检索结果-内蒙古大学图书馆

岩石力学与工程学报 2009年第A2期28卷 3938-3944页

作者：张文杰徐旭李向红沈永东张孟喜上海大学土木工程系上海200072 上海隧道工程股份有限公司上海200040

在传统纵向等效连续化模型基础上,考虑横向刚度的影响及纵向环缝影响范围,提出广义的盾构隧道纵向等效连续化模型。以耀华支路磁浮盾构隧道为工程背景,分析得到隧道纵向刚度有效率随横向刚度和环缝影响范围的变化规律。结果表明,随横向... 详细信息

在传统纵向等效连续化模型基础上,考虑横向刚度的影响及纵向环缝影响范围,提出广义的盾构隧道纵向等效连续化模型。以耀华支路磁浮盾构隧道为工程背景,分析得到隧道纵向刚度有效率随横向刚度和环缝影响范围的变化规律。结果表明,随横向刚度减小,截面受压区面积增大,隧道纵向等效刚度有效率减小;随环缝影响范围的增大,纵向等效刚度有效率减小。传统纵向等效连续化模型和修正的纵向等效连续化模型可以看作是该模型的特例。研究结果对盾构隧道纵向稳定性分析具有一定参考价值。

关键词：隧道工程盾构隧道等效连续化模型横向刚度环缝影响范围

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盾构隧道纵向等效抗扭刚度与抗扭性能研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第6期54卷 2220-2232页

作者：刘颖彬廖少明刘孟波陈立生徐伟忠华建雄刘浩同济大学地下建筑与工程系上海200092 上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065 济南轨道交通集团有限公司山东济南250101

盾构隧道因具有拼接特性,在非对称外荷载作用下易产生纵向不均匀扭转。过量的不均匀扭转将导致管片和螺栓产生较大应力和变形,并发生环缝错位和轨道倾斜,严重影响隧道安全,但目前工程界对隧道扭转问题的认识和关注仍不足。为研究盾构隧... 详细信息

盾构隧道因具有拼接特性,在非对称外荷载作用下易产生纵向不均匀扭转。过量的不均匀扭转将导致管片和螺栓产生较大应力和变形,并发生环缝错位和轨道倾斜,严重影响隧道安全,但目前工程界对隧道扭转问题的认识和关注仍不足。为研究盾构隧道纵向抗扭性能,首先,基于等效连续化模型和力平衡方程,推导不同受力组合状态下的盾构隧道纵向等效抗扭刚度计算方法;其次,将抗扭刚度的解析解与有限元模拟结果进行对比,验证提出的抗扭刚度解析方法的有效性。最后,分析管片厚径比、宽径比、螺栓剪切长度以及隧道纵向轴力和弯矩等对抗扭刚度的影响,并给出隧道自抗扭临界荷载(N0,M0)包络图。研究结果表明:隧道纵向抗扭刚度有效率随着管片厚度与直径之比增大而减小,而随着管片环宽与直径之比增大而增大;盾构隧道纵向抗扭刚度有效率随着螺栓的等效剪切长度增大而减小;螺栓等效剪切长度仅影响环缝的扭转变形,而对接缝中性轴、扭转中心位置等没有影响;盾构隧道纵向抗扭刚度有效率随着压扭比或弯扭比增大而增大。设计中控制合理的压扭比与弯扭比对隧道抗扭十分重要。建议将螺栓增大预紧力或采用预应力管片结构视为提升盾构隧道抗扭性能的有效措施。

关键词：盾构隧道不均匀扭转纵向抗扭刚度等效连续化模型抗扭性能

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矩形管片隧道纵向等效抗弯刚度与抗弯性能研究

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第12期52卷 1823-1833页

作者：刘颖彬廖少明李志义钟铧炜滕政伟同济大学土木工程学院上海200092 上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065

基于等效连续化模型,推导了矩形管片隧道在任意压弯组合状态下的纵向等效抗弯刚度计算方法,并针对矩形管片隧道的特点,对4种不同中性轴位置的等效抗弯刚度计算方法分别进行了讨论。在此基础上,进一步分析了压弯比、宽厚比、螺栓个数以... 详细信息

基于等效连续化模型,推导了矩形管片隧道在任意压弯组合状态下的纵向等效抗弯刚度计算方法,并针对矩形管片隧道的特点,对4种不同中性轴位置的等效抗弯刚度计算方法分别进行了讨论。在此基础上,进一步分析了压弯比、宽厚比、螺栓个数以及截面形状等关键设计参数对抗弯刚度的影响,并给出了4种中性轴位置转变对应的临界压弯比。研究结果表明:隧道纵向抗弯刚度有效率随着压弯比、螺栓的个数以及环宽厚比的增大而增大,而随着截面宽厚比和宽高比的增大而减小。中性轴的位置不仅仅与截面的尺寸以及材料属性相关,还与压弯比的大小有关。临界压弯比随着截面宽厚比的增大而减小,且对截面形状变化表现敏感。上述结论对于矩形管片的优化选型及设计计算具有重要理论参考价值。

