盾构隧道衬砌结构的壳-接头模型研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着城市不断发展，地下空间的开发利用使得盾构隧道已被广泛地应用于地铁、公路、电力和输水等各个领域中。大量工程实践，特别是复杂工程都需要对盾构隧道衬砌结构的力学特性进行深入的分析与研究，而准确合理的计算模型则是其重要基础。根据国际隧道协会的调查，目前普遍采用的计算模型大致有四种：均质圆环法、修正惯用法、多铰圆环法和梁-弹簧模型。上述四种模型均为二维计算模型，不同之处在于如何评价接头对于盾构隧道衬砌结构刚度的影响，其中修正惯用法和梁-弹簧模型运用较广泛，因此对其开展的研究也较多。这些模型在计算盾构隧道沿纵向的力学特性时具有明显优势，但美中不足的是弹簧单元（弹性铰）无法真实全面地模拟接头力学性态，其刚度的取值也依赖于试验或工程实践。由于盾构隧道接头构造复杂，其力学特性具有明显的非线性和不连续性。通过对盾构隧道衬砌结构的力学分析，提出盾构隧道衬砌结构计算模型壳-接头模型。并证明本文提出的壳-接头模型能较好地反映盾构隧道衬砌结构的力学行为，对盾构隧道力学性态的分析具有指导作用。

2. 国内外研究现状分析

详情见文献综述

3. 研究的基本内容与计划

内容：

（1）首先研究各种接头形式的具体构造,优缺点和各自的适用环境,然后简要的分析对接头刚度起影响的各个因素。

（2）通过有限元的模拟计算得到接头变形过程中各个部分的受力变化情况,以及接头的主要力学指标等信息。

4. 研究创新点

用ABAQUS软件绘制成壳弹簧盾构隧道模型