《大型水下盾構隧道雙層襯砌相互作用機理研究》是依託西南交通大學，由王士民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大型水下盾構隧道雙層襯砌相互作用機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王士民
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大型水下盾構隧道日趨深埋化、超長化、大斷面化以及高水壓化，單層管片襯砌已難滿足其對襯砌結構安全性和耐久性越來越高的要求，致使對雙層襯砌的需求日益增加。然而，截至目前對於盾構隧道二次襯砌的作用在認識上仍存在偏差和爭議，至今尚未形成統一的盾構隧道雙層襯砌結構計算理論。本項目通過對大型水下盾構隧道雙層襯砌相互作用機理問題開展系統研究，揭示大型水下盾構隧道雙層襯砌結構橫、縱向力學性能及累積損傷特性，探明管片襯砌與二次襯砌的相互作用機理；確定大型水下盾構隧道雙層襯砌結構的使用條件和二次襯砌的最佳施做時機；揭示管片襯砌與二次襯砌之間的荷載分配規律，建立大型水下盾構隧道雙層襯砌結構的實用計算方法，實現雙層襯砌結構型式和設計參數的最佳化，進而形成完整的大型水下盾構隧道雙層襯砌結構設計方法。項目研究成果將為大型水下盾構隧道雙層襯砌結構設計提供理論依據和實用方法，同時可為既有盾構隧道的維護加固提供參考。
結題摘要
大型水下盾構隧道日趨深埋化、超長化、大斷面化以及高水壓化，單層管片襯砌已難滿足其對襯砌結構安全性和耐久性越來越高的要求，致使對雙層襯砌的需求日益增加。然而，截至目前對於盾構隧道二次襯砌的作用在認識上仍存在偏差和爭議，至今尚未形成統一的盾構隧道雙層襯砌結構計算理論。本項目採用理論分析、相似模型試驗與有限元分析相結合的研究手段，系統研究了盾構隧道雙層襯砌複合與疊合結構力學特徵及其損傷特性、二次襯砌合理施作時機、管片與二次襯砌之間荷載傳遞及分配規律。主要取得如下研究成果:（1）對盾構隧道雙層襯砌管片與二次襯砌結構荷載分配模式進行研究，綜合二次襯砌不同施作時機、接合面不同作用形式進行分析，探明了管片與二次襯砌結構之間的力學特性及雙層襯砌截面內力分配比例隨載入步變化趨勢；（ 2）分析了不同載入步管片與二次襯砌結構力學特徵，探明複合與疊合結構管片與二次襯徹相互作用機理；（ 3）根據大型水下盾構隧道管片襯砌力學性能的時間效應，對二次襯砌不同施作時機管片襯砌結構與二次襯砌結構之間受為特性、累積損傷特徵等進行分析，探明了二次襯砌合理施作時機； （ 4）建立了盾構隧道雙層襯砌三維實體非連續接觸模型，該模型可反映管片與二次襯砌混凝土損傷過程，同時考慮了管片鋼筋對其力學性能的影響。 項目研究成果將為大型水下盾構隧道雙層襯砌結構設計提供理論依據和實用方法，同時可為既有盾構隧道的維護加固提供參考。
