Subjects: Mine Engineering Technology >> Mine Geology submitted time 2025-07-17
Abstract：如何合理估算盾构隧道的地震响应，一直是业界和学界关注的研究热点。相较于横断面地震响应，盾构隧道的纵向地震响应更为复杂。将盾构隧道视为Winkler地基上的Timoshenko梁，考虑轴力影响，包括残余轴力和纵向地震附加轴力，提出纵向与横向地层位移共同作用的理论计算模型，并通过有限差分方法求解盾构隧道纵向地震响应。依托常规6.2m级错缝拼装的盾构隧道进行算例验证，考虑轴力影响使得盾构隧道整体刚度得以提高，内力与变形响应均有所减小；若不考虑轴力影响，则可退化为传统计算方法。进一步地，通过参数敏感性分析探讨了隧道残余轴力、地基反力系数、地震波入射角及波长对盾构隧道纵向地震响应的影响规律。结果表明：残余轴力越大，等效梁整体刚度提升越大，盾构隧道地震响应越小；且入射角小于45°时，残余轴力对隧道地震响应的影响更加显著。地基反力系数越大，隧道整体挠度和环间局部非连续变形均越大；波长在20m~100m范围内的地震波更容易导致隧道环缝间发生较大的张开和错台。以上研究成果可为盾构隧道纵向抗震设计提供理论支撑。
Peer Review Status:
Awaiting Review
Subjects: Mine Engineering Technology >> Mine Geology submitted time 2025-07-17
Abstract：盾构-地层相互作用一直是学界和业界关注的研究热点。对于主动铰接型盾构，主动铰接装置的存在对盾构-地层相互作用影响不容忽视。鉴于此，提出考虑主动铰接的盾构-地层相互作用模型，并基于时间增量过程实现模型求解。在此基础上，依托福州滨海快线滨中区间进行算例验证，并进一步探讨主动铰接对盾构栽头现象、盾壳土压力及油缸推进合力矩的影响规律。主要结论如下：1）考虑主动铰接的计算模型及其求解方法，能更为准确地反映连续掘进过程中的盾构-地层相互作用；2）俯仰铰接角的增大对于盾构栽头现象有明显改善作用；3）地层基床系数较小时，铰接角同盾壳土压力合力矩近似线性相关，随着基床系数不断增大，两者逐渐向非线性转变；上软下硬地层中，不同俯仰铰接方向产生的土压力合力矩存在一定差异，且随铰接程度增大愈加明显；4）小角度纠偏范围内，赋予盾构一定铰接角，可有效减少推进油缸所需力矩，从而实现姿态高效控制。以上研究成果可为后续盾构轴线偏差计算及姿态控制策略提供理论支撑。
Peer Review Status:Awaiting Review
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