关键词：矩形盾构隧道等效连续化模型等效抗弯刚度纵向抗弯性能

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近距离下穿盾构隧道对上覆运营地铁隧道的影响研究

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现代隧道技术 2015年第5期52卷 145-151页

作者：杨春山莫海鸿陈俊生李亚东侯明勋广州市市政工程设计研究总院广州510060 华南理工大学土木与交通学院广州510641

盾构隧道掘进对邻近建筑物影响问题一直是个工程难题。文章采用有限元法对近距离下穿盾构隧道施工进行模拟,分析了新建隧道动态掘进时既有隧道的位移变化规律。基于双面弹性地基梁理论与盾构隧道纵向等效连续化模型,推导了既有地铁隧道... 详细信息

盾构隧道掘进对邻近建筑物影响问题一直是个工程难题。文章采用有限元法对近距离下穿盾构隧道施工进行模拟,分析了新建隧道动态掘进时既有隧道的位移变化规律。基于双面弹性地基梁理论与盾构隧道纵向等效连续化模型,推导了既有地铁隧道受新建盾构隧道开挖影响管片张开量的计算公式,计算分析了管片张开量分布规律。分析结果表明:盾构掘进时对上覆斜交隧道影响区域主要在新建隧道轴线两侧2D(盾构直径)范围内;既有地铁的竖向位移主要分布在盾构掘进面前方2D和盾尾后1.5D范围内产生;既有地铁盾构隧道管片在新建隧道轴线正上方左右两个接头处张开显著,出现塑性变形。工程中需以既有地铁与下穿隧道相交处为轴,对既有地铁隧道侧向2D范围及两隧道间土层进行局部加固,以防新建隧道掘进引起既有地铁隧道纵向变形与张开过大。

关键词：盾构隧道近距离下穿既有隧道位移影响管片张开量数值模拟双面弹性地基梁等效连续化模型

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盾构隧道的环境效应及结构性能研究

盾构隧道的环境效应及结构性能研究

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作者：齐静静浙江大学

学位级别：博士

盾构隧道在施工过程中不可避免地对周围土体产生扰动,进而危及周围邻近建(构)筑物及其基础和地下管线等的安全和正常使用。另一方面,基坑开挖、地表加卸载及隧道近距离穿越等工程建设会引起邻近地铁隧道的附加变形,过大的纵向变形会使... 详细信息

盾构隧道在施工过程中不可避免地对周围土体产生扰动,进而危及周围邻近建(构)筑物及其基础和地下管线等的安全和正常使用。另一方面,基坑开挖、地表加卸载及隧道近距离穿越等工程建设会引起邻近地铁隧道的附加变形,过大的纵向变形会使隧道环缝张开过大而漏水或管片纵向受拉破坏。因此,较准确地预测隧道盾构法施工所引起的环境效应,并对隧道纵向变形性态进行准确预测具有较大的工程实际意义。本文首先较详尽地叙述、分析了有关这两方面问题的研究现状,指出它们的优缺点,并在此基础上做了如下工作: (1)引入源汇法对盾构施工中土体削减引起的周围土体位移和附加应力进行研究。通过分析四种不同的土体位移模式对位移计算的影响,利用更加符合实际的椭圆形非等量径向土体位移模式,推导出半无限空间中三维土体变形计算公式;在位移计算公式基础上利用弹性理论推导出土体削减引起的附加应力计算公式,并通过算例对其分布规律进行探讨。 (2)对随机介质理论计算中参数的取值进行研究,提出适用于不同土层的参数计算公式;引入椭圆形非等量径向土体移动模型,对随机介质理论进行改进,改进后的公式可较准确地计算土体内部各点的三维变形。 (3)利用弹性力学Mindlin解对正面附加推力和盾壳与周围土体之间摩擦力引起的土体三维变形和附加应力进行分析;假定土体不排水固结,基于盾构横截面位置的变化,提出盾构偏航引起的土体位移计算解析公式;把注浆过程看作土体削减作用的逆过程,推导出注浆引起的周围土体位移和附加应力计算公式,并结合工程实例,通过实测数据和有限元分析结果进行对比验证。 (4)把盾构隧道等效为具有相同刚度和结构特性的均质连续梁,考虑环缝影响范围和横向刚度有效率的影响,推导出不同环缝影响范围下隧道的纵向等效弯曲刚度、纵向等效拉压刚度的计算公式,建立起改进的纵向等效连续化计算模型。 (5)以盾构隧道所属的无限长梁,结合等效弯曲刚度的计算公式,考虑地基的剪切效应和隧道-土体之间的相互作用,推导出隧道纵向变形问题的连续弹性解的解析公式。 (6)根据弹性力学Mindlin解推导出上部加(卸)载引起的隧道附加荷载计算公式,并对其分布规律和影响因素进行研究;利用Mindlin解推导出加(卸)载引起隧道轴线处土体的变形计算公式,在此基础上,结合连续弹性解,对隧道纵向变形进行求解。通过某工程实例,将本文方法的计算结果与Winkler弹性地基梁模型和有限元方法的结果进行对比验证。 (7)应用源汇法基本原理,通过数值积分的方法得到了单桩压入时桩周土体的位移场和应力场计算公式;以挤土产生的位移场为基础,利用连续弹性解对静压桩施工引起的隧道纵向变形进行分析;通过算例对本文理论方法的计算结果和三维有限元软件MIDAS/GTS的结果进行对比验证。 (8)利用土体削减引起周围土体附加应力的源汇法计算公式,分别研究平行隧道和垂直交叉隧道施工引起的相邻隧道上附加荷载的分布规律及其影响因素;结合连续弹性解对隧道的纵向变形特性进行求解,通过算例对不同情况下,隧道纵向变形的分布规律及其影响因素进行分析。

