1、接头传递弯矩示意图二、管片计算荷载的确定1、荷载的分类衬砌设计所考虑的各种荷载，应根据不同的地质条件和设计方法进行假定并根据隧道的用途加以考虑。衬砌设计所考虑的各种荷载见表所示。 衬砌设计荷载分类表荷载分类荷载名称永久荷载结构自重地表超载土压水压地层抗力设备重量可变荷载基本可变荷载地面车辆荷载地面车辆荷载引起的侧向土压力隧道内部车辆行人等引起的荷载其它可变施工荷载（设备运输、施工机具及人员、盾构推进、压注浆等）偶然荷载地震荷载2、计算断面选择埋深最大断面埋深最小断面埋深一般断面水位3、水土压力计算对于粘性土层，如西安地铁黄土地层、成都地铁二号线膨胀土地层等，应采用水土压力合算的方式进行荷载计算
2、。此时，地下水位以上地层荷载用湿容重计算，地下水位以下用饱和容重计算。对于透水性较好的砂性地层，如西安地铁粗砂、中砂地层，成都地铁卵石土地层等，应采用水土压力分算的方式进行荷载计算。此时地下水位以上地层荷载用湿容重计算，地下水位以下用浮容重计算。水土压力合算与分算，主要影响管片结构侧向荷载。一般水土分算时侧向压力更大。4、松弛土压力将垂直土压力作为作用于衬砌顶部的均布荷载来考虑。其大小宜根据隧道的覆土厚度、隧道的断面形式、外径和围岩条件等来决定。考虑长期作用于隧道上的土压力时，如果覆土厚度小于隧道外径，一般不考虑地基的拱效应而采用总覆土压力。但当覆土厚度大于隧道外径时，地基中产生拱效应的可能性
3、比较大，可以考虑在计算时采用松弛土压力，一般采用泰沙基公式计算。图2-5 松弛土压力示意图式中：三、管片内力有限元计算单元选择1、beam3单元输入参数：（1）实常数（Real Constants）AREA 横截面积IZZ 横截面惯性矩HEIGHT 梁高 （2）材料参数（Material Properties） EX弹模 DENS密度 PRXY泊松比 其它选项采用默认即可2、Link10单元（1）Real ConstantsAREA 横截面积，取单位面积1。 （2）Material Properties EX弹模，需满足E*A=地层抗力刚度 3、link1单元 EX弹模，为了不影响计算结果取足
4、够小，如1。四、结点力计算1、均布荷载时中间结点：两端结点：2、梯形荷载时五、圆形结构内力计算1、计算参数R=4.5m；B=1.5m；H=0.5m（厚）；Pw1=0.1MPa;Pe1=0.14MPa;Pw2=0.19MPa;Pe2=0.05MPa;Q1=0.14MPaQ2=0.23MPa2、在自重情况下的结构内力分布计算命令流为：/prep7et,1,beam3et,2,link10keyopt,2,3,1 !*只受压*R,1,0.75,0.015625,0.5, , , ,R,2,1, , !定义混凝土衬砌材料mp,ex,1,2.76e10mp,prxy,1,0.2mp,dens,1,260
5、0mp,ex,2,5e7mp,prxy,2,0.01建立几何模型k,1,0,0,0circle,1,4.5设置划分单元大小为0.5m/个Lsel,allLESIZE,all,0.5, , , , , , ,1Type,1Mat,1Real,1Lmesh,all复制建立地层弹簧CSYS,1 wpcsys,-1nsel,s,loc,x,4.4,4.6NGEN,2,500,all, , ,1 , , ,1,allsel,all*do,i,1,60 type,2 real,2 mat,2 e,i,i+500*enddonsel,s,loc,x,5.4,5.6d,all,allnsel,s,32D,al
6、l, , , , , ,UX, , , , ,csys,0/solACEL,0,10,0, !*施加重力命令*solve /post1ETABLE, ,SMISC, 1 ETABLE, ,SMISC, 7 ETABLE, ,SMISC, 2 ETABLE, ,SMISC, 8 ETABLE, ,SMISC, 6 ETABLE, ,SMISC, 12 工况一：g地层反力作为主动荷载施加工况二：g地层反力作为被动荷载施加结果比较：作为主动荷载施加作为被动荷载施加相差弯矩/kN*m正弯矩（内弯）197.8238.817.2%负弯矩139.2195.328.7%轴力/kN195019301%最大变形量/mm4.265.6624.7%适用地层软土岩层
