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Prototype Loading Tests on Full-Ring Segmental Lining of Rectangular Shield Tunnel 认领 引用 被引量：1
1
作者 ZHU Yeting ZHANG Zixin +1 位作者 HUANG Xin ZHANG Guanjun 《Journal of Shanghai Jiaotong university(Science)》 EI 2018年第6期746-757,共12页
A series of full-scale loading tests are performed for a prospective subway tunnel with a rectangular shape including two reliability tests: one stagger-jointed three-ring reliability test, and one ultimate failure te... A series of full-scale loading tests are performed for a prospective subway tunnel with a rectangular shape including two reliability tests: one stagger-jointed three-ring reliability test, and one ultimate failure test on a single ring. Comprehensive measuring programs are designed to record the deformation of both lining structure and joints and the stresses of concrete, bolts and reinforcements. Experimental results show that in both the single-ring and three-ring loading cases, the long sides of tunnel cross section bend inwards while the short sides of tunnel cross section bend outwards. The inner part of joints opens while the outer part of joints closes at places experiencing positive moment and vice versa. Joint's rotational stiffness varies at different locations. Concrete cracking and crushing are the chief damage modes, and they are closely related to the distribution of bending moment. Stagger-jointed fabrication significantly increases the overall rigidity of lining system, which thereby greatly reduces the deformation of both concrete lining and joints in comparison with the single-ring case. It is shown that the routinely-used uniform rigidity model is conservative and the preliminary design can be optimized by applying an effective rigidity ratio(ERR) of 0.5. 展开更多
关键词 segmental lining prototype loading test rectangular shield tunnel effective rigidity ratio(ERR) ultimate failure
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复合地层下穿高速铁路矩形顶管盾构隧道开挖面稳定性研究 认领 引用
