[发明专利]一种考虑隧道应力拱效应的荷载—结构模型的建立方法

权利要求书

1.一种考虑隧道应力拱效应的荷载-结构模型的建立方法，其特征是采用如下步骤：

(1)建立包含施工过程的地层-结构模型，计算隧道衬砌的弯矩得到弯矩图；

(2)通过手工迭代确定拉弹簧和压弹簧位于隧道衬砌上分界点的位置，最后一次迭代得到的隧道衬砌上的位移转折点与前一次迭代确定的分界点的位置相同，这一不再变动的转折点的位置即为拉压弹簧最终的分界点；

(3)以拉弹簧与压弹簧的弹性抗力系数之间比例关系分别为3∶1、2∶1、1∶1、3∶4、2∶3、1∶2、1∶3、1∶4时计算得到隧道衬砌的弯矩图，将计算结果与步骤(1)中用地层-结构法模型计算得到的隧道衬砌的弯矩图进行对比，确定拉弹簧和压弹簧的弹性抗力系数之间的比例关系，使得根据这一比例关系计算的隧道衬砌受力情况与用地层-结构模型的计算结果相一致；

(4)根据拉弹簧和压弹簧的不再变动的转折点为分界点的位置，以分界点为界在分界点以上的拱顶范围内均匀设置拉弹簧，在分界点以下均匀设置压弹簧，即建立考虑隧道应力拱效应的荷载-结构模型。

2.根据权利要求1所述的一种考虑隧道应力拱效应的荷载-结构模型的建立方法，其特征是：步骤(2)中手工迭代过程是：第一次迭代用在隧道衬砌全周设置均布压弹簧的模型计算得到衬砌上的位移，衬砌位移为零的点设定为初始分界点，第二次迭代是以初始分界点为界，在隧道衬砌的拱顶部位设置拉弹簧其余部位设置压弹簧建立模型进行计算，获得新的位移转折点，第三次迭代是以第二次迭代得到的新的位移转折点新的分界点，依此类推进行计算，直到最终一次迭代得到的衬砌上的位移转折点与前一次迭代确定的分界点的位置相同为止。

3.根据权利要求1所述的一种考虑隧道应力拱效应的荷载-结构模型的建立方法，其特征是：步骤(3)中的拉弹簧弹性抗力系数与压弹簧弹性抗力系数之比为1∶0.5～2。