CN114547805A - 一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于盾构隧道减震技术领域，并具体公开了一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法，其包括：S1设计接头结构：接头包括环间连接螺栓和环簧，环簧位于螺母和管片之间，环簧包括钢内环和形状记忆合金外环，钢内环外侧设有倾角，形状记忆合金外环内表面与钢内环外侧倾角贴合；S2设置多组初始接头参数，进而计算接头的性能参数，并根据接头性能对接头参数进行初筛；S3验证每组接头参数是否满足设计要求；S4对保留的接头参数设计方案进行有限元模拟，从而对设计方案进行优化，得到最终接头参数。本发明在尽量不改变现有盾构隧道设计及施工方法的基础上实现盾构隧道纵向减震，同时提高设计速度以及接头的耐用度和减震效果。

Description

一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法
技术领域
本发明属于盾构隧道减震技术领域，更具体地，涉及一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法。
背景技术
随着地铁建设规模的增大，地铁隧道的安全性也越来越受到关注，尤其是地震对隧道结构的影响。在地铁隧道建设过程中，盾构法隧道由于是自动化施工，不受地面交通和气候等影响，已成为目前城市轨道交通最常见的隧道类型之一。在地震作用下，由许多管片通过连接螺栓拼装而成的盾构隧道，由于其构造上的不连续性，使得其地震响应具有独特性，而地铁等大型盾构隧道结构，作为现代城市生命线工程的重要组成部分，其震害不仅会导致重大的经济损失，而且还会产生严重的社会影响。
随着人类对城市地下空间大规模的开发和利用，当强震发生时，地下隧道结构由于周围地基变形很大，可能使结构的一些薄弱环节遭受较严重的破坏，从而给隧道结构的整体性能造成不利影响。因此，在隧道抗震设计中，让结构具有吸收变形及能量的能力，而不是像传统方式那样仅靠增强结构刚度来提高抗震性能，是地下隧道结构抗震设计需要考虑的方式。但目前对于地下结构来说，减震与隔震设计是一种新技术，用于盾构隧道减震的措施也非常少，且多数仅作为构造措施考虑，没有针对性的设计方法。因此，在尽量不改变现有盾构隧道设计及施工方法的基础上，提出一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法，其目的在于，在尽量不改变现有盾构隧道设计及施工方法的基础上实现盾构隧道纵向减震，同时提高设计速度以及接头的耐用度和减震效果。
为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，包括如下步骤：
S1、设计接头的基本结构：接头包括环间连接螺栓和环簧，环间连接螺栓用于连接相邻管片，其两端通过螺母固定；环簧套设在环间连接螺栓上，且位于螺母和管片之间，环簧包括至少2个钢内环和至少1个形状记忆合金外环，钢内环外侧设有倾角，形状记忆合金外环安装在相邻钢内环之间，其内表面与钢内环外侧倾角贴合；
S2、设置多组初始接头参数，进而计算接头的性能参数，并根据接头性能对接头参数进行初筛；
S3、分别验证每组接头参数是否满足设计要求，若无满足的接头参数，则返回步骤S2重新设置初始接头参数；若有满足的接头参数，则保留该接头参数；设计要求具体为：
(1)形状记忆合金外环内侧应变不超过8％；
(2)形状记忆合金外环的最大应力小于其许用应力；
(3)形状记忆合金外环与钢内环的接触面角度β大于摩擦角；
S4、对保留的接头参数设计方案进行有限元模拟，从而对设计方案进行优化，得到最终接头参数。
作为进一步优选的，所述接触面角度β为15°～35°。
作为进一步优选的，所述形状记忆合金外环内侧应变εmax的计算式如下：
Figure BDA0003524184070000021
