研究發(fā)現(xiàn),水土分算與合算下管片的彎矩以及軸力分布規(guī)律相似,在數(shù)值上水土合算的最大彎矩比水土分算大很多,而軸力基本沒有差異。在水土分算下,隨著水深的增加,管片的彎矩變化不大,軸力增加明顯。采用時程分析法對水平地震作用下混凝土管片的動力響應(yīng)進(jìn)行了有限元數(shù)值分析。研究表明,由于土層的濾波和選擇放大作用,與有限元模型底部輸入的地震動相比,地表的傅里葉譜發(fā)生了很大的變化。不同土層間的彈性模量相差不大,當(dāng)有限元模型底部輸入調(diào)幅后的Kobe波時,地表加速度峰值相對于有限元模型底部放大1.57倍。僅在地震作用下,管片的最大彎矩和最大軸力均出現(xiàn)在拱肩和拱腳,在數(shù)值上比靜力下的結(jié)果小很多。靜力下管片最大彎矩出現(xiàn)的位置,在地震作用下的結(jié)果基本為零,最大軸力出現(xiàn)的位置,在地震作用下的結(jié)果也不大。比較靜力下管片最大彎矩和軸力,靜力和動力疊加的結(jié)果增加很小。利用解析方法對僅在地震作用下的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)兩種方法的結(jié)果具有較好的一致性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U455.43

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