检索结果-内蒙古大学图书馆

交通节能与环保 2019年第5期15卷 110-114,119页

作者：谢立广杨群张立四川交通职业技术学院四川成都611130 成都师范学院四川成都611130

随着在役隧道不断增多,各种质量问题和病害凸显,目前行业已普遍关注隧道的健康问题和病害发展机理;对在役隧道进行结构分析和安全验算,于开展相关研究是非常必要的。为便于实现大量复杂各异的结构分析和总结其中规律,本文建立了通用荷... 详细信息

随着在役隧道不断增多,各种质量问题和病害凸显,目前行业已普遍关注隧道的健康问题和病害发展机理;对在役隧道进行结构分析和安全验算,于开展相关研究是非常必要的。为便于实现大量复杂各异的结构分析和总结其中规律,本文建立了通用荷载结构模型;该模型可根据需要考虑非均布的围岩压力和地层抗力以及不均匀的衬砌厚度等,并在此基础上结合运用EXCEL内附V加载方法,并推导了相关的数学公式,可供设计计算参考。本文研究表明:建立的通用荷载结构模型具有较BA语言、ANSYS软件编制了相应的计算程序,既可用于设计阶段的受力验算,也能便于运营阶段的结构分析;编制的计算程序行之有效,极大地提高了工作效率,今后可利用开展更多的相关研究。

关键词：公路隧道荷载结构模型 VBA ANSYS

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大断面黄土隧道二次衬砌受力特性研究

引用

岩石力学与工程学报 2010年第8期29卷 1690-1696页

作者：李鹏飞张顶立赵勇周烨房倩张翾北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心北京100044 铁道部工程设计鉴定中心北京100844 中铁十九局集团有限公司北京100176

以兰渝铁路胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测方法得到大断面黄土隧道初期支护与二次衬砌之间的接触压力,并讨论该接触压力随时间的发展规律和沿洞周的空间分布特性。根据铁路隧道设计规范计算得到作用于衬砌结构的计算荷载,采用荷载... 详细信息

以兰渝铁路胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测方法得到大断面黄土隧道初期支护与二次衬砌之间的接触压力,并讨论该接触压力随时间的发展规律和沿洞周的空间分布特性。根据铁路隧道设计规范计算得到作用于衬砌结构的计算荷载,采用荷载结构模型分别计算实测和计算荷载作用下的二次衬砌内力,并进行对比分析。研究方法和结论对分析软弱地层衬砌结构的受力特性、建立更加科学合理的隧道设计方法具有一定的参考价值。

关键词：隧道工程二次衬砌受力特征现场监测荷载结构模型

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复合式衬砌隧道总安全系数设计法修正与应用研究

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隧道建设（中英文） 2019年第3期39卷 421-429页

作者：肖明清徐晨中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表... 详细信息

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表明:1)所建立的总安全系数设计法可以为初期支护和复合式衬砌的支护构件选择、量化设计和整体优化设计提供一定的理论基础。2)采用总安全系数设计法对不同铁路隧道安全系数计算的结果与现场实际施工情况、既有隧道病害情况基本相符。3)挪威Q法提出的支护参数如果用于我国时速350 km的高速铁路双线隧道,Ⅲ、Ⅳ级围岩总安全系数满足要求且较为经济,但Ⅴ级围岩安全系数偏低;采用耐久性锚杆有利于充分发挥锚杆-围岩承载拱的支护作用,从而可以减少喷层和二次衬砌的强度,提高经济性。4)总安全系数设计法可以用于隧道断面形式与支护参数的精细比选。

关键词：复合式衬砌总安全系数法设计方法 Q法荷载结构模型隧道断面比选

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黄土隧道两种衬砌结构受力特性对比分析

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公路 2013年第9期58卷 255-261页

作者：田世雄甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司兰州市730030

以甘肃省某高速公路黄土隧道为工程背景,通过数值模拟,采用荷载-结构法对直墙式和曲墙式(针对一次衬砌)两种衬砌结构断面形式分别进行计算,并对比分析,综合比较,得出曲墙式衬砌结构整体受力特性优于直墙式衬砌。研究方法和结论为黄土隧... 详细信息

以甘肃省某高速公路黄土隧道为工程背景,通过数值模拟,采用荷载-结构法对直墙式和曲墙式(针对一次衬砌)两种衬砌结构断面形式分别进行计算,并对比分析,综合比较,得出曲墙式衬砌结构整体受力特性优于直墙式衬砌。研究方法和结论为黄土隧道衬砌结构设计提供一定的理论支撑,对分析黄土隧道衬砌结构的受力特性,建立更加科学合理的隧道结构形式具有一定的参考价值。

关键词：黄土隧道衬砌结构二次模筑衬砌荷载结构模型

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高速铁路隧道支护参数的计算研究

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隧道建设（中英文） 2018年第3期38卷 406-413页