其中，D2为形状记忆合金外环最外侧直径，t为形状记忆合金外环的厚度，σ2′max为形状记忆合金外环截面中拉应力的最大值，Dc2为形状记忆合金外环截面中心直径，E2为形状记忆合金外环材料的弹性模量，h为形状记忆合金外环高度。
作为进一步优选的，形状记忆合金外环的最大应力σ2max为形状记忆合金外环内表面应力σ2的最大值，该内表面应力σ2的计算式如下：
Figure BDA0003524184070000031
其中，F为环簧端面所受轴向力，A2为形状记忆合金外环截面面积，γ为系数；ν为泊松比，D为内环和外环接触面的中径，h为形状记忆合金外环高度，d为相邻两钢内环内距离，μ为接触面摩擦系数。
作为进一步优选的，根据隧道管片尺寸和接头功能需求设置初始接头参数。
作为进一步优选的，所述接头功能需求包括：环簧初始阶段最大承载力大于对连接螺栓的预紧力。
作为进一步优选的，所述接头功能需求包括：环簧最大承载力小于连接螺栓的屈服拉力。
作为进一步优选的，所述接头功能需求包括：环簧总行程在15mm以内。
作为进一步优选的，接头性能参数包括环簧的承载力，加载和卸载时环簧的轴向变形量，以及一次加载循环中环簧的耗能。
按照本发明的另一方面，提供了一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头，其采用上述设计方法设计而成。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明根据接头性能对接头参数进行初筛，并选取满足形状记忆合金设计要求的接头参数，最后进行有限元模拟对设计方案进行优化。一方面，使得接头满足形状记忆合金工作的需求，实现良好的减震功能，同时提高了接头强度、安全性和适应性；另一方面，先通过解析计算方法对形状记忆合金环簧进行初步设计，相比有限元模拟的建模、计算、导出结果、对比分析，可以节省大量时间，然后在完成初设后采用有限元建模分析进行最终方案优选，达到准确分析的目的，有限元建模可以分析形状记忆合金环簧的预紧力、不同压缩量时的性能，结果更为准确与详细。最终设计得到的环间接头可在不改变现有盾构隧道设计及施工方法的基础上降低隧道纵向刚度、吸收地层变形，并且还具有耗能与恢复作用，同时还可保持原有螺栓接头的正常使用功能，构造简单，施工方便。
2.本发明形状记忆合金工作的需求确定了三个核心的设计要求：(1)外环内侧应变不超过8％，可在使用中保持形状记忆合金外环始终处于超弹性范围，避免出现不可恢复的塑性变形；(2)外环的最大应力小于其许用应力，以满足形状记忆合金材料强度要求；(3)外环与内环的接触面角度大于摩擦角，避免出现摩擦力过大而不能自行回复的现象。
3.外环与内环的接触面角度优选为15°～35°，一方面，为避免环簧发生摩擦自锁，同时充分发挥形状记忆合金材料的性能并增加耗能，在满足设计要求的情况下，接触面角度应尽量取较大值；但另一方面，如果角度更大(35°<β<45°)，为了满足设计要求，需要大幅减小行程与之匹配，钢内环直径不变情况下，还需增大形状记忆合金外环直径，但承载力会大幅提高，然而耗能几乎不变，因此，可通过适当增加角度，相应减小行程或增大外环直径，来提高形状记忆合金环簧刚度与承载力；而如果角度过大(β>45°)，会造成形状记忆合金环簧刚度很大，行程过小，形状记忆合金外环内表面应力易超过许用应力，同时环尖过尖易损坏，对加工精度要求也会大大提高。
4.本发明根据隧道管片尺寸和接头功能需求设置初始接头参数，具体的，(1)环簧初始阶段最大承载力大于对连接螺栓的预紧力，以保证施加预紧力后，形状记忆合金环簧仍有一定的弹性，同时保有较大刚度；(2)环簧总行程在15mm以内，以满足隧道防水要求；(3)环簧最大承载力小于连接螺栓的屈服拉力，这是由于如果螺栓屈服后，形状记忆合金环簧还保持弹性，则变形主要集中在螺栓的塑性变形，不能完全发挥形状记忆合金环簧吸收变形的作用；如果螺栓屈服前，形状记忆合金环簧已压缩至极致，则可以完全发挥其集中变形的作用，而螺栓屈服后的变形大部分会由螺栓塑性变形承担。
附图说明
图1为本发明实施例安装柔性环间接头后隧道管环连接结构示意图；
图2为本发明实施例柔性环间接头结构示意图；
图3为本发明实施例柔性环间接头的螺栓位置截面示意图；