2
作者 同庆 庄永香 +2 位作者 宁茂权 刘炳杰 崔光耀 《高速铁路技术》 2026年第1期99-104,117,共6页
为保证矩形顶管盾构隧道开挖面稳定,以某矩形顶管盾构隧道工程为背景,采用有限元软件Abaqus建立了复合地层下穿高速铁路矩形顶管盾构隧道模型,定义了无量纲参数支护应力差率(m)及硬岩比(n),分析了硬岩比、支护应力差率和埋深因子对复合... 为保证矩形顶管盾构隧道开挖面稳定,以某矩形顶管盾构隧道工程为背景,采用有限元软件Abaqus建立了复合地层下穿高速铁路矩形顶管盾构隧道模型,定义了无量纲参数支护应力差率(m)及硬岩比(n),分析了硬岩比、支护应力差率和埋深因子对复合地层矩形顶管盾构施工开挖面失稳范围、开挖面位移及轨道沉降的影响。结果表明,随着复合地层硬岩比的增加,矩形顶管盾构隧道开挖面在相同支护应力差率下失稳范围逐渐减小,失稳位移逐渐减小,轨道沉降逐渐减小;埋深因子越大,开挖面失稳位移越大,轨道沉降越大;当n<0.75时,高速铁路轨道沉降易大于沉降阈值,在穿越待建高速铁路线路时可采用桩板结构加固方案,在下穿既有高速铁路段采用人工挖孔桩+D型便梁加固方案来满足施工安全稳定要求。研究成果可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 隧道工程 矩形顶管盾构 复合地层 开挖面稳定性 近接施工
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冻结始发工况下类矩形前盾力学性能数值模拟研究 认领 引用
3
作者 范杰 《中国市政工程》 2026年第2期92-96,100,130,131,共5页
盾构始发段是盾构隧道施工中的重要环节,而类矩形盾构机由于切削盲区的存在,在冻结始发工况下受力情况更加复杂,因此有必要对类矩形盾构机的力学性能进行研究。根据TZ61型类矩形盾构机的设计参数,建立盾构的全盾数值模型,研究分析在冻... 盾构始发段是盾构隧道施工中的重要环节,而类矩形盾构机由于切削盲区的存在,在冻结始发工况下受力情况更加复杂,因此有必要对类矩形盾构机的力学性能进行研究。根据TZ61型类矩形盾构机的设计参数,建立盾构的全盾数值模型,研究分析在冻结始发工况下类矩形前盾盾壳的变形与应力情况,并对隧道埋深、盾壳厚度以及加固体强度进行参数化分析。结果验证了类矩形盾构机在设计埋深下可顺利进行冻结始发段的施工,同时得到埋深、盾壳厚度和加固体强度对前盾受力性能的影响,为后续类矩形盾构机的设计和优化提供建议。 展开更多
关键词 类矩形盾壳 冻结始发 受力性能 数值模拟
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基于全盾壳模型的类矩形盾尾力学性能数值模拟研究 认领 引用 被引量：3
4
作者 沈皓 潘汪洋 +2 位作者 石元奇 翟一欣 柳献 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第1期235-245,共11页
盾壳是保护盾构机内部人员设备安全的重要屏障,盾尾作为盾壳结构中用于管片拼装区域,无法加装大型隔板以及肋条等加固措施,是盾壳最薄弱的位置,且类矩形盾尾的受力性能与传统圆形盾尾存在明显差异。为真实地反映类矩形盾尾的受力性能,... 盾壳是保护盾构机内部人员设备安全的重要屏障,盾尾作为盾壳结构中用于管片拼装区域,无法加装大型隔板以及肋条等加固措施,是盾壳最薄弱的位置,且类矩形盾尾的受力性能与传统圆形盾尾存在明显差异。为真实地反映类矩形盾尾的受力性能,验证类矩形盾尾在各种施工荷载下的安全性并指导后续优化设计,使用abaqus有限元软件建立包括前壳体1、前壳体2、后壳体和盾尾四部分的全盾壳模型,并在模型中考虑了盾尾刷和盾尾油脂腔荷载的影响,就直线掘进工况下盾尾的受力性能进行模拟研究。研究结果表明:背景工程中的类矩形盾尾变形与应力最大位置均位于盾尾自由端拱顶处,其在18m埋深下的直线掘进工况下最大应力48.58MPa,最大水平变形5.88mm,最大竖向变形16.66mm,具有足够的刚度与强度储备,满足施工安全要求;全盾壳计算模型相较于仅考虑盾尾的计算模型的计算结果更接近于工程实测数据,可以认为全盾壳模型能更真实准确地反映盾尾的力学性能;盾尾油脂腔荷载显著影响盾尾变形和应力的计算结果,在盾尾力学性能研究中应考虑该荷载的影响,而盾尾刷由于刚度过小,对盾尾整体的受力性能没有明显影响;通过参数分析,明确了地层性质、埋深和盾尾厚度对盾尾受力性能的影响规律,而顶推力对盾尾受力性能影响较小。 展开更多
