检索结果-内蒙古大学图书馆

中国铁道科学 2009年第1期30卷 74-79页

作者：李文江朱永全刘志春西南交通大学土木工程学院四川成都610031 石家庄铁道学院土木工程分院河北石家庄050043

从北京地铁实际的运营环境出发，通过数值计算，分析地铁区间隧道衬砌结构的纵向温度应力，探讨地铁区问隧道伸缩缝的设置间距和设置宽度。研究结果表明：温降引起的拉应力对隧道结构安全和使用功能影响显著；衬砌结构纵向温度应力与温... 详细信息

从北京地铁实际的运营环境出发，通过数值计算，分析地铁区间隧道衬砌结构的纵向温度应力，探讨地铁区问隧道伸缩缝的设置间距和设置宽度。研究结果表明：温降引起的拉应力对隧道结构安全和使用功能影响显著；衬砌结构纵向温度应力与温度荷载、材料弹性模量呈线性关系；水平外约束对隧道端部（或伸缩缝）附近一定长度的衬砌结构温度应力分布产生一定影响；典型设计参数条件下的北京地铁区间隧道，其衬砌结构能承受7℃左右的温降荷载，当温降荷载超过7℃后，混凝土衬砌结构可能产生环向受拉裂缝；在实际工程中，对衬砌结构温度应力可采用环控技术和设置伸缩缝2种方法进行综合控制，以保证结构安全。针对北京地铁情况，建议伸缩缝设置间距取80～120m、设置宽度取20-30mm。

关键词：地铁隧道衬砌结构温度应力伸缩缝

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强降雨下岩溶隧道衬砌结构受力特征分析

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中国公路学报 2023年第11期36卷 312-322页

作者：万飞李开军王华牢张翾交通运输部公路科学研究所桥梁隧道研究中心北京100088 中交一公局厦门工程有限公司福建厦门361000

为掌握强降雨条件下岩溶隧道衬砌结构受力特征,分别采用现场测试与数值分析法分析岩溶隧道衬砌水压与力学响应待征。其中,针对依托隧道运营期间15个月的衬砌水压测试数据,着重分析了3次降雨后的衬砌水压升降总历时、水压升高时间、达到... 详细信息

为掌握强降雨条件下岩溶隧道衬砌结构受力特征,分别采用现场测试与数值分析法分析岩溶隧道衬砌水压与力学响应待征。其中,针对依托隧道运营期间15个月的衬砌水压测试数据,着重分析了3次降雨后的衬砌水压升降总历时、水压升高时间、达到峰值时间、消散时间、水压分布形式、水压峰值等水压特征指标;针对单处承压状态、多处承压状态、水压范围扩大状态等3种荷载状态的12种荷载工况,建立隧道荷载-结构模型计算分析隧道衬砌结构的轴力、弯矩和安全系数变化情况。研究结果表明:2个测试断面的衬砌水压峰值可相差约1.83倍,水压升降总历时分别为20~57 h和4~9 h,均基本符合水压峰值越大的部位开始升高的时间越早、达到峰值时间越早、水压消散的时间越晚的规律;在降雨全过程中,隧道衬砌水压分布形式表现为偏压→较均匀分布→偏压的“三阶段”时空规律,并且水压峰值主要出现在较均匀分布时;不同水压荷载状态下衬砌结构的安全系数排序为:多处承压状态>单处承压状态>水压范围扩大状态;当隧道衬砌水压极大和大时衬砌结构任一部位均可能破坏,水压较大时衬砌结构主要为拱腰和拱脚破坏。该研究成果可为强降雨区岩溶隧道衬砌结构设计、土建结构检查和病害处治设计等提供参考。

关键词：隧道工程岩溶隧道现场测试受力特征数值分析衬砌结构强降雨

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基于D-P准则的盾构隧道围岩与衬砌结构相互作用分析

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力学学报 2017年第1期49卷 31-40页

作者：何川齐春封坤肖明清西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

在进行盾构隧道管片衬砌结构载荷计算时,常采用全土柱或压力拱理论计算围岩松动压力,但当盾构隧道面临深埋条件且需计入形变压力时,该方法难以适用.鉴于此,基于Drucker-Prager屈服准则,推导了考虑渗流效应影响下围岩与衬砌结构相互作用... 详细信息

