CN114444189A - 一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，采用逐次旋转法，将管片本体结构视为刚体，各管片之间绕接头中性轴旋转，把隧道结构的整体变形分解为各接头的转动变形，本反演分析方法基于隧道内部监测到的收敛变形数据，最终得到了各接头的转角以及内外侧的张开、压缩变形。基于逐次旋转法，输入的参数有接头中性轴位置和隧道结构某方向上的收敛变形值，输出的结果为各接头的转角，该反演过程通过MATLAB编程的方法实现。本发明通过反演分析的方法，得到了服役期隧道结构在既有变形情况下的各接头的变形值，极大增强了人们对运营期隧道纵缝接头变形的认识和理解，同时也为运营期隧道服役状态的评估提供了新的方法。

Description

一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法

技术领域

本发明涉及一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，尤其是涉及一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的发展，全国各大重点城市普遍修建了多条地铁，其中拼装式盾构隧道结构在地铁中得到了广泛的应用。然而在已经服役的地铁隧道结构中，观测到了各种各样的病害，如接头张开、渗漏水、螺栓外露和混凝土压溃等等。盾构隧道纵缝张开是盾构隧道运营期常见的病害，而纵缝接头的力学性质对隧道结构整体的服役状态十分重要，但是隧道结构作为隐蔽工程结构，其接头外侧的变形情况无法得知，只能在运营期测量到内侧接头的张开量，因此对于工程师而言，无法获取隧道各接头内外侧详细的变形情况，也就无法评估隧道结构的服役状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服现有观测体系的不足，提出一种方便快捷、准确实用的盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，包括逐次旋转法和求解程序；具体操作步骤如下：

S1:逐次旋转法-将盾构隧道结构各管片视为刚体，各管片之间通过接头连接，所述接头包括连接螺栓、橡胶密封垫和内外侧嵌缝等结构，各管片之间绕接头中性轴旋转，把盾构隧道结构的整体变形分解为各个管片绕各接头的转动变形，通过隧道结构在运营期监测到的收敛变形数据，输入的参数有接头中性轴位置和隧道结构水平方向上的收敛变形值，最终得到了各接头转角以及内外侧的张开、压缩变形值；

S2:求解程序-根据输入的几何闭合性条件、收敛变形和封顶块位移约束，联立求解接头转角；

S3:结合各接头中性轴所处的位置，求解各接头内外侧的张开量(压缩量)。

优选地，以上海地铁通缝拼装盾构隧道结构为例，所述S1步骤中的管片包括管片一、管片二、管片三、管片四、管片五和管片六，定义管片一和管片二之间的接头为接头A，接头转角为θ₁；管片二和管片三之间的接头为接头B，接头转角为θ₂；管片三和管片四之间的接头为接头C，接头转角为θ₃；管片四和管片五之间的接头为接头D,接头转角为θ₄；管片五和管片六之间的接头为接头E,接头转角为θ₅；管片六和管片一之间的接头为接头F，接头转角为θ₆；整个盾构隧道结构在变形前后均为封闭的几何图形；在S1步骤中隧道结构的整体变形可以分解为五次旋转，首先将管片二至管片六绕接头A的中性轴位置处发生第一次旋转，此时管片一和管片二的几何位置被确定；然后管片三至管片六绕接头B的中性轴位置处发生第二次旋转，此时管片一至管片三的几何位置被确定；然后管片四至管片六绕接头C的中性轴位置处发生第三次旋转，此时管片一至管片四的几何位置被确定；然后管片五和管片六绕接头D的中性轴位置处发生第四次旋转，此时管片一至管片五的几何位置被确定；然后管片六绕接头E的中性轴位置处发生第五次旋转，此时各管片的几何位置均被确定，则盾构隧道结构整体的变形也被确定。