关键词 类矩形盾尾 全盾壳模型 力学性能 数值模拟 参数分析
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矩形竖向均布荷载作用下盾构隧道最大法向附加应力计算方法 认领 引用
5
作者 卢院 徐玉胜 +2 位作者 顾问天 梁月英 鲁飞 《铁道建筑》 北大核心 2025年第6期110-113,共4页
地表施工荷载引起的盾构隧道法向附加应力对隧道结构变形影响较大,在地基附加应力计算的基础上,根据最大法向附加应力点在地面的投影位置,采用角点法、图像法计算矩形竖向均布荷载作用下盾构隧道最大法向附加应力,并拟合了最大法向附加... 地表施工荷载引起的盾构隧道法向附加应力对隧道结构变形影响较大,在地基附加应力计算的基础上,根据最大法向附加应力点在地面的投影位置,采用角点法、图像法计算矩形竖向均布荷载作用下盾构隧道最大法向附加应力,并拟合了最大法向附加应力与地面的夹角(θmax)的计算公式。对荷载宽度、隧道直径、隧道中心距荷载中线的水平距离、隧道中心离地面的竖直距离这4个影响因素进行分析,得到θmax的规律如下:θmax随矩形荷载宽度增加而减小,最后趋近0.5π;隧道中心位于矩形荷载投影下方时,θmax随隧道中心深度增加先增加后减少,直至趋近0.5π;隧道中心位于矩形荷载投影外侧时,θmax随隧道中心深度增加而减少,直至趋近0.5π。 展开更多
关键词 盾构隧道 附加荷载 矩形竖向均布荷载 计算方法 地基附加应力
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基于矩形谐振腔与微波探针双聚焦的含能材料小功率微波点火技术 认领 引用
6
作者 陈毅恒 王绍飞 +1 位作者 赵甲 谢彦召 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2025年第8期51-58,共8页
为解决小功率条件下固体含能材料微波点火问题,提出了一种基于矩形谐振腔双聚焦优化设计的小功率高场强微波点火技术。研发的微波点火装置由固态微波源、矩形谐振腔、微波探针等部分构成。其中,矩形谐振腔采用探针馈电,通过谐振作用实... 为解决小功率条件下固体含能材料微波点火问题,提出了一种基于矩形谐振腔双聚焦优化设计的小功率高场强微波点火技术。研发的微波点火装置由固态微波源、矩形谐振腔、微波探针等部分构成。其中,矩形谐振腔采用探针馈电,通过谐振作用实现能量一次聚焦,结合探针尖端对电场的畸变作用及金属置物台对电场分布空间的压缩效应,实现对谐振时腔内能量二次聚焦,并通过电磁兼容设计防止电磁波泄露。仿真与试验表明:微波点火装置在2~3 GHz范围内具有多个工作频点且频率可调,22 W功率下最大场强可达MV/m级,并能实现对小粒黑火药的有效点火,与现有装置相比,点火功率大幅减小。研发的小功率高场强微波点火技术可为固体含能材料微波点火的研究提供参考。 展开更多
关键词 微波点火 双聚焦 矩形谐振腔 电磁屏蔽 固体含能材料
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考虑纵向轴力的矩形盾构隧道纵向抗弯刚度有效率研究 认领 引用
7
作者 周晓舟 李志刚 林秀桂 《特种结构》 2025年第1期10-15,共6页
纵向抗弯刚度有效率是分析矩形隧道纵向性能的关键参数,其定义为当受到相同荷载时,均质梁与非均质梁相应位置的位移比。对于矩形盾构隧道,由施工期压力及螺栓预紧力产生的纵向轴力也是隧道纵向结构分析中不可或缺的因素。本文提出一种... 纵向抗弯刚度有效率是分析矩形隧道纵向性能的关键参数,其定义为当受到相同荷载时,均质梁与非均质梁相应位置的位移比。对于矩形盾构隧道,由施工期压力及螺栓预紧力产生的纵向轴力也是隧道纵向结构分析中不可或缺的因素。本文提出一种考虑纵向轴力的矩形盾构隧道纵向抗弯刚度有效率的理论计算方法,并对影响纵向抗弯刚度有效率的相关因素如弯矩轴力之比、截面形状、螺栓分布等进行了分析。研究表明,弯矩轴力之比λ是影响纵向抗弯刚度有效率的决定性因素,其表征着衬砌受拉边缘由弯矩和轴力分别引起的拉压应力之比,当λ=0时,隧道模型退化为无轴力的志波模型,当λ≥1时,纵向抗弯刚度有效率为1,隧道可等效为均质梁。此外,截面形状与螺栓分布对纵向抗弯刚度有效率也有较大的影响,截面形状越扁平,螺栓线刚度越小,纵向抗弯刚度有效率越低。 展开更多
关键词 纵向轴力 矩形盾构 纵向抗弯刚度有效率
