检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2024年第1期46卷 156-163页

作者：李永珑刘新华朱星宇唐旭张志强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 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

考虑锈蚀引起的钢筋力学性能劣化、混凝土有效截面减少、两者黏结性能退化等因素,建立围岩压力作用下钢筋锈蚀隧道衬砌模型,对不同锈蚀率下衬砌结构变形、损伤、内力重分布和裂缝宽度变化进行分析。研究结果表明,锈蚀对衬砌结构各部位... 详细信息

考虑锈蚀引起的钢筋力学性能劣化、混凝土有效截面减少、两者黏结性能退化等因素,建立围岩压力作用下钢筋锈蚀隧道衬砌模型,对不同锈蚀率下衬砌结构变形、损伤、内力重分布和裂缝宽度变化进行分析。研究结果表明,锈蚀对衬砌结构各部位损伤严重程度表现为拱顶>拱肩>拱脚>拱腰>仰拱;锈蚀引起结构内力重分布,当锈蚀率由0%发展到20%时,衬砌结构临空侧受拉处弯矩逐渐减小,围岩侧受拉处的弯矩逐渐增大,衬砌轴力整体变化不大,最大变化量仅为7.53%;拱顶裂缝宽度发展最快,拱肩和拱脚次之,当锈蚀率发展到2.7%时,拱顶最大裂缝宽度已不满足耐久性要求;开裂区钢筋锈蚀对衬砌力学性能劣化起主导作用,仅开裂区钢筋发生锈蚀时,衬砌结构力学性能劣化规律与钢筋全长锈蚀情况类似,但锈蚀导致的内力变化幅度和裂缝宽度减小。

关键词：衬砌结构混凝土损伤锈蚀内力重分布裂缝宽度

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中梁山膨胀围岩隧道衬砌结构力学性能分析

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城市建设理论研究(电子版) 2025年第6期 173-177页

作者：杜佳中铁十四局集团第五工程有限公司

为分析膨胀围岩对隧道衬砌结构的影响，在众多学者膨胀围岩分级标准的基础上，以中梁山隧道为工程背景，根据其工程地质特点，提出一种膨胀围岩的综合分类标准，运用膨胀围岩的湿度和温度应力场的理论关系式，通过参数转换，将湿度应力... 详细信息

为分析膨胀围岩对隧道衬砌结构的影响，在众多学者膨胀围岩分级标准的基础上，以中梁山隧道为工程背景，根据其工程地质特点，提出一种膨胀围岩的综合分类标准，运用膨胀围岩的湿度和温度应力场的理论关系式，通过参数转换，将湿度应力场问题转化为温度应力场问题，利用FLAC3D有限差分软件中温度模块功能，分析隧道围岩在无膨胀、弱膨胀、中膨胀和强膨胀条件下对隧道衬砌应力和位移的影响规律。结果表明：膨胀水平越高，衬砌结构变形越大，隧道拱顶、拱底和边墙位移随膨胀水平的提高而逐渐增大。同时膨胀水平的提高，释放更多膨胀力使得衬砌结构应力逐渐增大，最大主应力由隧道拱底和拱顶逐渐向拱底和拱脚处转移，最小主应力由拱脚和拱肩向拱脚和拱底转移。研究可为隧道的衬砌结构设计和支护提供理论依据。

关键词：公路隧道膨胀围岩衬砌结构应力分析数值模拟

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火灾高温下盾构隧道衬砌结构热力耦合模型试验

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中国公路学报 2019年第7期32卷 120-128页

作者：张高乐张稳军喻国伦雷家艳天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354 厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005

为研究火灾高温下盾构隧道衬砌结构的热力耦合行为,利用自主研制的温度加载设备和衬砌管环外压加载设备,分别设计并开展整环衬砌结构的无外压受热模型试验和热力耦合模型试验。试验使用不考虑接头效应的钢纤维混凝土匀质管片。首先,介绍... 详细信息

