[发明专利]一种反演计算超大直径盾构隧道管片接头参数的方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道管片技术领域，具体涉及一种反演计算超大直径盾构隧道管片接头参数的方法。

背景技术

盾构法隧道衬砌环结构一般是由若干块弧形的管片拼装而成的管片环，管片与管片之间的接头、环与环之间的接头通过螺栓或其它方式连接。根据相关工程试验及计算结果的对比研究表明，接头的连接构造和力学性能强烈影响着衬砌环的内力分布和变形，因此对于隧道管片接头参数的研究计算尤为重要。

目前对隧道管片接头的研究手段主要包括足尺试验研究、模型试验研究和有限元分析等。其中，由于足尺试验是采用与实际管片尺寸完全相同的1:1模型进行的试验研究，因此该试验最能反映接头的真实情况，但是其费用昂贵，对于超大直径盾构隧道的管片接头并不适合此类试验研究。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种反演计算超大直径盾构隧道管片接头参数的方法，该方法利用已有的试验结果，通过间接试验的方式，可推演出不同直径盾构隧道管片足尺试验的管片接头力学参数。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种反演计算超大直径盾构隧道管片接头参数的方法，涉及已有的A直径隧道管片足尺试验结果，包括弯矩传递系数ζ_1:1(A)和轴力传递系数ξ_1:1(A)，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一：开展A直径和B直径两种隧道管片的同种1:n缩尺试验，其中所述缩尺试验分为纵缝直接头偏心受压试验和错缝夹片偏心受压试验，n大于1；通过所述缩尺试验结果获得A直径隧道管片的弯矩传递系数ζ_1:n(A)和轴力传递系数ξ_1:n(A)，以及B直径隧道管片的弯矩传递系数ζ_1:n(B)和轴力传递系数ξ_1:n(B)；

步骤二：提取已有的A直径隧道管片足尺试验结果，包括弯矩传递系数ζ_1:1(A)和轴力传递系数ξ_1:1(A)，通过公式ζ_1:1(A)=α₁ζ_1:n(A)和ξ_1:1(A)=β₁ξ_1:n(A)，计算得出弯矩传递系数的比例修正值α₁和轴力传递系数的比例修正值β₁；

步骤三：通过公式ζ_1:n(B)=α₂ζ_1:n(A)和ξ_1:n(B)=β₂ξ_1:n(A)，得出弯矩传递系数的直径修正值α₂和轴力传递系数的直径修正值β₂；

步骤四：设未知的B直径隧道管片的弯矩传递系数和轴力传递系数分别为ζ_1:1(B)和ξ_1:1(B)，并求得B直径隧道管片对应的足尺试验的弯矩传递系数修正值α=α₂/α₁和轴力传递系数修正值β=β₂/β₁；

步骤五：根据获得的弯矩传递系数修正值α和轴力传递系数修正值β，通过反演计算求得未知的B直径隧道管片的弯矩传递系数ζ_1:1(B)=（α₂/α₁）ζ_1:1(A)和轴力传递系数ξ_1:1(B)=（β₂/β₁）ξ_1:1(A)。

所述n为3。

所述A直径隧道管片的直径为15m。

本发明的优点是，充分利用已有的试验结果，通过间接试验的方式，可推演出不同直径盾构隧道足尺试验的管片接头力学参数，避免了直接开展大直径的足尺试验，具有明显的经济效益；得出的力学参数修正系数，可相对避免不同直径和不同缩尺比例带来的试验误差。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解。