作者：肖明清陈立保徐晨王少峰王克金中铁第四勘察设计院集团有限公司

为探索隧道初期支护安全系数的计算问题,并为高速铁路隧道支护参数优化提供理论依据,根据喷锚支护的性能与特点以及现代隧道力学的基本理论,建立初期支护荷载结构模型和对应的安全系数计算方法;针对时速350km高速铁路双线隧道提出的3种... 详细信息

为探索隧道初期支护安全系数的计算问题,并为高速铁路隧道支护参数优化提供理论依据,根据喷锚支护的性能与特点以及现代隧道力学的基本理论,建立初期支护荷载结构模型和对应的安全系数计算方法;针对时速350km高速铁路双线隧道提出的3种不同的初期支护方案(无系统锚杆支护、喷锚结合支护和以锚为主的支护方案)展开适应性研究,计算分析不同埋深(400m和800m)条件下初期支护的优化参数以及优化后的二次衬砌承载能力,在此基础上提出优化后的高铁隧道支护参数建议值,并对优化前后的安全系数进行计算与对比。主要结论如下:1)提出了采用围岩压力代表值作为荷载结构模型设计荷载的方法,为解决设计中围岩压力不确定的问题提供了思路,且所推荐的围岩压力代表值计算方法具有安全性与经济性;2)提出了3种初期支护计算模型,可以为初期支护构件的选择与量化设计提供一定的理论基础;3)提出了时速350km高速铁路双线隧道初期支护方案及优化后的复合式衬砌设计参数,并明确了不同围岩级别、不同埋深时的承载主体;4)提出了按照不同埋深进行支护结构参数设计的建议。

关键词：高速铁路隧道支护参数荷载结构模型安全系数法设计方法

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衬砌背后空洞对隧道结构体系安全性的影响机理研究

衬砌背后空洞对隧道结构体系安全性的影响机理研究

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作者：应国刚北京交通大学

学位级别：博士

衬砌背后空洞是一种常见的隧道施工质量缺陷。衬砌与围岩密贴时,围岩与衬砌结构之间受力良好,而衬砌背后存在空洞时恶化了围岩与支护之间的相互作用关系,给隧道结构带来不良影响。论文采用文献查阅、现场检测和监测、理论推导、数值分... 详细信息

衬砌背后空洞是一种常见的隧道施工质量缺陷。衬砌与围岩密贴时,围岩与衬砌结构之间受力良好,而衬砌背后存在空洞时恶化了围岩与支护之间的相互作用关系,给隧道结构带来不良影响。论文采用文献查阅、现场检测和监测、理论推导、数值分析和室内模型试验相结合的技术手段对隧道衬砌背后空洞对衬砌结构的致害机理以及空洞存在下衬砌结构安全性计算模型进行研究,主要研究成果如下：(1)公路隧道与铁路隧道的质量缺陷和病害的分布特征和变化规律是基本一致的,衬砌背后空洞与衬砌裂缝之间存在较高的对应关系。通过分析21座公路隧道和100余座铁路运营隧道的检测数据,系统总结隧道常见的质量缺陷(如衬砌厚度不足、衬砌背后空洞)和病害(如衬砌碳化腐蚀、衬砌裂缝)的一般规律,尤其是衬砌背后空洞和衬砌裂缝的分布特征,反映出两者存在一定的内在联系。(2)衬砌背后空洞的存在改变了隧道结构(围岩结构和支护结构)的围岩支护作用关系,空洞两侧出现的应力重分布是空洞影响衬砌结构受力的力学机理。通过室内模型试验和数值计算,得出了应力重分布的特征与规律：①衬砌背后空洞的出现引起作用于衬砌结构上围岩压力荷载的重分布,在空洞两侧临近范围内出现了明显的应力集中,在远离空洞的区域无明显变化；②单个空洞条件下,空洞临近范围围岩压力荷载重分布呈“单峰型”；空洞组合条件下,未出现应力叠加时,围岩压力分布仍是“单峰型”,当出现应力叠加后,空洞间的围岩压力随空洞尺寸的增加先出现“驼峰型”,后变成“单峰型”。(3)衬砌背后出现的空洞与衬砌结构的裂缝或开裂是高度关联的,空洞的位置、尺寸和组合等因素会影响裂缝的特征和演化规律。基于有限元计算软件研究二维状态下衬砌背后空洞对隧道结构的作用机理进行研究,分析尺寸、位置以及空间关系组合状态下衬砌背后空洞对隧道衬砌结构受力和变形的影响规律：基于扩展有限元(XFEM)对不同空洞条件下的隧道衬砌结构裂缝的演化规律进行了研究,主要研究隧道衬砌结构背后空洞和裂缝产生位置的分布规律以及隧道衬砌结构裂缝的发展演化规律。(4)空洞存在下衬砌结构安全性的计算应该考虑应力重分布的影响,采用荷载结构模型时应对荷载模式进行修正。采用荷载结构模型计算衬砌结构安全性时的荷载确定是关键,基于规范荷载取值的基础上,通过模型试验和理论分析提炼出空洞存在下作用于衬砌结构上的围岩压力荷载模式,对空洞存在下的荷载结构模型进行修正,建立了修正后的荷载结构模型,并通过算例分析了不同模型的计算结果,验证了修正后的荷载结构模型实用性和有效性。(5)将本论文研究的成果在一隧道整治项目中进行应用,验证了理论和方法的有效性。依托桑洲岭隧道病害整治工程,通过数值计算和现场监测的手段对衬砌背后空洞治理前后的隧道结构受力特性的变化进行了分析,研究了空洞与隧道结构受力及裂缝变化关系,验证了本文建立的修正后的空洞条件下荷载结构计算模型的有效性,研究成果可为国内外类似工程提供借鉴。