关键词：盾构隧道土体削减源汇法附加应力随机介质理论挤土效应纵向变形等效连续化模型连续弹性解 Winkler地基模型

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邻近基坑降水对运营地铁隧道纵向变形的影响研究

邻近基坑降水对运营地铁隧道纵向变形的影响研究

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作者：李文广同济大学土木工程学院

学位级别：博士

在上海地区运营地铁隧道附近进行深基坑施工时，经常会遇到基坑底承压水位较高的情况，需要采取深井降水措施来保证基坑的稳定。大面积的基坑降水会引起基坑周围发生地面沉降，对邻近地铁隧道的使用功能和安全性能产生影响。本文从工程... 详细信息

在上海地区运营地铁隧道附近进行深基坑施工时，经常会遇到基坑底承压水位较高的情况，需要采取深井降水措施来保证基坑的稳定。大面积的基坑降水会引起基坑周围发生地面沉降，对邻近地铁隧道的使用功能和安全性能产生影响。本文从工程实际需求出发，根据上海地区的工程水文地质特点，分析了深基坑工程施工时，邻近基坑降水对运营地铁隧道纵向变形的影响。主要内容包括以下几方面：\n 1.从质量守恒方程出发，通过反映含水层渗流场和变形场耦合的三维应变模型来阐述抽取地下水引起含水层变形的机理；运用有效应力理论，推导了反映土的法向总应力与地下水水头之间联系的地下水运动方程，讨论了土层抽水压密和受荷固结的区别和联系。\n 2.针对基坑潜水降水的特点，综合考虑降水引起的总应力变化和基坑内外土体渗流的影响，讨论了基坑潜水降水引起的地面沉降问题。\n 3.在具体分析浅层承压含水层基坑降水特点的基础上，综合考虑抽水压密条件下土的本构关系和地层变形的空间分布规律，推导了一种新的基坑降水引起地面沉降的计算方法。该方法通过Merchant流变模型模拟抽水条件下土的应力-应变关系来反映抽水引起含水层变形的时间效应，以随机介质理论反映地面沉降的空间分布规律，能够较好地预测基坑降水引起的地面沉降。\n 4.结合上海软土盾构法隧道设计和施工的具体情况，简要地论述了影响软土隧道衬砌荷载的影响因素，通过引入环缝影响系数的概念对盾构隧道结构的纵向抗弯刚度进行了修正，限定了盾构隧道纵向抗弯刚度的取值范围。\n 5.在盾构隧道等效连续化模型的基础上，分别利用弹性地基梁、柱壳理论，分析了基坑降水引起的隧道结构纵向变形性能。采用数值计算，在分析邻近基坑降水影响地铁隧道纵向变形的主要因素基础上，通过正交试验分析，讨论了基坑降水参数的重要性大小，提出了减小隧道纵向变形的降水措施，可供基坑设计和地铁隧道保护评价时参考。

关键词：运营地铁隧道深基坑降水承压含水层等效连续化模型弹性地基梁

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直螺栓连接预制综合管廊刚度计算方法

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科学技术与工程 2022年第29期22卷 13028-13036页

