又能提升隧道施工的效率。 图6全环预制方来示意图 (二)装配式衬砌模拟计算 1.计算模型 预制装配技术最关键的环节就是接头构造、接头位置和参数的控制,理论计算和工程实 例都证明接头的存在会对结构整体稳定性产生很大的影响,通过对接头不同的模拟方法,计 算模型大致可列为:梁-弹簧模型;梁-接头模型;接触力学模型;壳-弹簧模型。通过分析硏 究,目前较为合适的设计模型为梁一弹簧模型。 本文将衬砌环分割模拟为直梁,用旋转弹簧和剪切弹簧分别模拟环内的接头和环间的接 头,衬砌环外设置全环地基弹簧以模拟地层与管片的相互作用,计算截面内力,可模拟出接 头引起的刚度降低效应和错缝拼装效应。模拟在ⅴ级围岩下的深埋隧道,预制砌块采用C50 钢筋混凝土结构,厚度为0.4m,幅宽2.0m,计算模型如图7所示。 图7计算模型示意图 2.计算结果 得到装配式衬砌结构方案的数值计算结果,轴力图和弯矩图如图8图9所示,考虑错缝 拼装效应,计算结果取第三环单元。根据隧道规范的安全系数法,当钢筋混凝土砌块的安全 系数大于2.4时,结构强度满足要求,安全系数结果如图10所示,最小安全系数出现在拱 脚位置为70大于24,故装配式衬砌分块结构的强度满足要求 大偏心受压时,安全系数计算式: KNSRwbxRg(A-A) (1) (c)1994-2019ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net又能提升隧道施工的效率。 图 6 全环预制方案示意图 （二）装配式衬砌模拟计算 1. 计算模型 预制装配技术最关键的环节就是接头构造、接头位置和参数的控制，理论计算和工程实 例都证明接头的存在会对结构整体稳定性产生很大的影响，通过对接头不同的模拟方法，计 算模型大致可列为：梁-弹簧模型；梁-接头模型；接触力学模型；壳-弹簧模型。通过分析研 究，目前较为合适的设计模型为梁－弹簧模型。 本文将衬砌环分割模拟为直梁，用旋转弹簧和剪切弹簧分别模拟环内的接头和环间的接 头，衬砌环外设置全环地基弹簧以模拟地层与管片的相互作用，计算截面内力，可模拟出接 头引起的刚度降低效应和错缝拼装效应。模拟在 V 级围岩下的深埋隧道，预制砌块采用 C50 钢筋混凝土结构，厚度为 0.4m，幅宽 2.0m，计算模型如图 7 所示。 图 7 计算模型示意图 2. 计算结果 得到装配式衬砌结构方案的数值计算结果，轴力图和弯矩图如图 8 图 9 所示，考虑错缝 拼装效应，计算结果取第三环单元。根据隧道规范的安全系数法，当钢筋混凝土砌块的安全 系数大于 2.4 时，结构强度满足要求，安全系数结果如图 10 所示，最小安全系数出现在拱 脚位置为 7.0 大于 2.4，故装配式衬砌分块结构的强度满足要求。 大偏心受压时，安全系数计算式： KN≤Rwbx+Rg（A g Ag  ） （1）