关键词：隧道工程衬砌结构空洞围岩压力荷载结构模型

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侧压力系数对高地应力隧道二次衬砌承载力的影响

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铁道建筑 2015年第3期55卷 54-56页

作者：王志杰袁晔何晟亚许瑞宁西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

高地应力区隧道的地应力和侧压力系数往往沿线有所变化。为了研究高地应力条件下,侧压力系数对隧道二次衬砌承载力的影响规律,首先分析了隧道试验段的实测地应力和接触应力,确定了隧道所处的地应力及侧压力系数的大小。然后利用有限元软... 详细信息

高地应力区隧道的地应力和侧压力系数往往沿线有所变化。为了研究高地应力条件下,侧压力系数对隧道二次衬砌承载力的影响规律,首先分析了隧道试验段的实测地应力和接触应力,确定了隧道所处的地应力及侧压力系数的大小。然后利用有限元软件ANSYS,采用荷载结构模型计算了在0.25~4.00不同侧压力系数下隧道二次衬砌的内力。最后根据内力值计算出安全系数,从而推断其极限承载能力,并总结了侧压力系数对隧道二次衬砌极限承载能力的影响规律。

关键词：隧道侧压力系数极限承载力高地应力荷载结构模型

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小角度相交斜滑断层错动下隧道结构受力特征研究

小角度相交斜滑断层错动下隧道结构受力特征研究

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作者：何锁宋西南交通大学

学位级别：硕士

一般可将活动断层按断层两盘的相对运动方式分为走滑断层和倾滑断层,但实际上断层两盘往往不是完全沿断面倾向或断面走向滑动,而是沿与断面走向斜交的方向滑动,于是平移断层与正、逆断层复合构成斜向滑动断层。当隧道无法避免穿越活动... 详细信息

一般可将活动断层按断层两盘的相对运动方式分为走滑断层和倾滑断层,但实际上断层两盘往往不是完全沿断面倾向或断面走向滑动,而是沿与断面走向斜交的方向滑动,于是平移断层与正、逆断层复合构成斜向滑动断层。当隧道无法避免穿越活动断层时,规范建议以大角度穿越,但实际中由于线路走向和地形条件限制,隧道也存在小角度穿越活动断层的情况,而目前对于小角度穿越斜滑断层隧道结构受力特征及破坏模式研究较少,缺乏可供参考的资料。基于此,本文依托西南地区某小角度穿越斜滑活动断层隧道工程,综合采用资料调研、数值模拟和模型试验等研究方法,对小角度穿越斜滑活动断层隧道结构在断层错动作用下的受力特征进行研究,主要取得了以下研究成果:1.建立了小角度穿越斜滑活动断层隧道三维荷载结构模型,对不同错动量下二次结构的受力特征进行了研究,明确了断层错动的影响范围。基于最大剪应变准则提出了严重影响区和一般影响区的判定标准并给出了不同错动量下结构纵向设防分区;2.研制出多角度穿越斜滑活动断层隧道模型试验箱,开展了不同结构形式、不同角度穿越斜滑活动断层隧道结构受力特征研究,得到了断层错动下节段式隧道结构的破坏特征,并对比分析了不同仰拱结构型式对隧道结构受力的影响;3.引入接触面单元用以模拟节段式隧道结构的变形缝,对不同错动量下二次衬砌的变形规律和受力特征进行了研究,分析了6、9、12m等节段长度,以及不同变形缝刚度对节段式结构的影响,基于《铁路隧道设计规范》中的“安全系数”,提出了结构安全性评价标准并对小角度相交斜滑断层不同错动量下节段式结构的安全性进行了分段评价。以上研究成果将不仅适用于本工程的设计施工,也可为后续其他类似隧道工程设计施工提供参考。