图4为本发明实施例柔性环间接头的局部构造示意图；
图5为本发明实施例柔性环间接头中的环簧压缩时状态示意图；
图6为本发明实施例形状记忆合金环簧力学性能示意图；
图7中(a)、(b)为本发明实施例环簧受力及变形示意图；
图8中(a)、(b)为本发明实施例钢内环与形状记忆合金外环截面受力示意图；
图9为本发明实施例环簧尺寸示意图；
图10为本发明实施例形状记忆合金材料弹性模量变化示意图；
图11为本发明实施例形状记忆合金柔性环间接头的设计流程图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-隧道管环，2-柔性环间接头，3-隧道管片，4-管片手孔，5-环簧，6-环间连接螺栓，7-螺母，8-钢内环，9-形状记忆合金外环。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例提供的一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，如图11所示，包括如下步骤：
S1、设计接头的基本结构：如图1至图5所示，柔性环间接头2包括环间连接螺栓6和环簧5，环间连接螺栓6用于连接相邻隧道管片3，其两端通过螺母7固定，从而可通过周向分布的多个环间连接螺栓6将相邻隧道管环1连接在一起；环簧5套设在环间连接螺栓6上，且位于螺母7和隧道管片3之间，在隧道管片与螺母的挤压下发挥作用。环簧包括至少2个钢内环8和至少1个形状记忆合金外环9，钢内环8外侧设有倾角，形状记忆合金外环9安装在相邻钢内环8之间，其内表面与钢内环8外侧倾角贴合。
具体的，上述柔性环间接头的工作原理如下：形状记忆合金环簧是一种能够耗能与自恢复的高效减震元件，因此将其用到盾构隧道环间接头上，组成形状记忆合金柔性环间接头，起到降低隧道纵向刚度，吸收地震时周围土体变形，耗散能量，减小结构内力的作用。
在地震作用或外界条件发生变化，使螺栓受拉时，螺母与钢内环之间产生压力，迫使钢内环向内运动，形状记忆合金环簧被压缩，而钢内环与形状记忆合金外环之间的接触面有倾角，造成压缩过程中形状记忆合金外环向外扩张，这一过程中的环簧力学性能如图6所示。
形状记忆合金材料具有超弹性，在外拉力作用下产生变形，外力卸载后可以完全恢复原状，并且过程中会耗散能量。在形状记忆合金外环向外扩张时，形状记忆合金外环与钢内环接触面产生压力与摩擦力，会给钢内环一个向外的弹力，产生回复力，并且接触面之间的摩擦也会耗散能量。在往复加载卸载过程中，形状记忆合金环簧会耗散大量的能量，并且具有恢复力，帮助结构复位，减小地震作用带来的破坏。
该接头可以适用于盾构隧道管片接头的斜螺栓、弯螺栓、直螺栓、双直螺栓等多种螺栓形式。
S2、对上述接头结构的具体参数进行设计：设置多组初始接头参数；进而计算接头的性能参数，并根据接头性能对接头参数进行初筛。具体的：
1、估计形状记忆合金环簧的尺寸及形状记忆合金柔性环间接头的性能需求，设置多组初始接头参数，综合考虑以下方面限制：
(1)尺寸限制。在针对盾构隧道设计形状记忆合金环簧时，其外廓尺寸一般均受结构条件限制而有一定要求，比如手孔大小、连接螺栓形式与型号等，因此形状记忆合金环簧的几何尺寸需满足结构尺寸限制的要求。
(2)预紧力限制。盾构隧道接头螺栓施工时会施加一定的预紧力，以满足正常使用的要求。因此，形状记忆合金环簧设计时需考虑预紧力的影响，保证施加预紧力后，形状记忆合金环簧仍有一定的弹性，同时保有较大刚度。基于此，设计时形状记忆合金环簧初始阶段最大承载力(形状记忆合金材料马氏体相变开始时的形状记忆合金环簧承载力)需大于预紧力。
(3)最大承载力限制。为了满足隧道防水要求，环间最大张开量一般不应超过15mm。在地震作用下，当盾构隧道管片张开量到达15mm时，部分螺栓已经屈服。如果螺栓屈服后，形状记忆合金环簧还保持弹性，则变形主要集中在螺栓的塑性变形，不能完全发挥形状记忆合金环簧吸收变形的作用；如果螺栓屈服前，形状记忆合金环簧已压缩至极致，则可以完全发挥其集中变形的作用，而螺栓屈服后的变形大部分会由螺栓塑性变形承担。因此，设计时形状记忆合金环簧最大承载力要小于螺栓屈服拉力。