优选地，所述隧道结构底部的管片一在逐次旋转法过程中不发生任何位移。

优选地，将盾构隧道结构以平面几何位置定义在坐标内，盾构隧道结构的圆心作为原点，盾构隧道结构各管片的几何位置坐标在旋转时可按照平面旋转公式确定，如下式：

其中(x₀,y₀)为旋转点的坐标，(x₁,y₁)为某点绕旋转点旋转之前的坐标，(x₂,y₂)为某点绕旋转点旋转之后的坐标，θ_i为旋转角度，i为逐次旋转发中第i次旋转过程。

优选地，所述变形后的隧道结构仍是一个封闭的几何图形，即几何闭合性条件的各接头转角有如下关系：

θ₁+θ₂+θ₃+θ₄+θ₅+θ₆＝0

优选地，盾构隧道结构的整体为对称结构，由于外荷载对称，隧道结构几何对称性，所述六个接头的转角以隧道竖向对称轴位置对称设置，则隧道结构的自由度被减小至三个，即三个接头的转角θ₁、θ₂、θ₃，规定接头内侧张开(正弯矩)转角为正，接头外侧张开(负弯矩)转角为负，所述隧道结构在旋转后也应该为一个对称的封闭的几何图形，各接头转角有如下的关系：

θ₁+θ₂+θ₃＝0

优选地，所述隧道结构竖向收敛变形条件的隧道结构竖向收敛变形的观测点分别设置在管片一和管片四上，定义未变形前管片一的观测点为b₁，定义变形后管片一的观测点为c₁；定义未变形前管片四的观测点为b₂，定义变形后管片一的观测点为c₂，所述隧道结构的收敛变形可以通过测量隧道的直径变化量获得，公式可以表示为D_v＝b₁b₂-c₁c₂；其中b₁b₂为隧道结构变形前的直径，c₁c₂为隧道结构变形后的顶底收敛变形(0°-180°)。

优选地，所述封顶块位移条件的隧道结构封顶块在变形之后应当只发生竖向平动，则封顶块几何对称轴内缘点在变形前后在x方向的位移应当为0，公式可以表示为：x_b2＝x_c2。

优选地，所述S2步骤中求解程序包括三个转角θ₁、θ₂、θ₃，通过几何闭合性条件、隧道结构竖向收敛变形条件和封顶块位移条件，运用MATLAB编程的方法即可求解此三个未知量。

优选地，所述各接头之间绕中性轴旋转，因此该反演分析方法不仅可以求出各接头转角θ₁、θ₂、θ₃，还可以求出各接头的内外侧张开量(压缩量)，如下式：

其中x₁和x₂分别为接头内侧和外侧的张开量(压缩量)，h为管片厚度，y_n为中性轴位置，坐标轴以接头外侧边缘为原点O，接头内侧边缘为y轴正向。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提出了一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，针对上海地区通缝拼装盾构隧道结构，基于运营期观测到的收敛变形，根据逐次旋转法，反演求解了各接头的转动变形，同时还可以求解各接头内外侧的张开量(压缩量)，使得相关技术人员对服役期隧道结构纵缝接头的变形有更深入的认识，为评估盾构隧道接头的服役性能及隧道结构的服役性能提供了参考依据。

(2)输入数据真实性。本反演分析方法所基于的数据为隧道在运营期内实测的收敛变形，并以此为依据反演各接头转角，因此输入数据具有真实性，能够反映服役期隧道的真实变形状态，与隧道结构的实际工程状态更加吻合。

(3)反演结果真实可靠。本反演分析方法所计算的结果经整环隧道结构足尺实验数据验证，各接头内外侧张开量(压缩量)与足尺实验中的测量值十分接近，证明了本方法的可行性。

(4)地区适应性好。本反演分析方法主要针对上海地区通缝拼装盾构隧道结构，但对于其他地区的具有对称性拼装式的隧道结构仍适用，分块数量、接头位置可根据实际工程情况进行调整。

