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Nonlinear mechanical behavior and shell-joint modeling method in rectangular pipe-jacking tunnel joints
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DOI：10.1007/s11709-026-1283-y.png)
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摘要
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矩形顶管隧道在相邻工程活动、不均匀地基沉降及地表荷载变化影响下极易产生纵向变形。这些问题可能导致矩形顶管隧道接缝处发生结构损伤，进而可能引发工程灾害。为应对这些情况，本文通过试验研究了不同地基条件及钢套环设计参数对其剪切刚度和转动刚度的影响，揭示了接缝破坏的三个阶段：间隙闭合、钢套环应力及变形破坏。采用三维精细化数值模拟方法，研究了不同地基强度和钢套环设计参数下接缝的变形和破坏特征，分析了矩形顶管隧道接缝的力学性能，并验证了试验结果的可靠性。基于试验和数值模拟结果，考虑矩形顶管隧道接缝的非线性特性，构建了壳-接缝理论模型。通过结合“转动+剪切”动态单元实现了精确模拟，并推导出接缝处的刚度矩阵及力学单元的计算方法。采用壳-接缝理论模型对矩形顶管隧道接缝试验结果进行对比验证，确认了壳-接缝理论模型的准确性和实用性。
Keyword:
rectangular pipe-jacking
shell-joint mechanical model
foundation stiffness
longitudinal deformation
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IF:
0
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57
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