(4)形状记忆合金环簧行程限制(最大压缩量)。为了满足正常使用时环间张开量要求，还需要通过形状记忆合金环簧行程设计限制螺栓屈服前整体变形大小，避免原设计环间张开量远小于15mm，而安装形状记忆合金环簧之后反而大于15mm的情况。螺栓屈服前其自身变形较小，主要是形状记忆合金环簧压缩变形，因此，设计时限制形状记忆合金环簧总行程在15mm以内，同时综合考虑螺栓自身变形大小确定设计行程。设计时应保证环间张开量在正常使用或小震时不会过量增大，而大震时形状记忆合金环簧能够充分吸收变形，且各阶段形状记忆合金环簧均能起到集中变形与耗能作用。
2、根据初始接头参数，根据以下解析方法计算接头的性能参数，性能参数包括环簧的承载力、变形量和耗能(即力-位移响应曲线及曲线包围面积)，并根据接头性能对接头参数进行初筛。可以对解析方法进行编程，输入参数即可得到形状记忆合金环簧性能曲线，实现大量设计方案比选，评估接头性能。解析方法具体包括：
(1)钢内环与形状记忆合金外环应力
根据环簧的作用原理进行受力分析，环簧端面受轴向力F(即环簧的承载力)，内、外圆环的接触面上受正压力N，如图7所示。加载时表面相对滑动产生的摩擦力为fμ(fμ＝μN，μ为内外圆环接触面摩擦系数)，由力的平衡方程：
F＝N(sinβ+μcosβ) (1)
形状记忆合金外环所受径向分力fr(如图7)：
fr＝2(Ncosβ-μNsinβ) (2)
假设形状记忆合金外环截面中心圆周上单位长度的径向分力p2(如图8)：
Figure BDA0003524184070000081
式中Dc2为形状记忆合金外环截面中心直径。
在径向分力作用下，形状记忆合金外环截面受拉伸，所受拉力f2在无限小圆周长ds上的径向力为p2ds，其在y轴上的投影为：
Figure BDA0003524184070000082
由半圆环受力平衡可得
Figure BDA0003524184070000091
Figure BDA0003524184070000092
由于形状记忆合金外环厚度通常比直径小得多，因此将形状记忆合金外环截面应力等效为均匀一致应力，形状记忆合金外环截面中的拉应力σ′2为：
Figure BDA0003524184070000093
将式(1)代入得
Figure BDA0003524184070000094
Figure BDA0003524184070000095
式中，A2为形状记忆合金外环截面面积；γ为系数；ρ为摩擦角，tanρ＝μ，如图9所示。
形状记忆合金外环除截面内产生拉应力外，在两环接触表面还有压应力σc为：
Figure BDA0003524184070000096
由于横向变形，在形状记忆合金外环内表面的圆周方向的拉应力σ″2为：
Figure BDA0003524184070000097
因此，在形状记忆合金外环内表面的拉应力σ2为
Figure BDA0003524184070000098
式中，D为两环接触面的中径，l为接触面宽度，ν为泊松比，h为形状记忆合金外环高度，d为上下两钢内环内距离，初始间距为δ0。
如图8所示，同理可得，钢内环截面受压缩，截面中的压应力σ1为
Figure BDA0003524184070000101
式中，Dc1为钢内环截面中心直径，A1为钢内环截面面积。
(2)形状记忆合金环簧的变形
加载和卸载时，由于两环接触面上摩擦力方向不同，荷载与变形的关系也不同。
(2.1)加载时
形状记忆合金环簧受轴向力F作用后(如图7)，由于径向分力而使形状记忆合金外环直径增大，钢内环直径减小，其径向变形量分别为Δr1和Δr2，则总的径向变形
Figure BDA0003524184070000102
由图7可知，当未加载时，形状记忆合金外环接触面上的S点与钢内环接触面上的A点接触。加载后，由于直径变化，形状记忆合金外环与钢内环沿接触面滑动，S点与A点不再接触，其轴向位置的变化即为轴向变形量，则单个形状记忆合金环弹簧的轴向变形量为
Figure BDA0003524184070000103