在进行盾构隧道管片衬砌结构载荷计算时,常采用全土柱或压力拱理论计算围岩松动压力,但当盾构隧道面临深埋条件且需计入形变压力时,该方法难以适用.鉴于此,基于Drucker-Prager屈服准则,推导了考虑渗流效应影响下围岩与衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,给出了围岩弹、塑性区应力与位移、塑性区半径等关键参数与支护阻力间关系的解析式.阐述了上述解析结果在确定衬砌结构载荷中的应用,即建立围岩与衬砌结构静力平衡状态并求二者对应曲线的交点.进一步地,考虑接头引起管片衬砌结构整体刚度降低对围岩与衬砌结构相互作用的影响,引入刚度折减系数,并在衬砌结构围岩压力确定中对施工期流固耦合效应的影响和渗流力对衬砌结构支护特性曲线的影响进行了简化处理.最后,通过算例将解析解与水下盾构隧道载荷实测值和数值计算值进行了比较.结果表明:用解析方法得到的施工期和稳定期的管片衬砌结构围岩压力比现场实测值分别大28%和12%,稳定期围岩压力比数值计算值大5%,可为类似工程的设计施工提供一定的参考价值.

关键词：盾构隧道围岩衬砌结构相互作用围岩压力 D-P准则收敛约束法

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功能梯度深埋地铁隧道衬砌结构变形特性

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第A01期52卷 135-140页

作者：张通通崔振东王苏扬中国矿业大学力学与土木工程学院深部岩土力学与地下工程国家重点实验室徐州221116

深部高应力环境将对地铁衬砌结构的变形和防水提出更高的要求.在已有的地铁衬砌结构设计理论基础上,将功能梯度材料引入到深埋地铁衬砌结构设计中,建立了功能梯度衬砌结构内力和变形的求解模型.设置衬砌结构的弹性模量沿角度方向以幂函... 详细信息

深部高应力环境将对地铁衬砌结构的变形和防水提出更高的要求.在已有的地铁衬砌结构设计理论基础上,将功能梯度材料引入到深埋地铁衬砌结构设计中,建立了功能梯度衬砌结构内力和变形的求解模型.设置衬砌结构的弹性模量沿角度方向以幂函数形式变化,并且在模型基础上对函数参数进行分析.结果表明:功能梯度衬砌在弹性模量参数a>b的条件下变形较小.表现在结构设计上为:在衬砌顶部和底部配置高弹性模量混凝土,在中部配置弹性模量相对较低的混凝土有利于减小结构变形;此外,随着指数n的增大,结构变形减小.表现在结构设计上为:结构的整体刚度提高有利于减小结构变形.通过计算,当n=1时,衬砌结构满足变形要求,因此可以在设计中使n=1以节省衬砌成本.最后,以上海土层参数为基础确定结构外部荷载,采用荷载结构法对埋深65 m条件下的功能梯度衬砌进行了内力和变形求解,并且与弹性模量为功能梯度结构弹性模量最大值的均质衬砌进行对比.对比发现弹性模量参数a=1, b=0.9, n=1的功能梯度结构最大变形比均质结构小10%左右,并且两者弯矩分布没有因此产生较大变化,差异最大处在4.8%以内.因此功能梯度衬砌具有安全性和经济性的双重优点.研究工作为进一步研究功能梯度地铁衬砌的力学特性提供了一定的参考价值.

