复杂环境下盾构隧道复合管片力学机理研究

盾构法隧道自问世以来 已经历多年发展，其技术 革新也在持续推进，一系 列新理论、新方法、新技 术及新材料得到发展并应 用于解决各类工程问题。 本书基于理论分析、模型 试验和数值模拟等研究方 法取得的研究成果，针对 盾构隧道复合管片及相关 结构的力学特性进行了较 为详尽的说明。首先，介 绍了盾构隧道管环结构的 有关理论和实践应用研究 ，涉及复合管片和新型接 头的开发、分类及力学性 能解析、复合管环结构的 力学特性、数值建模与分 析方法论述；其次，从构 件角度出发，借助试验研 究、理论分析和数值模拟 等研究方法的具体过程及 结论，揭示、归纳单体复 合管片的力学特性，并提 出可用于复合管片性能研 究的合理化建议与方法； 随后，着眼于复合管片问 的连接方式，深入剖析了 环向及纵向不同形式管片 接头的力学特性，具体包 括传统的直螺栓、弯螺栓 和斜螺柃等螺栓接头、新 型锚式接头、FRP-Kcy接头 和凹凸榫槽接头；最后， 结合既有研究基础，考虑 盾构隧道施工期和运营期 可能遭遇的复杂状况，从 构件和结构角度出发。阐 述了高水压、内水压、复 杂地层及高温火灾等条件 下盾构隧道管环结构可能 出现的不利响应情况。 本书理论讲解详细深入 ，内容丰富，可作为高等 院校隧道及地下工程相关 专业本科生及研究生的学 习教材，同时也可为广大 科研工作者和盾构隧道工 程技术人员提供参考。

第l章 绪论 1.1 盾构隧道管片和接头的开发 1.1.1 盾构隧道管片的开发和研究 1.1.2 盾构隧道管片接头分类 1.2 复杂条件下盾构隧道管环结构力学特性 第2章 单体复合管片力学特性分析 2.1 引言 2.2 试验研究 2.2.1 试件制作 2.2.2 试验工况和加载系统 2.2.3 测量内容与测点布置 2.3 复合管片的敏感度分析 2.3.1 试验结果 2.3.2 试验变形分析 2.3.3 试验应变分析 2.3.4 复合管片不同因素对复合管片力学性能影响 2.4 复合管片力学机理的理论分析 2.4.1 理论分析模型建立 2.4.2 滑移及变形计算 2.4.3 实例验算 2.5 复合管片力学机理的数值模拟研究 2.5.1 有限元模型建立 2.5.2 模型设计及说明 2.5.3 荷载和边界条件 2.5.4 材料参数和本构关系 2.5.5 接触分析 2.5.6 剪力钉处理 2.6 有限元计算结果分析 2.6.1 计算云图 2.6.2 荷载一变形响应 2.6.3 应变分布 2.6.4 钢板变形敏感度分析 2.7 本章小结 第3章 复合管片接头力学特性分析 3.1 引言 3.1.1 接头结构及形式 3.1.2 传统接头 3.1.3 新型接头 3.1.4 接头设计 3.2 直螺栓接头力学性能研究 3.2.1 有限元模型建立 3.2.2 不同等级高强螺栓对管片接头受力影响分析 3.2.3 不同钢壳厚度对直螺栓接头的受力影响分析 3.2.4 螺栓预紧力对管片接头张开量及抗弯刚度的影响分析 3.3 弯螺栓接头力学特性受预紧力影响的数值研究 3.3.1 有限元模型建立 3.3.2 预紧力作用结果分析 3.3.3 预紧力对螺栓受力的影响分析 3.3.4 预紧力对变形的影响 3.4 斜螺栓等级对盾构隧道接头受力和变形的影响