(5)计算效率高。通过MATLAB编程的方法，有效提高了计算精度和效率，节约了时间成本，方便相关技术人员即使掌握隧道实时变形状态。

(6)无需任何测量元件。在施工期、运营期均无需安装任何测量元件，变形量均由该方法反演计算得到，有效降低了在运营期由于监测而产生的费用。

本发明通过隧道内部观测到的既有收敛变形，以隧道结构收敛变形为输入条件，采用逐次旋转法将隧道结构变形分解为接头的转动，通过MATLAB编程实现了接缝转角的求解，还可以求出各接头内外侧的张开量(压缩量)。该反演分析方法的结果与足尺实验观测值吻合度较高，证明了该方法的有效性。本方法实现了对隧道结构各接头变形情况的反演，从而有效地提高了运营管理部门对上海地区通缝拼装式隧道结构接头部分变形情况的了解和认识，并且输入数据采用隧道内部实际监测到的收敛变形，具有真实性；而且模型计算效率很高，无需安装任何监测元件，缩短了监测时间，降低了监测成本；同时结合互联网技术，将接头变形情况反馈给相关技术人员，保证实时掌握接头变形的详细情况，实现信息化监测。

附图说明

图1为本发明提出的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法的变形示意图；

图2为本发明提出的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法中逐次旋转法的旋转过程；

图3为本发明提出的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法反演分析方法的计算过程的示意图。

图中：

1、管片一；2、管片二；3、管片三；4、管片四；5、管片五；6、管片六。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明公开了一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法包括了逐次旋转法和求解程序。根据目前盾构隧道结构，包括了六个刚体的管片，各个管片之间通过接头连接，所述接头包括中性轴，各管片之间绕接头中性轴旋转。六个刚体的管片包括管片一(1)、管片二(2)、管片三(3)、管片四(4)、管片五(5)和管片六(6)，定义管片一1和管片二2之间通过接头A连接，接头转角为θ₁；管片二2和管片三3之间通过接头B连接，接头转角为θ₂；管片三3和管片四4之间通过接头C连接，接头转角为θ₃；管片四4和管片五5之间通过接头D连接,接头转角为θ₄；管片五5和管片六6之间通过接头E连接,接头转角为θ₅；管片六6和管片一1之间通过接头F连接，接头转角为θ₆；整个盾构隧道结构呈封闭的几何图形。

逐次旋转法：首先对运营期的盾构隧道结构进行检测，把盾构隧道结构的整体变形分解为各个管片在各接头的转动变形，通过记录隧道结构变形后内部监测到的收敛变形数据。如图1所示，获取隧道结构的水平收敛变形(在足尺实验中采用竖向收敛变形作为输入数据)，可通过人工测量、传感器测量或扫描方法进行测量；输入的参数有接头中性轴位置和隧道结构水平方向上的收敛变形值，最终输出的结果得到了各接头转角以及内外侧的张开、压缩变形的分析数据。

如图2所示，隧道结构的整体变形可以分解为五次旋转，首先将管片二2至管片六6绕接头A的中性轴位置处发生第一次旋转，此时管片一1和管片二2的几何位置被确定；然后管片三3至管片六6绕接头B的中性轴位置处发生第二次旋转，此时管片一1至管片三3的几何位置被确定；然后管片四4至管片六6绕接头C的中性轴位置处发生第三次旋转，此时管片一1至管片四4的几何位置被确定；然后管片五5和管片六6绕接头D的中性轴位置处发生第四次旋转，此时管片一1至管片五5的几何位置被确定；然后管片六6绕接头E的中性轴位置处发生第五次旋转，此时各管片的几何位置均被确定，则盾构隧道结构整体的变形也被确定。盾构隧道结构底部的管片一(1)在逐次旋转法过程中不发生任何位移。

求解程序：如图3所示，三个转角θ₁、θ₂、θ₃，通过几何闭合性条件、隧道结构竖向收敛变形条件和封顶块位移条件，运用MATLAB编程的方法即可求解此三个未知量。再结合各接头中性轴所处的位置，求解各接头内外侧的张开量(压缩量)。

