基于钢筋应力监测值的盾构隧道管片外部荷载正交数值反演分析方法

为研究盾构隧道管片外部荷载的分布特征,提出了一种基于钢筋应力监测值的管片外部荷载正交数值反演分析方法。以钢筋应力监测值为目标函数,该方法通过建立正交数值分析工况较好地反演了管片的外部荷载。研究表明:(1)该方法通过分析所提取的管片外部荷载试验因素,设置相应的试验因素水平,建立正交试验分析工况;基于三维有限元反演分析模型进行迭代计算,求解基于钢筋应力的监测值和计算值的目标函数,通过其均值和极差分析反演获得管片外部荷载最优解。(2)管片外部荷载影响因素包括竖向土压力修正系数、水压力修正系数、侧压力系数和地层抗力系数。(3)三维有限元反演分析模型建模要素包括三维实体管片和一维钢筋,管片接缝采用一维螺栓+二维界面进行模拟,地层采用仅受压曲面弹簧进行模拟。(4)算例最优解为竖向土压力修正系数为1.2、水压力修正系数为1.2、地层抗力系数为70 MPa/m、侧压力系数为0.35。