关键词：功能梯度材料深埋地铁隧道衬砌结构弹性模量变形特性

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气动荷载作用下高速铁路隧道衬砌结构的疲劳累积损伤及残余寿命计算方法

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中国铁道科学 2021年第5期42卷 94-102页

作者：杜建明高修强房倩麦海颖王赶海路北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 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 中国电力建设集团有限公司华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014

基于高速铁路隧道壁面气动荷载特征,考虑气动荷载之间相互作用以及列车通过隧道不同次数之间的影响,提出1种针对高速铁路隧道衬砌结构的疲劳累积损伤及残余寿命计算方法;依托京沪高铁德州—枣庄段某隧道工程,研究高速列车单次通过隧道... 详细信息

基于高速铁路隧道壁面气动荷载特征,考虑气动荷载之间相互作用以及列车通过隧道不同次数之间的影响,提出1种针对高速铁路隧道衬砌结构的疲劳累积损伤及残余寿命计算方法;依托京沪高铁德州—枣庄段某隧道工程,研究高速列车单次通过隧道后气动荷载持续周期数以及列车车速对衬砌结构疲劳损伤的影响,分析列车通过隧道次数与衬砌结构疲劳累积损伤及残余寿命之间的关系,判断隧道设计年限内气动荷载长期循环作用下衬砌结构的安全性。结果表明:衬砌结构疲劳累积损伤随气动荷载持续周期数增加而增加,随车速提高先增加后减小;列车多次通过隧道后,衬砌结构疲劳累积损伤随列车通过隧道次数增加而增加,残余寿命则逐渐减小;高速列车单次通过案例隧道诱发的衬砌结构疲劳损伤为25.6×10-12,在日开行209对的相同工况下,疲劳累积损伤每天为10.7×10^(-9),每年为3.9×10^(-6),100年(隧道设计年限内)为3.9×10^(-4),气动荷载长期循环作用下,完整衬砌结构在案例隧道设计年限内不会发生损伤破坏。

关键词：高速铁路隧道衬砌结构气动荷载疲劳累积损伤残余寿命

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隧道衬砌结构三轴压缩蠕变特性试验研究

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岩土力学 2012年第1期33卷 115-119页

作者：曾杰靳晓光张永兴重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030

使用MTS-815液压伺服系统对隧道衬砌的混凝土试件进行了三轴压缩蠕变试验,当压缩蠕变强度达到混凝土试件抗压强度的85%时进入加速蠕变阶段。分析了隧道衬砌混凝土三轴压缩蠕变变形的特点,确定采用摩尔-库仑准则和Burgers模型串联组合而... 详细信息

使用MTS-815液压伺服系统对隧道衬砌的混凝土试件进行了三轴压缩蠕变试验,当压缩蠕变强度达到混凝土试件抗压强度的85%时进入加速蠕变阶段。分析了隧道衬砌混凝土三轴压缩蠕变变形的特点,确定采用摩尔-库仑准则和Burgers模型串联组合而成的黏弹塑性模型可以合理地描述衬砌混凝土的蠕变特性。组合模型的黏弹性状态与Burgers模型一致,塑性状态与Mohr-Coulomb模型一致,它不仅能够反映衬砌结构蠕变的全过程,且能模拟材料的黏弹塑性变形特性,解决了典型Burgers蠕变模型只能描述黏弹性蠕变的缺陷。同时也研究了三轴试验条件下组合蠕变模型参数的求解方法,得到隧道衬砌混凝土的蠕变参数。

关键词：衬砌结构三轴蠕变试验蠕变模型蠕变参数

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石膏围岩隧道衬砌结构破坏模式及时变可靠度模型

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工程科学学报 2017年第11期39卷 1626-1633页

作者：陈钒吴顺川任松李振元北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中电建路桥集团有限公司北京100048 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

石膏围岩具有很强的膨胀性和腐蚀性,在隧道全寿命周期内均会引起衬砌结构自身强度劣化及受力增加,严重影响隧道二次衬砌结构可靠性.针对石膏围岩膨胀特性和腐蚀性对隧道二次衬砌结构的影响分别建立了二次衬砌结构膨胀破坏模式和腐蚀破... 详细信息

