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摘要
本文基于Winkler地基Timoshenko梁理论，考虑水平地基摩阻力及盾构隧道环缝接头塑性变形特征，提出了一种跨断层盾构隧道纵向响应解析模型。首先，以正断层错动工况为例，采用数值模拟方法验证解析解的合理性。然后，分析了盾构隧道环缝接头的塑性变形特征，并通过参数分析讨论了影响隧道纵向变形响应的因素。研究结果表明：断层错动下盾构隧道环缝接头张开及错台变形均较为显著，解析模型计算得到的盾构隧道纵向力学响应特征与数值模型计算结果规律一致；在断层错动10 cm时，盾构隧道环缝接头已产生显著的塑性变形；在穿越活动断层工况中，地层对隧道纵向变形的限制作用更加明显，导致环缝接头变形量更大；地基刚度越大，盾构隧道纵向变形响应越显著。当不考虑断层破碎带宽度时，计算得到隧道纵向力学响应值是偏安全的；在隧道环缝接头弹性变形阶段，弹性弯曲刚度有效率越大，接头张开量越小；在环缝接头塑性变形阶段，盾构隧道二次塑性等效弯曲刚度比越大，盾构隧道环缝接头塑性变形越小。本文提出的解析模型可以预测跨断层盾构隧道环缝接头变形，同时可以为盾构隧道接缝防水设计提供理论指导。
- 出版日期2023
- 单位北京交通大学