作者：邓博团申超凡西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054

为研究直螺栓连接预制管廊的纵向受力性能,引用隧道纵向刚度计算的纵向等效连续化模型,对其进行改进,使其适用于直螺栓连接的预制管廊,从而得到考虑螺栓预应力影响的纵向等效拉压刚度和弹性弯曲刚度。推导出了预制管廊在弹性极限弯矩作... 详细信息

为研究直螺栓连接预制管廊的纵向受力性能,引用隧道纵向刚度计算的纵向等效连续化模型,对其进行改进,使其适用于直螺栓连接的预制管廊,从而得到考虑螺栓预应力影响的纵向等效拉压刚度和弹性弯曲刚度。推导出了预制管廊在弹性极限弯矩作用下,截面最大拉应力、截面最大压应力、接头最大变形、接头螺栓最大拉应力和接头螺栓最大变形的表达式。运用所得表达式,结合工程实例参数,分析了管廊截面尺寸、管壁厚度、节段长度和螺栓个数对其受弯矩作用时中性轴的位置和纵向等效刚度的影响程度和趋势。结果表明,管廊抗弯刚度受截面宽高比影响较大;通过增加管壁厚度来提高管廊等效刚度的方法不经济;在满足设计要求条件下,适当增大预制节段的长度和增多连接螺栓数量可以有效提高管廊的纵向刚度,并能够很好地改善管廊截面受力状态,同时不失经济性,为直螺栓连接预制拼装管廊结构的设计合理性和工程适用性提供理论支持。

关键词：直螺栓连接预制综合管廊等效连续化模型纵向等效刚度

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特殊环境下复杂水下盾构隧道管片衬砌纵向受力分析

特殊环境下复杂水下盾构隧道管片衬砌纵向受力分析

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作者：汤印西南交通大学

学位级别：硕士

随着轨道和市政领域盾构隧道的迅速发展,隧道纵向不均匀沉降问题日渐凸显,由此引发的渗水漏泥、结构破坏及内部扭曲等问题逐渐引起人们的重视。本文以此为背景,通过理论分析和数值模拟,在完善纵向等效连续化模型的基础上,进一步修正了刚... 详细信息

随着轨道和市政领域盾构隧道的迅速发展,隧道纵向不均匀沉降问题日渐凸显,由此引发的渗水漏泥、结构破坏及内部扭曲等问题逐渐引起人们的重视。本文以此为背景,通过理论分析和数值模拟,在完善纵向等效连续化模型的基础上,进一步修正了刚度,为实际工程提供了参考。首先,考虑纵向轴力对中性轴的影响,推导了盾构隧道管片结构的纵向刚度、环缝张开量及曲率半径的表达式,并针对佛莞狮子洋147号钻孔断面进行了对比分析,验证了该计算公式的正确性,并进一步讨论了环缝长度影响系数、横向刚度有效率、错缝拼装系数对管片结构纵向刚度有效率的影响。结果表明:中性轴位置取决于等效偏心距的大小,管片结构横向刚度和错缝拼装对于提高结构纵向刚度有效率的作用显著。接着,引入联络横通道、竖井、管片壁后空洞、采空区及管片内衬开展进一步分析,建立了影响区域(-30m,30m)范围内管片结构纵向刚度有效率与位移的线性关系,分析了附属结构和特殊环境结构受力和变形,并对前述特殊情况下管片结构的纵向力学性能进行了修正。结果表明:附属结构和特殊环境能产生局部应力集中,在位移等效下,能显著改变结构的纵向刚度,且影响程度受接头型式和区段长度控制,应在特殊地段的过渡带(-10m,10m)范围进行必要的柔性处理。最后,以佛莞狮子洋隧道为对象,选取上覆或下卧层不均、地层埋深突变、岩层软硬交替等断面,计算同时考虑水土合算和水土分算情况下隧道的位移和内力分布;并以百年最高、最低水位进一步分析,分析水浮力、河流冲刷及岸边构筑物对运营期隧道的加卸载影响,探明了隧道拱顶、拱腰、拱底的变形及内力变化规律,结果表明:地层突变处会出现纵向应力突变,水下隧道的纵向轴力在纵向设计中不容忽视。论文以纵向刚度为脉络,通过公式推导、特殊地段修正及具体工程案例有限元分析,重点考察了隧道纵向沉降及纵向轴力、弯矩的变化规律,最后得到了纵向刚度有效率倍数表,弥补了目前水下盾构隧道纵向结构及变形设计的不足,具有重要的工程价值和指导意义。