为研究火灾高温下盾构隧道衬砌结构的热力耦合行为,利用自主研制的温度加载设备和衬砌管环外压加载设备,分别设计并开展整环衬砌结构的无外压受热模型试验和热力耦合模型试验。试验使用不考虑接头效应的钢纤维混凝土匀质管片。首先,介绍2种试验设备的原理、主要构造和各类参数;在此基础上,针对模型试验过程进行细致的说明。然后,通过对衬砌管片结构形式的分析确定试验的火灾加载工况;详尽描述不同试验的相关结果,重点分析衬砌结构内表面各处温度场的变化过程、分布情况、管片的变形结果及破坏模式。研究结果表明:温度加载设备和衬砌管环外压加载设备能够较好的满足整环衬砌热力耦合研究的模型试验要求;试验初期底部管片的升温速率相对顶部管片有所滞后,但各部分间的温差数值随加热的持续进行会逐渐减小,衬砌结构内部能够形成稳定的温度场;无外力作用下匀质管片的破坏形式表现为沿幅宽方向的贯穿裂缝,各管片结构的裂缝发展路径存在差异;衬砌管片由于外压作用产生的压应变随温度的升高而减小;外压荷载对衬砌结构在高温下产生的膨胀变形存在抑制效果。研究结果可为盾构隧道整环衬砌结构热力耦合研究的进一步发展提供参考。

关键词：隧道工程盾构隧道模型试验火灾高温衬砌结构热力耦合

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不同滑带角度滑坡作用下隧道衬砌结构受力特征

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西南交通大学学报 2021年第6期56卷 1214-1221,1231页

作者：邵江朱宝龙李涛四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

随着越来越多的隧道工程穿越滑坡区,滑坡与隧道相互作用过程的研究尤为重要.为研究不同滑带角度滑坡对隧道衬砌结构受力的影响,以大(同)准(格尔)铁路南坪隧道为例,采用室内模型试验、数值模拟的方法,对0°、10°、20°、30&... 详细信息

随着越来越多的隧道工程穿越滑坡区,滑坡与隧道相互作用过程的研究尤为重要.为研究不同滑带角度滑坡对隧道衬砌结构受力的影响,以大(同)准(格尔)铁路南坪隧道为例,采用室内模型试验、数值模拟的方法,对0°、10°、20°、30°、40°、50°不同滑带角度条件下滑坡推力作用下隧道衬砌结构受力的影响特征及变化规律进行研究.研究结果表明:滑带角度越小,隧道变形越大,作用在隧道衬砌结构上的弯矩、剪力及土压力越大,并在拱脚处出现最大值,形成隧道拱结构左右受力不对称特征,呈现偏压现象;通过计算隧道拱结构左右两侧的竖向偏压应力比显示,在拱肩位置且滑带为0时,偏压应力比为1.17,随着滑带角度的增大,隧道衬砌拱结构左右应力差越来越小,趋于平衡拱;在拱脚位置,偏压应力比随滑带角度的增大而逐渐增大,隧道衬砌拱结构左右两侧所受应力差越来越大,趋向于偏压隧道,最小偏压比和最大偏压比分别为1.08、1.87.

关键词：滑坡隧道滑带角度衬砌结构受力偏压应力比

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已有裂缝病害的地铁区间隧道衬砌结构受力分析

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中国铁道科学 2014年第3期35卷 64-69页

作者：李宇杰王梦恕徐会杰张元王东北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心北京102208

以北京地铁某区间隧道为研究背景,采用混凝土弹塑性损伤本构模型,在衬砌结构已经出现裂缝病害的情况下,依据隧道衬砌结构的断面收敛变形值,通过模拟计算研究隧道衬砌结构的受力、损伤和承载力状态。结果表明:在实际收敛变形状态下,隧道... 详细信息

以北京地铁某区间隧道为研究背景,采用混凝土弹塑性损伤本构模型,在衬砌结构已经出现裂缝病害的情况下,依据隧道衬砌结构的断面收敛变形值,通过模拟计算研究隧道衬砌结构的受力、损伤和承载力状态。结果表明:在实际收敛变形状态下,隧道衬砌结构的最大拉应力为1.1MPa,最大压应力为9.1MPa,拱顶和拱底主要承受拉应力,拱腰主要承受压应力;拱顶附近格栅钢筋的最大拉应力已经超出HRB335钢筋的标准设计值;拱顶初衬、二衬及拱腰衬砌结构的损伤因子均超过了混凝土的损伤临界值,拱顶的裂缝病害主要由衬砌结构受拉所引起;隧道拱顶、拱腰处的内侧主筋、外侧主筋及斜筋的安全系数均较小,应对病害及时采取一定的补强措施。

