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本文针对盾构隧道接头的多自由度耦合变形问题,建立了接头多自由度耦合力学模型,并在此基础上开展了有限元数值试验,验证接头多自由度耦合力学模型的可行性,然后在接头多自由度耦合力学模型的基础上开展应用研究,对反映盾构隧道接头多自由度耦合变形特性的非线性力学模型及其数值计算方法作了研究,最后对盾构隧道的横向地震非线性响应作了分析。本文的主要工作和结论如下:1.将基于位移的力学建模方法引入接头力学建模:以位移作为已知量,通过假定满足位移的变形函数,求解接触状态,最后计算外力和接头内部力和变形,完成力学推导。提出了刚性端面假定,并通过有限元数值试验对该假定作了初步验证。2.通过假定接头变形符合杆和梁的变形函数,推导了无剪力管片混凝土的力学模型,将有剪力管片混凝土的变形分解为无剪力变形和有剪力变形,推导了有剪力下的管片混凝土力学模型,针对接缝面的切向滑移问题,推导了有滑移接头的力学模型,并通过有限元数值试验对其作了初步验证。3.建立了接头多自由度耦合力学模型,给出了无滑移接头和有滑移接头的力学方程,并通过数值试验验证了其可行性;对环间接头的力学方程推导作了初步研究,推导了4自由度和3自由度下环间接头的力学方程;针对接头力学方程未考虑衬垫和止水胶条的问题,对衬垫和止水胶条的等效问题给出了初步方案。4.基于耦合接头模型的接头刚度阵元件、弹簧元件、等效梁元件参数的计算方法,以及两类非线性结构模型和计算算法。基于反应位移法的狮子洋盾构隧道横向地震非线性响应分析表明,接头耦合力学模型下的结构内力分布与连续梁模型基本一致,但接头耦合力学模型分析结果表明盾构隧道受力的最不利位置为接头处,更加符合实际情况。