关键词：水下盾构隧道等效连续化模型纵向结构性能特殊环境

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巨型框架柱的简化力学模型与非线性地震响应分析

巨型框架柱的简化力学模型与非线性地震响应分析

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作者：杜娟东北石油大学

学位级别：硕士

随着经济的发展和社会的进步，常规的结构已经难以满足要求，高层和超高层建筑纷纷拔地而起。巨型结构体系由巨型柱和巨型梁构成，其主次构件分工明确，布置灵活，侧向刚度大，能够更好地满足超高层建筑的需求，因此近年来在超高层建筑... 详细信息

随着经济的发展和社会的进步，常规的结构已经难以满足要求，高层和超高层建筑纷纷拔地而起。巨型结构体系由巨型柱和巨型梁构成，其主次构件分工明确，布置灵活，侧向刚度大，能够更好地满足超高层建筑的需求，因此近年来在超高层建筑中得到较广泛应用。而巨型框架柱作为巨型结构体系的重要受力构件，其组成杆件多，受力性能如何得到广泛关注。目前对巨型框架柱的研究多数集中在静力方面，而对巨型框架柱的动力性能方面研究较少。本文对巨型框架柱进行非线性分析并在此基础上对其抗震性能进行研究。本文主要研究内容： 1.巨型框架柱的简化力学模型与有限元验证采用Timoshenko梁的连续化模型来模拟巨型框架柱，建立巨型框架柱的等效连续化模型，推导得到了巨型框架柱的等代抗弯刚度和等代抗剪刚度，然后采用能量变分法对巨型框架柱进行静力作用下的位移分析和固有振动分析，分别给出巨型框架柱的位移解析解和横向振动频率和振型解析解。最后通过有限元模拟巨型框架柱与能量变分法分析求得的结果进行对比，验证了等效模型的正确性以及能量变分法的精确性。 2.巨型框架柱非线性分析按照不同的长细比和轴压比分别设计了12种巨型框架柱，采用修正刚度和修正截面塑性弯矩的方法分析，基于解析法得到巨型框架柱在考虑二阶效应时的侧向力—位移曲线，同时考虑几何非线性和材料非线性，并采用ABAQUS有限元软件对巨型框架柱进行数值模拟。通过对比分析发现采用修正刚度和修正截面塑性弯矩的解析法得到的曲线与有限元得到的曲线能够很好的吻合，为考虑二阶效应时巨型框架柱的分析提供了有效的理论方法。 3.巨型框架柱的地震响应分析选用所设计的6种巨型框架柱进行在三种不同地震波作用下的弹塑性时程分析，并且考虑了二阶效应对巨型框架柱弹塑性时程曲线的影响。分析结果表明，二阶效应对巨型框架柱在地震波作用下的弹塑性位移时程曲线影响较大，不可忽略，为实际工程提供设计建议。

关键词：巨型框架柱等效连续化模型能量变分法二阶效应非线性分析

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盾构法区间隧道和地铁车站的变形分析及防水堵漏技术

盾构法区间隧道和地铁车站的变形分析及防水堵漏技术

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作者：温竹茵同济大学

学位级别：硕士

盾构法隧道是重要的地下生命线工程,它的安全运营与否对人们的生活工作关系重大,而它的防渗堵漏往往直接影响其安全使用.该文在上海地铁一号线、二号线工程实例的基础上,就几个主要致裂影响因素进行了分析、计算、对比.该文的主要内容如... 详细信息

盾构法隧道是重要的地下生命线工程,它的安全运营与否对人们的生活工作关系重大,而它的防渗堵漏往往直接影响其安全使用.该文在上海地铁一号线、二号线工程实例的基础上,就几个主要致裂影响因素进行了分析、计算、对比.该文的主要内容如下:1、用考虑了接头刚度折减的匀质圆环法,计算了盾构法区间隧道在正常荷载作用下,其横断面的应力情况和裂缝开展情况;2、在忽略了盾构法隧道环向不均匀性的情况下,采用了日本的志波等提出的等效连续化模型,并进一步深化了该模型.以此为基础,该文将盾构法隧道模拟成弹性地基上的弹塑性梁,建立了其受力的偏微分方程,用解析法编制程序求解在纵向不均匀沉降作用下,隧道的应力、变形;3、推导了地铁车站的温度、干缩应力及裂缝开裂宽度公式,用计算实例说明了减少温度应力的措施;4、以地铁一号线、二号线的防水堵漏为例,研究了车站和区间隧道的防水设计方案和堵漏措施.

关键词：盾构法隧道等效连续化模型地基不均匀沉降温度应力裂缝防水堵漏

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