关键词：地下铁路衬砌结构裂缝弹塑性损伤本构模型承载力钢筋

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火灾高温下盾构衬砌结构试验与力学模型综述

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中国公路学报 2017年第8期30卷 15-23+48页

作者：朱合华周龙沈奕闫治国同济大学土木工程防灾国家重点实验室同济大学地下建筑与工程系上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

复杂运营环境下自然与人为因素所引发的众多隧道火灾已造成了重大的社会影响和经济损失。火灾已成为威胁隧道安全运营的主要灾害之一,其对隧道衬砌结构会产生严重的损伤乃至破坏。盾构衬砌为装配式结构,接缝多以螺栓连接,火灾高温下易... 详细信息

复杂运营环境下自然与人为因素所引发的众多隧道火灾已造成了重大的社会影响和经济损失。火灾已成为威胁隧道安全运营的主要灾害之一,其对隧道衬砌结构会产生严重的损伤乃至破坏。盾构衬砌为装配式结构,接缝多以螺栓连接,火灾高温下易发生管片爆裂和接缝连接薄弱部位受损而诱发的突然破坏;同时,由于盾构隧道周围地层的约束作用有限,其衬砌结构体系受火损坏后垮塌的风险极高。为提高软土地层环境下盾构隧道装配式衬砌结构体系的耐火能力及火灾安全性,本文调研了盾构隧道火灾安全研究现状,对与盾构隧道火灾安全研究相关的试验及理论分析工作做了较为全面的综述,主要包括:火灾高温下盾构隧道衬砌管片力学特性试验与理论分析模型,火灾高温下管片接缝力学特性试验与理论分析模型,火灾高温下盾构衬砌体系力学特性试验与理论分析模型,火灾高温下盾构隧道周围地层力学行为研究。在此基础上,针对大直径盾构隧道的火灾试验,高温引起的盾构衬砌管片材料性能劣化评价及主动式抗火管片的材料设计,火灾高温条件下盾构衬砌结构计算模型精细化这3个核心问题,展望了盾构衬砌受火灾影响的研究方向和思路。

关键词：盾构隧道火灾高温综述衬砌结构火灾试验力学模型

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跨断层地下隧洞衬砌结构地震响应及损伤机理研究

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岩土工程学报 2020年第11期42卷 2078-2087页

作者：杨步云陈俊涛肖明武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

针对衬砌与围岩动力相互作用特点,建立了一种考虑衬砌与围岩非连续变形的动接触力算法,并将该算法应用于拉哇工程某跨断层地下隧洞抗震稳定计算。首先,研究了断层厚度和倾角对隧洞衬砌应力与位移地震响应的影响;然后,研究了接触作用及... 详细信息

针对衬砌与围岩动力相互作用特点,建立了一种考虑衬砌与围岩非连续变形的动接触力算法,并将该算法应用于拉哇工程某跨断层地下隧洞抗震稳定计算。首先,研究了断层厚度和倾角对隧洞衬砌应力与位移地震响应的影响;然后,研究了接触作用及断层对于衬砌地震响应及损伤破坏特性的影响。研究结果表明:断层的存在加剧了衬砌地震响应,表现为断层处衬砌的应力和位移明显大于其他部位的应力和位移;断层厚度和倾角的不同对于断层处衬砌的地震响应有明显影响,衬砌地震响应随着断层厚度的减小逐渐增大,当断层倾角为45°时衬砌地震响应最大;围岩对于衬砌的约束作用可以有效降低衬砌的破坏;断层部位的衬砌损伤比其他部位严重,而拱肩和拱座为隧洞抗震薄弱部位;由数值计算结果归纳总结了断层处衬砌损伤破坏的3种典型模式,并根据相应损伤机理进行了合理解释。

关键词：地质断层地下隧洞断层厚度断层倾角动接触力法衬砌结构地震响应

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地震作用下大断面隧道衬砌结构的动力损伤特性

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华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 124-134页