将式(6)与(11)代入，得单个形状记忆合金环簧的轴向变形量为
Figure BDA0003524184070000104
式中，δ为形状记忆合金环簧轴向变形量。钢内环为钢材，弹性模量E1；形状记忆合金外环为形状记忆合金材料，弹性模量E2，加载过程中弹性模量会随应变大小变化，E2由形状记忆合金材料特性分阶段(图10)：完全奥氏体阶段，EA加载阶段；马氏体相变阶段，EAM阶段。
(2.2)卸载时
卸载时摩擦力方向改变，在内、外环接触面上的正压力N与轴向力FR的关系为
Figure BDA0003524184070000111
同理，可得卸载时
Figure BDA0003524184070000112
Figure BDA0003524184070000113
γ′＝tan(β-ρ) (18)
式中γˊ为系数，Eˊ2为卸载过程中不同相变阶段的弹性模量，由形状记忆合金材料特性分阶段(图10)：完全马氏体阶段，EM阶段；奥氏体相变阶段，EMA阶段；完全奥氏体阶段，EA卸载阶段。
刚开始卸载时，形状记忆合金环簧的变形量与加载时的最后变形量δ相同，加、卸载临界点的形状记忆合金外环截面应力相同，因此由式(6)，刚开始卸载时
Figure BDA0003524184070000114
即
Figure BDA0003524184070000115
根据以上解析，可得到在加载和卸载时环簧的力-位移曲线。
(3)耗能
由形状记忆合金环簧的力-位移曲线可知，形状记忆合金环形弹簧的特性曲线为旗子形，耗能有变形耗能与摩擦耗能，且以形状记忆合金变形耗能为主。加载时环簧吸收的能量U，卸载时，弹簧所释放的能量为UR，因此一次加载循环中，形状记忆合金环簧耗能为
U0＝U-UR (20)
S3、分别验证每组接头参数是否满足设计要求，若无满足的接头参数，则返回步骤S2重新设置初始接头参数；若有满足的接头参数，则保留该接头参数；设计要求具体为：
(1)为了在使用中保持形状记忆合金外环始终处于超弹性范围，避免出现不可恢复的塑性变形，通常形状记忆合金拉伸应变不应超过8％，因此形状记忆合金外环内侧应变：
Figure BDA0003524184070000121
其中，D2为形状记忆合金外环最外侧直径，t为形状记忆合金外环的厚度。
(2)为了满足形状记忆合金材料强度要求，形状记忆合金外环的最大应力σ2max应小于许用应力[σ2]。
(3)由形状记忆合金环簧的工作原理可知，当其卸载时摩擦力会反向，阻碍其自行回复。在设计中应避免出现摩擦力过大而不能自行回复的现象，因此接触面角度β应大于摩擦角ρ。
进一步的，由式(17)，当接触面角度β选取较小时，形状记忆合金环簧刚度较小，若β<ρ，则卸载时不能自行回弹。β选取较大时，在摩擦角ρ相同的条件下，摩擦耗能减少，形状记忆合金外环的应力增大，易出现塑性变形，但形状记忆合金外环变形耗能增多，形状记忆合金环簧缓冲吸振能力增强。为避免形状记忆合金环簧发生摩擦自锁，同时充分发挥形状记忆合金材料的性能并增加耗能，在满足设计要求的情况下，β尽量取较大值。
在设计时，角度β宜取15°～35°，即tanβ＝0.27～0.70。由形状记忆合金环簧的解析过程可以发现，角度的微调小，可以给外环与内环直径带来调整空间，所以未必越大越合适，需要综合考虑。如果角度较大(35°<β<45°，tanβ＝0.7～1.0)，为了满足设计要求，需要大幅减小行程与之匹配，钢内环直径不变情况下，还需增大形状记忆合金外环直径，但承载力会大幅提高，然而耗能几乎不变。因此，可通过适当增加角度，相应减小行程或增大外环直径，来提高形状记忆合金环簧刚度与承载力。如果角度过大(β>45°，tanβ>1.0)，会造成形状记忆合金环簧刚度很大，行程过小，形状记忆合金外环内表面应力易超过许用应力，同时环尖过尖易损坏，对加工精度要求也会大大提高。
S4、对保留的接头参数设计方案进行有限元模拟，准确分析其性能并预测减震效果，从而对设计方案进行优化，得到最终接头参数。