最后，张开量求解。如图1所示，根据求解的各接头转角θ₁、θ₂、θ₃，结合各接头中性轴所处的位置，求解各接头内外侧的张开量(压缩量)。

将盾构隧道结构以平面几何位置定义在坐标内，盾构隧道结构的圆心作为原点，盾构隧道结构各管片的几何位置坐标在旋转时可按照平面旋转公式确定，如下式：

其中(x₀,y₀)为旋转点的坐标，(x₁,y₁)为某点绕旋转点旋转之前的坐标，(x₂,y₂)为某点绕旋转点点旋转之后的坐标，θ₀为旋转角度。

几何闭合性条件求解方式：所述变形后的隧道结构仍是一个封闭的几何图形，各接头转角有如下关系：

θ₁+θ₂+θ₃+θ₄+θ₅+θ₆＝0

盾构隧道结构的整体为对称结构，由于外荷载对称，隧道结构几何对称性，所述六个接头的转角以隧道竖向对称轴位置对称设置，则隧道结构的自由度被减小至3个，即三个接头的转角θ₁、θ₂、θ₃，规定接头内侧张开(正弯矩)转角为正，接头外侧张开(负弯矩)转角为负，所述隧道结构在旋转后也应该为一个对称的封闭的几何图形，各接头转角有如下的关系：

θ₁+θ₂+θ₃＝0

收敛变形条件求解方式：所述隧道结构竖向收敛变形条件的隧道结构竖向收敛变形的观测点分别设置在管片一(1)和管片四(4)上，定义未变形前管片一(1)的观测点为隧道结构变形前180°观测点b₁，定义变形后管片一(1)的观测点为隧道结构变形后180°观测点c₁；定义未变形前管片四(4)的观测点为隧道结构变形前0°观测点b₂，定义变形后管片一(1)的观测点为隧道结构变形后0°观测点c₂，所述隧道结构的收敛变形可以通过测量隧道的直径变化量获得，公式可以表示为D_v＝b₁b₂-c₁c₂。

封顶块位移条件：所述封顶块位移条件的隧道结构封顶块在变形之后应当只发生竖向平动，则封顶块几何对称轴内缘点在变形前后在x方向的位移应当为0，公式可以表示为：x_b2＝x_c2。

进一步，所述各接头之间绕中性轴旋转，因此该反演分析方法不仅可以求出各接头转角θ₁、θ₂、θ₃，还可以求出各接头的内外侧张开量(压缩量)，如下式：

其中x₁和x₂分别为接头内侧和外侧的张开量(压缩量)，h为管片厚度，y_n为中性轴位置，坐标轴以接头外侧边缘为原点O，接头内侧边缘为y轴正向。

以下结合具体实施例进行详细描述：

首先对运营期盾构隧道结构的收敛变形进行监测。如图1所示，获取隧道结构的水平收敛变形(在足尺实验中采用竖向收敛变形作为输入数据)，可通过人工测量、传感器测量或扫描方法测量。

然后，将隧道结构水平收敛变形和各接头中性轴位置输入逐次旋转法。

此时，根据逐次旋转法，首先管片2～6绕接头A的中性轴位置处发生第一次旋转，此时管片1、2的几何位置被确定。然后管片3～6绕接头B的中性轴位置处发生第二次旋转，此时管片1、2、3的几何位置被确定……待第五次旋转之后，所有管片的几何位置均被确定，则隧道结构整体的变形也被确定，如图2所示。

接着，模型求解。如图3所示，根据输入的水平收敛变形、封顶块位移约束和几何闭合性条件，联立求解3个接头转角θ₁、θ₂、θ₃。

最后，张开量求解。如图1所示，根据求解的各接头转角θ₁、θ₂、θ₃，结合各接头中性轴所处的位置，求解各接头内外侧的张开量(压缩量)。

图3是本发明的计算过程的示意图。S—管片上任意点的几何坐标，f为平面旋转公式，i—第i个接头，D_v—隧道结构竖向收敛变形，b₁b₂—隧道结构变形前的直径，c₁c₂—隧道结构变形后的顶底收敛变形(0°-180°)，x_b2—b₂点在x方向上的坐标,x_c2—c₂点在x方向上的坐标。