石膏围岩具有很强的膨胀性和腐蚀性,在隧道全寿命周期内均会引起衬砌结构自身强度劣化及受力增加,严重影响隧道二次衬砌结构可靠性.针对石膏围岩膨胀特性和腐蚀性对隧道二次衬砌结构的影响分别建立了二次衬砌结构膨胀破坏模式和腐蚀破坏模式;考虑石膏围岩膨胀性和腐蚀性对隧道衬砌结构的综合影响,建立了石膏围岩隧道二次衬砌结构综合破坏模式;基于结构体功能函数,推导出能够初步考虑围岩膨胀性和腐蚀性的隧道衬砌结构可靠度指标计算公式;并分别建立了三种破坏模式下的时变可靠度分析模型.采用石膏围岩隧道衬砌结构综合破坏模式下的时变可靠度模型对礼让隧道进行了分析,得到其在使用寿命100 a内的可靠度指标变化规律.根据计算结果可以优化石膏围岩隧道衬砌结构的抗腐蚀、抗膨胀和支护结构设计参数,并对石膏围岩隧道使用寿命周期内的合理维护及维修提供依据.研究成果可推广应用于隧道衬砌结构的可靠度研究中.

关键词：石膏岩衬砌结构破坏模式塑性区时变可靠度

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钢筋混凝土盾构衬砌结构的三维数值分析

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计算力学学报 2005年第4期22卷 437-442页

作者：鞠杨徐广泉谢和平中国矿业大学北京市岩石混凝土破坏力学重点实验室北京100083

结合地铁盾构隧道工程实例,应用三维有限元模型和ANSYS程序分析了上部和周围土体荷载作用下钢筋混凝土衬砌的应力、应变分布与开裂规律。模型考虑了衬砌与周围土体的共同作用、土体和钢筋混凝土材料的弹塑性性质,通过刚度折减考虑了管... 详细信息

结合地铁盾构隧道工程实例,应用三维有限元模型和ANSYS程序分析了上部和周围土体荷载作用下钢筋混凝土衬砌的应力、应变分布与开裂规律。模型考虑了衬砌与周围土体的共同作用、土体和钢筋混凝土材料的弹塑性性质,通过刚度折减考虑了管片接头不连续性对衬砌应力、应变与开裂性质的影响。

关键词：盾构隧道衬砌结构数值计算三维有限元模型

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海底隧道衬砌结构受力特点及断面形状优化

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中国铁道科学 2009年第3期30卷 51-56页

作者：李鹏飞张顶立王梦恕房倩李兵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

针对青岛胶州湾海底隧道工程,选取设计参数不同的8个衬砌结构断面,基于荷载—结构模型,采用ANSYS有限元程序,分析衬砌结构受力特点。结果表明:衬砌结构仰拱半径不宜过大,减小仰拱半径可以有效减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩;衬砌结构... 详细信息

针对青岛胶州湾海底隧道工程,选取设计参数不同的8个衬砌结构断面,基于荷载—结构模型,采用ANSYS有限元程序,分析衬砌结构受力特点。结果表明:衬砌结构仰拱半径不宜过大,减小仰拱半径可以有效减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩;衬砌结构拱脚半径不宜过小,增大拱脚半径虽可以有效减小衬砌结构拱脚、拱底处的弯矩,但同时会增加拱顶的弯矩;衬砌结构拱顶半径不宜过大,增大拱顶半径可以减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩,但将增大拱顶、拱肩处的弯矩。基于上述研究结果,根据相关规范设计要求,以各衬砌结构断面各单元最小安全系数最大化为目标函数,对青岛胶州湾海底隧道位于海域段V级围岩段衬砌结构断面形状进行优化,优化得到的衬砌结构断面,各处内力值(弯矩、轴力)更加均匀,安全系数离散性小,便于衬砌结构配筋设计。

关键词：海底隧道衬砌结构荷载-结构模型结构断面形状优化

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隧道衬砌结构可靠指标计算方法的研究

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西南交通大学学报 1996年第6期31卷 583-589页

作者：高波蔺安林赵万强西南交通大学地下工程及岩土工程系

本文采用有限元－响应面法及Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟获得衬砌结构内力的特征参数，并以此为基础，利用五种结构可靠度分析法计算明洞与隧道衬砌结构可靠指标，经对比得出Ｔｒｙｍ法求出的隧道衬砌结构可靠指标最小。

关键词：隧道衬砌结构可靠指标

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