关键词：隧道抗震设防斜滑活动断层模型试验荷载结构模型

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预留大尺寸洞口的地铁地下车站结构受力性能研究

预留大尺寸洞口的地铁地下车站结构受力性能研究

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作者：黄小刚西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着我国经济的迅速发展和城市人口的急剧增长,城市交通压力和大气污染等问题日益突出,我国的主要城市都开始大规模建设地铁。在施工阶段,地铁地下车站常常要求在结构楼板上预留大尺寸洞口以满足铺设轨排等施工要求。然而受现场周边环... 详细信息

随着我国经济的迅速发展和城市人口的急剧增长,城市交通压力和大气污染等问题日益突出,我国的主要城市都开始大规模建设地铁。在施工阶段,地铁地下车站常常要求在结构楼板上预留大尺寸洞口以满足铺设轨排等施工要求。然而受现场周边环境的限制,某些轨排井洞口常常无法采取基坑独立支护措施。在侧向土压力的影响下车站轨排井开洞部分的设计计算与其他部分存在明显差别,但是目前对围护桩与地下车站大尺寸开洞结构共同承受侧土压力时结构的内力变化规律还缺少深入细致的研究,因此有必要对车站轨排井等大尺寸开洞部分的受力性能进行系统分析。本文以成都某地铁车站为工程背景,通过岩土与隧道结构分析软件MIDAS/GTS建立了包括周边土体、支护结构和预留轨排井地铁车站的地层结构三维有限元模型,土与结构的接触算法基于Goodman无厚度接触单元,土体的本构关系采用摩尔库伦模型模拟,对预留轨排井地铁车站施工全过程进行了模拟。并分析了预留轨排井阶段支护桩刚度、地面超载、土层性质和纵梁截面高度等参数对结构受力性能和变形的影响。在原轨排井结构方案中纵梁尺寸很大,影响了轨排井洞口的布置。为了减小纵梁尺寸,采用地层结构数值模型对结构侧墙内侧增设壁柱和采用双排桩围护这两种不同加强措施分别进行了研究,并探讨了不同壁柱截面高度、不同双排桩围护形式下结构主应力变化规律,最后通过应力积分得到了不同加强措施对结构控制截面弯矩的影响。针对地层结构模型复杂度高,计算量大,不利于设计人员采用的特点,本文运用有限元计算软件SAP2000建立了预留轨排井洞口的地铁车站荷载结构简化模型,对两种不同的结构布置方案进行了模拟,并分析了荷载结构模型计算结果与地层结构模型的差异,为预留轨排井的地铁车站的简化设计计算提供参考。

关键词：词::轨排井加强措施壁柱双排桩地层结构模型荷载结构模型应力分析

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岩溶、暗河地段隧道结构形式及计算方法研究

岩溶、暗河地段隧道结构形式及计算方法研究

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作者：姜艳红北京交通大学

学位级别：硕士

本论文课题源于铁道部科技研究开发计划项目“宜万铁路岩溶地区隧道灾害预测预报技术与结构设计的研究——岩溶、暗河地段隧道结构形式及施工技术研究。”\n 我国在隧道岩溶的处理和隧道邻近或穿越溶洞的结构设计和施工方面已经积累... 详细信息

本论文课题源于铁道部科技研究开发计划项目“宜万铁路岩溶地区隧道灾害预测预报技术与结构设计的研究——岩溶、暗河地段隧道结构形式及施工技术研究。”\n 我国在隧道岩溶的处理和隧道邻近或穿越溶洞的结构设计和施工方面已经积累了一些经验，但对于溶洞分布形态各异，不同分布要考虑不同的断面形式。新型的断面形式采用何种的计算分析方法更合理，目前研究的很少。\n 本文通过参考大量的文献，总结了在岩溶地区断面结构形式的选取方法。通过对两种岩溶隧道建立有限元连续体计算模型和荷载结构计算模型，进行计算分析，对两种计算方法进行了对比分析。\n 对于岩溶隧道，边界条件复杂，而传统的荷载结构模型只能计算二次衬砌受力和变形，计算荷载根据规范进行，计算模型的建立和实际情况相差较大，计算出来的安全系数比之连续体模型偏小，计算相对来说保守。而连续体计算模型的建立更符合实际。因此，复杂的岩溶隧道，尤其是溶腔隧道，应用连续体有限元模型更能真实地反映隧道实际的变形和受力。按此计算模型进行设计要比荷载结构更合理、经济。\n 随着越来越多的工程兴建在岩溶地区，研究隧道结构断面形式和安全性合理计算方法，必能为岩溶地段铁路隧道的设计与施工提供一定的依据和指导作用。

关键词：岩溶隧道断面结构形式有限元计算模型荷载结构模型安全系数

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