作者：黄娟龙浩风周世杰施成华中南大学土木工程学院湖南长沙410075

基于混凝土材料的动力损伤特性,建立了其弹塑性损伤本构模型,将该模型应用于强震区某大断面隧道工程,分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律,探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机... 详细信息

基于混凝土材料的动力损伤特性,建立了其弹塑性损伤本构模型,将该模型应用于强震区某大断面隧道工程,分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律,探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机理。研究结果表明:地震波垂直、水平两种入射条件下两者衬砌的压主应力、加速度响应形态相似,但水平入射条件下衬砌结构的应力、加速度响应相较于垂直入射条件更加剧烈;水平入射时衬砌的动力损伤远大于垂直入射时的动力损伤,且动力损伤主要集中于拱腰与墙脚处;围岩条件对隧道衬砌结构的拉主应力响应以及动力损伤有显著影响,V级围岩条件下衬砌结构的最大拉应力是IV级围岩下的5.7倍;隧道结构的地震响应与动力损伤特性也受地震波强度的影响,随着地震波强度增大,应力、加速度响应峰值以及最大动力损伤量均呈现非线性增大趋势,动力损伤随之加剧且由拱腰和墙脚处逐渐向外扩展;在强震区软岩隧道抗震设计以及运营期间震后加固修复应着重注意动力损伤集中的部位。

关键词：大断面隧道衬砌结构弹塑性损伤本构模型地震响应动力损伤特性

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列车振动荷载作用下隧道衬砌结构动力响应特性分析

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岩石力学与工程学报 2006年第7期25卷 1337-1342页

作者：王祥秋杨林德周治国佛山科学技术学院环境与土木建筑工程学院广东佛山528000 同济大学地下建筑与工程系上海200092 广州市建筑科学研究院广东广州510440

论述隧道衬砌结构动力有限元分析的理论与数值计算方法,并以京广线朱亭隧道列车振动荷载现场测试成果为基础,通过对3种不同断面形状的隧道衬砌结构的动力响应特征进行分析研究,可获得隧道衬砌结构竖向位移、竖向加速度及各种内力时程曲... 详细信息

论述隧道衬砌结构动力有限元分析的理论与数值计算方法,并以京广线朱亭隧道列车振动荷载现场测试成果为基础,通过对3种不同断面形状的隧道衬砌结构的动力响应特征进行分析研究,可获得隧道衬砌结构竖向位移、竖向加速度及各种内力时程曲线。研究成果对评价既有提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性和完善铁路隧道结构的设计理论具有一定的指导意义。

关键词：隧道工程动力有限元分析衬砌结构列车振动荷载

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铁路盾构隧道双层衬砌结构耐火性能的数值模拟分析

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中国铁道科学 2015年第1期36卷 83-89页

作者：邱月封坤张玉春何川薛光桥张政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 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

以某铁路盾构隧道为背景,选用RABT和RWS共2种火源曲线,通过数值模拟方法,分析在不均匀温度场作用下,铁路盾构隧道管片及二衬的应力和变形、管片混凝土的劣化深度、裂缝的产生及发展,并与单层管片衬砌结构进行对比,研究铁路盾构隧道双层... 详细信息

以某铁路盾构隧道为背景,选用RABT和RWS共2种火源曲线,通过数值模拟方法,分析在不均匀温度场作用下,铁路盾构隧道管片及二衬的应力和变形、管片混凝土的劣化深度、裂缝的产生及发展,并与单层管片衬砌结构进行对比,研究铁路盾构隧道双层衬砌结构的耐火性能。结果表明：在2种火源曲线下,无论是否使用防火涂料,铁路盾构隧道单层衬砌结构都无法达到耐火设计标准,而双层衬砌管片的温度远低于250℃的耐火极限;与单层衬砌相比,施作二衬后,管片温度与应力的变化幅度受火源曲线的影响减小,管片的最大主拉应力和主压应力均减小,衬砌结构的整体刚度增加、整体变形减小;衬砌的劣化深度对隧道半径和埋深不敏感,劣化深度为125-150mm;双层衬砌盾构隧道的防火效果较好,但建议二衬的混凝土设计标号不小于C30,设计厚度不小于150mm。

关键词：铁路盾构隧道衬砌结构管片二衬耐火性能

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