本发明提供的技术方案中，所述逐次旋转法将隧道结构的整体变形分解为管片之间的相对转动，该方法的假定有：1)将管片结构视为刚体；2)各管片之间绕接头的中性轴旋转；3)转动之后的隧道结构仍为一个封闭的几何图形。各接头的转角需要满足闭合性条件，根据实际隧道工程总结归纳，隧道在变形之后仍为一个封闭的几何图形，因此各转角需满足几何闭合性条件，即各转角(正负值)总和为0。

本发明中各接头的转角需要考虑上海地区通缝拼装盾构隧道结构的对称性，即对称荷载作用下的对称结构，则6个接头未知量可以简化为3个接头转角未知量。同时由对称性可知，封顶块只会发生竖向位移，因此封顶块不发生水平位移。

本发明中竖向收敛变形可以通过逐次旋转法中隧道结构变形后顶底相对位移确定，在隧道整环足尺实验中可以通过测量隧道结构对称轴上的直径变化量确定，在实际运营期隧道工程监测中可以通过测量隧道结构的水平直径变化量确定，在相应的程序中需要将等式设置为水平收敛变形表达式。

本发明通过求解程序通过MATLAB软件编程的方法实现，即将逐次旋转法以数学语言描述，3个接头转角为未知量，通过3个方程即可求解，分别为输入的竖向收敛变形、封顶块位移约束和几何闭合性条件。

本发明中的求解程序基于隧道结构既有的竖向收敛变形，求解了各接头的转角，进而根据各接头中性轴位置，各接头内外侧的张开量(压缩量)也可以求出。

本发明提供了一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，采用逐次旋转法，将管片本体结构视为刚体，各管片之间绕接头中性轴旋转，把隧道结构的整体变形分解为各接头的转动变形，本反演分析方法基于隧道内部监测到的收敛变形数据，最终得到了各接头的转角以及内外侧的张开、压缩变形。基于逐次旋转法，输入的参数有接头中性轴位置和隧道结构某方向上的收敛变形值，输出的结果为各接头的转角，该反演过程通过MATLAB编程的方法实现，反演值与足尺试验测量值十分接近，证明了本反演分析方法的准确性。本发明通过反演分析的方法，得到了服役期隧道结构在既有变形情况下的各接头的变形值，且反演值与足尺试验测量值吻合度较高，说明了该方法可以应用到实际隧道工程中，极大增强了人们对运营期隧道纵缝接头变形的认识和理解，同时也为运营期隧道服役状态的评估提供了新的方法。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，包括逐次旋转法和求解程序；具体操作步骤如下：

S1:逐次旋转法-将盾构隧道结构的管片视为刚体，由于实际工程中各管片之间通过接头连接，因此在本方法中各管片之间绕接头中性轴旋转，进而把盾构隧道结构的整体变形分解为各个管片在各接头的转动变形；通过记录隧道结构变形后内部监测到的收敛变形数据，输入该方法的参数有接头中性轴位置和隧道结构水平方向上的收敛变形值，最终输出的结果得到了各接头转角以及内外侧的张开、压缩变形值；

