1.一种偏心堆载作用下的盾构隧道横向受力计算方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1)建立力学计算模型
运营地铁上方有一矩形的地面堆载,其中,L为平行隧道轴线方向的边长,B为垂直隧道轴线方向的边长;以平行于隧道轴线方向为x轴,垂直隧道轴线方向为y轴;s为隧道轴线到堆载中心的水平距离;H为隧道上覆土厚度;Hw为地下水高度;D0为隧道的外直径;P为地面堆载的大小;取隧道的一个衬砌环进行分析,环的中心坐标为(x,s,H+D0/2),其受到水土压力、衬砌环间作用力和自重力的作用;
计算堆载作用下两端点的压力值,设隧道两端点之间的力均匀变化,呈梯形分布;其中,Pe1为垂直土压力;Pw1为顶部垂直水压力;Pg为衬砌底部为平衡垂直方向的自重力而产生的垂直土压力;qe1为顶部水平土压力;qe2为底部水平土压力;qw1为顶部水平水压力;qw2为底部水平水压力;K为地层反力系数;δ为衬砌的水平位移;Pp1为堆载引起的隧道顶部远端竖直力;Pp2为堆载引起的隧道顶部近端竖直力;qp1为堆载引起的隧道侧面底部水平力;qp2为堆载引起的隧道侧面顶部水平力;G为衬砌自重荷载;Re为衬砌形心半径;
步骤2)计算堆载对盾构隧道产生的附加荷载设堆载上一点(α,β)的力为Pdαdβ,求出隧道顶面两端的竖直力Pp1、Pp2和侧面两端的水平力qp1、qp2:式中:
步骤3)偏心堆载引起的衬砌环内力计算。
2.根据权利要求1所述的偏心堆载作用下的盾构隧道横向受力计算方法,其特征在于所述步骤3)具体包括:步骤3-1)弯矩计算
垂直三角形荷载(pp2-pp1):水平三角形荷载(qp2-qp1):垂直荷载pP1:
水平荷载qp1:
步骤3-2)轴力计算
垂直三角形荷载(pp2-pp1):水平三角形荷载(qp2-qp1):垂直荷载pP1:
N=pp1Re·sinθ (11)水平荷载qp1:
2
N=qp1Re·cosθ (12)步骤3-3)剪切力计算
垂直三角形荷载(pp2-pp1):水平三角形荷载(qp2-qp1):垂直荷载pP1:
Q=-pp1Re·sinθ·cosθ (15)水平荷载qp1:
Q=-qp1Re·sinθ·cosθ (16)。