[发明专利]盾构隧道模型结构的三角形抗力荷载计算方法

权利要求书

1.一种盾构隧道模型结构的三角形抗力荷载计算方法，其特征在于，其 包括：

S1、将隧道圆环水平直径处抗力位移y视为除了三角形抗力外的荷载引起 的水平变形和三角形抗力荷载引起的水平变形的叠加，即设定：

y＝U(q₁,q_G,e₁,e₂,g,q_w)-U(ky)，

其中，U(q₁,q_G,e₁,e₂,g,q_w)为除了三角形抗力外的荷载引起的水平变形， U(ky)为三角形抗力荷载引起的水平变形；q₁为顶部竖向土压力、q_G为拱背土压 力、e₁为顶底部水平向土压力和、g为衬砌自重、q_w为静水压力；将各参数带入 公式1，得到拱背土压力q_G决定的相关系数为0.3145；

S2、基于准确的弧形拱背土压力推导，将系数0.3145带入设定的隧道圆环 水平直径处抗力位移y，得到：

y=(2q1+0.3145γt′RH+πγct-e1-e2-π2γwRH)RH424(ηEI+0.0454kRH4),]]>

其中q₀为地面超载标准值，γ_i为隧道顶各层土的重度标准值， 地下水位以上土层取天然重度，地下水位以下土层水土分算时取浮重度，h_i为隧道顶 各层土的厚度；

γ′_t为隧道穿越土层内水平轴线以上各层土的加强平均浮重度；

R_H为隧道半径；

γ_c为管片材料重度；t为管片厚度；

e₁＝q₁tg²(45°-φ/2)-2Ctg(45°-φ/2)，e₂＝e₁+2γ′_t1R_Htg²(45°-φ/2)，γ′_t1为隧道所 穿越土层的加权平均重度标准值，地下水位以上土层取天然重度，地下水位以下土层 取浮重度；C、φ分别为隧道所穿越土层的加权平均粘聚力标准值、加权平均内摩擦 角标准值；

γ_w为水的重度；

η为管片抗弯刚度折减系数；E为管片材料的弹性模量；I为隧道断面的惯 性矩；

k为隧道穿越土层的抗力系数。

2.如权利要求1所述的盾构隧道模型结构的三角形抗力荷载计算方法， 其特征在于，设定：q₀＝20kPa,h₀＝0.5m，h＝18m，而h_i＝h-h₀，代入

γ_i＝18kN/m³，

γ′_t＝10kN/m³，

R_H＝6.95m，

γ_c＝25kN/m³，

t＝0.6m，

C＝19.8kPa，φ＝17.7°，

γ′_t1＝10kN/m³，

γ_w＝10kN/m³，

η＝0.7，E＝3.6e7kPa，I＝0.018m⁴，

k＝6200kN/m³，

将上述参数的具体值代入上述设定的基于准确的弧形拱背土压力推导的抗 力位移计算公式，得出：y＝11.8mm。