S2:求解程序-根据输入的几何闭合性条件、收敛变形和封顶块位移约束，联立求解接头转角；

S3:结合各接头中性轴所处的位置，求解各接头内外侧的张开量(压缩量)。

2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述S1步骤中将管片一～六均视为刚体(1～6)，定义管片一(1)和管片二(2)之间通过接头A连接，接头转角为θ₁；管片二(2)和管片三(3)之间通过接头B连接，接头转角为θ₂；管片三(3)和管片四(4)之间通过接头C连接，接头转角为θ₃；管片四(4)和管片五(5)之间通过接头D连接,接头转角为θ₄；管片五(5)和管片六(6)之间通过接头E连接,接头转角为θ₅；管片六(6)和管片一(1)之间通过接头F连接，接头转角为θ₆；整个盾构隧道结构在变形前后均为封闭的几何图形；在S1步骤中隧道结构的整体变形可以分解为五次旋转，首先将管片二(2)至管片六(6)绕接头A的中性轴位置处发生第一次旋转，此时管片一(1)和管片二(2)的几何位置被确定；然后管片三(3)至管片六(6)绕接头B的中性轴位置处发生第二次旋转，此时管片一(1)至管片三(3)的几何位置被确定；然后管片四(4)至管片六(6)绕接头C的中性轴位置处发生第三次旋转，此时管片一(1)至管片四(4)的几何位置被确定；然后管片五(5)和管片六(6)绕接头D的中性轴位置处发生第四次旋转，此时管片一(1)至管片五(5)的几何位置被确定；然后管片六(6)绕接头E的中性轴位置处发生第五次旋转，此时各管片的几何位置均被确定，则盾构隧道结构整体的变形也被确定。

3.根据权利要求2所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述隧道结构底部的管片一(1)在逐次旋转法过程中不发生任何位移。

4.根据权利要求2所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，将盾构隧道结构以平面几何位置定义在坐标内，盾构隧道结构的圆心作为原点，盾构隧道结构各管片的几何位置坐标在旋转时可按照平面旋转公式确定，如下式：

其中(x₀,y₀)为旋转点的坐标，(x₁,y₁)为某点绕旋转点旋转之前的坐标，(x₂,y₂)为某点绕旋转点旋转之后的坐标，θ_i为旋转角度，i为逐次旋转发中第i次旋转过程。

5.根据权利要求5所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述变形后的隧道结构仍是一个封闭的几何图形，即几何闭合性条件的各接头转角有如下关系：

θ₁+θ₂+θ₃+θ₄+θ₅+θ₆＝0

6.根据权利要求5所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，盾构隧道结构的整体为对称结构，由于外荷载对称，隧道结构几何对称性，所述六个接头的转角以隧道竖向对称轴位置对称设置，则隧道结构的自由度被减小至3个，即三个接头的转角θ₁、θ₂、θ₃，规定接头内侧张开(正弯矩)转角为正，接头外侧张开(负弯矩)转角为负，所述隧道结构在旋转后也应该为一个对称的封闭的几何图形，各接头转角有如下的关系：

θ₁+θ₂+θ₃＝0

7.根据权利要求5所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述隧道结构竖向收敛变形条件的隧道结构竖向收敛变形的观测点分别设置在管片一(1)和管片四(4)上，定义未变形前管片一(1)的观测点为b₁，定义变形后管片一(1)的观测点为c₁；定义未变形前管片四(4)的观测点为b₂，定义变形后管片一(1)的观测点为c₂，所述隧道结构的收敛变形可以通过测量隧道的直径变化量获得，公式可以表示为D_v＝b₁b₂-c₁c₂；其中b₁b₂为隧道结构变形前的直径，c₁c₂为隧道结构变形后的顶底相对距离(0°-180°)。

8.根据权利要求5所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述封顶块位移条件的隧道结构封顶块在变形之后应当只发生竖向平动，则封顶块几何对称轴内缘点在变形前后在x方向的位移应当为0，公式可以表示为：x_b2＝x_c2。

9.根据权利要求2所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述S2步骤中求解程序包括三个转角θ₁、θ₂、θ₃，通过几何闭合性条件、隧道结构竖向收敛变形条件和封顶块位移条件，运用MATLAB编程的方法即可求解此三个未知量。

10.根据权利要求5所述的一种盾构隧道纵缝接头张角反演分析方法，其特征在于，所述各接头之间绕中性轴旋转，因此该反演分析方法不仅可以求出各接头转角θ₁、θ₂、θ₃，还可以求出各接头的内外侧张开量(压缩量)，如下式：

其中x₁和x₂分别为接头内侧和外侧的张开量(压缩量)，h为管片厚度，y_n为中性轴位置，坐标轴以接头外侧边缘为原点O，接头内侧边缘为y轴正向。

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