上述盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头用在盾构隧道管环与管环的连接位置。地震时隧道会随周围土体的变形而发生变形，该接头可降低隧道的纵向刚度，提高其适应地层变形的能力，达到降低结构内力，提高结构抗震性能的目的，同时具有良好的耗能与自恢复能力。而且，该接头还可保持原有环间连接螺栓对于弯矩、轴力、剪力的约束作用。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设计接头的基本结构：接头包括环间连接螺栓和环簧，环间连接螺栓用于连接相邻管片，其两端通过螺母固定；环簧套设在环间连接螺栓上，且位于螺母和管片之间，环簧包括至少2个钢内环和至少1个形状记忆合金外环，钢内环外侧设有倾角，形状记忆合金外环安装在相邻钢内环之间，其内表面与钢内环外侧倾角贴合；
S2、设置多组初始接头参数，进而计算接头的性能参数，并根据接头性能对接头参数进行初筛；
S3、分别验证每组接头参数是否满足设计要求，若无满足的接头参数，则返回步骤S2重新设置初始接头参数；若有满足的接头参数，则保留该接头参数；设计要求具体为：
(1)形状记忆合金外环内侧应变不超过8％；
(2)形状记忆合金外环的最大应力小于其许用应力；
(3)形状记忆合金外环与钢内环的接触面角度β大于摩擦角；
S4、对保留的接头参数设计方案进行有限元模拟，从而对设计方案进行优化，得到最终接头参数。
2.如权利要求1所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，所述接触面角度β为15°～35°。
3.如权利要求1所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，所述形状记忆合金外环内侧应变εmax的计算式如下：
Figure FDA0003524184060000011
其中，D2为形状记忆合金外环最外侧直径，t为形状记忆合金外环的厚度，σ′2max为形状记忆合金外环截面中拉应力的最大值，Dc2为形状记忆合金外环截面中心直径，E2为形状记忆合金外环材料的弹性模量，h为形状记忆合金外环高度。
4.如权利要求1所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，形状记忆合金外环的最大应力σ2max为形状记忆合金外环内表面应力σ2的最大值，该内表面应力σ2的计算式如下：
Figure FDA0003524184060000021
其中，F为环簧端面所受轴向力，A2为形状记忆合金外环截面面积，γ为系数；ν为泊松比，D为内环和外环接触面的中径，h为形状记忆合金外环高度，d为相邻两钢内环内距离，μ为接触面摩擦系数。
5.如权利要求1所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，根据隧道管片尺寸和接头功能需求设置初始接头参数。
6.如权利要求5所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，所述接头功能需求包括：环簧初始阶段最大承载力大于对连接螺栓的预紧力。
7.如权利要求5所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，所述接头功能需求包括：环簧最大承载力小于连接螺栓的屈服拉力。
8.如权利要求5所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，所述接头功能需求包括：环簧总行程在15mm以内。
9.如权利要求1-8任一项所述的盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头的设计方法，其特征在于，接头性能参数包括环簧的承载力，加载和卸载时环簧的轴向变形量，以及一次加载循环中环簧的耗能。
10.一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的设计方法设计而成。
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