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长距离穿越河道矩形顶管机选型及适应性评估 认领 引用 被引量：1
8
作者 焦国强 崔学超 《价值工程》 2025年第10期4-6,共3页
地下管廊采用矩形顶管机长距离穿越河道前,对顶管机进行选型和适应性评估,对顶管机采取对应措施,工后,河道变形值在允许范围内,说明选型及适应性评估非常必要。
关键词 长距离 矩形顶管机 选型 适应性评估
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大断面矩形盾构隧道管片接头极限抗弯承载力试验 认领 引用 被引量：21
9
作者 金跃郎 丁文其 +2 位作者 姜弘 魏于量 龚琛杰 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期143-148,155,共6页
为了研究大断面矩形盾构隧道管片接头结构的力学性能及其极限承载能力和极限破坏状态,进行了该管片接头的极限抗弯承载力试验。试验在同济大学自主研发的盾构隧道管片接头试验加载系统中进行,采用Datataker数据采集系统记录了接头试件... 为了研究大断面矩形盾构隧道管片接头结构的力学性能及其极限承载能力和极限破坏状态,进行了该管片接头的极限抗弯承载力试验。试验在同济大学自主研发的盾构隧道管片接头试验加载系统中进行,采用Datataker数据采集系统记录了接头试件在荷载作用下的力学性能变化过程,同时采集并记录了该接头的破坏过程和最终破坏形态。通过分析管片接缝张角、接头处挠度以及双排螺栓应力随接头处弯矩荷载的变化,对该管片接头结构力学性能变化及破坏全过程进行研究,并将其分为3个阶段:弹性变化阶段(弯矩小于450kN·m)、塑性发展阶段(弯矩为450~800kN·m)、屈服破坏阶段(弯矩大于800kN·m)。试验结果表明:正弯矩荷载下该断面形式的大断面矩形盾构隧道管片接头屈服弯矩为800kN·m,极限抗弯承载力为884kN·m,均远大于该管片接头设计荷载(534kN·m),意味着试验的大断面矩形盾构隧道管片接头可满足抗弯设计的要求,并为类似工程提供参考。管片接头试件的最终破坏形态表明,除了传统圆形盾构隧道管片接头试验中常见的接缝混凝土受压屈服破坏、接头螺栓受拉屈服破坏以外,所研究的大断面矩形盾构隧道纵缝接头出现了新的破坏形态,即接头盒断裂和锚固失效。 展开更多
关键词 盾构隧道 接头性能 足尺试验 极限承载力 矩形盾构 破坏模式
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类矩形盾构施工对地下管线影响的模型试验研究 认领 引用 被引量：19
10
作者 魏纲 王辰 +4 位作者 蔡诗淇 许讯 洪子涵 崔程虹 徐银峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1489-1495,共7页
类矩形盾构隧道开挖使土体以不均匀沉降形式作用于地下管线,导致管线产生纵向变形、破坏。针对类矩形盾构隧道施工,采用室内缩尺寸模型试验,综合考虑管隧相对位置、管线埋深及土体损失率3个影响因素,研究类矩形盾构隧道在砂土地层中施工... 类矩形盾构隧道开挖使土体以不均匀沉降形式作用于地下管线,导致管线产生纵向变形、破坏。针对类矩形盾构隧道施工,采用室内缩尺寸模型试验,综合考虑管隧相对位置、管线埋深及土体损失率3个影响因素,研究类矩形盾构隧道在砂土地层中施工,地下管线沉降、变形及地表沉降的规律变化。研究结果表明:管隧垂直工况时,管线竖向位移曲线呈高斯分布,竖线位移反弯点出现在隧道轴线附近处,管线弯矩呈"M"型分布,最大竖向位移及弯矩位于隧道轴线正上方;管隧斜交工况所受影响比管隧垂直工况影响更大;管线埋深越大,管线受影响程度越深;管线竖向位移随土体损失率减小相应降低,隧道轴线正上方管线竖向位移与管线最大正弯矩及两个较大负弯矩减小幅度较大,管线两端受影响程度较小;地表沉降受土体损失影响较大,沉降值比管线大。 展开更多
关键词 类矩形盾构 缩尺寸模型试验 土体损失 沉降 弯矩
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类矩形盾构隧道衬砌结构受力的现场试验研究 认领 引用 被引量：22
11
作者 王东方 张维熙 +2 位作者 董子博 柳献 朱瑶宏 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2016年第6期174-181,共8页
伴随着地铁盾构技术的不断发展,类矩形地铁盾构逐渐进入人们的视线。盾构隧道施工荷载对隧道结构有不容忽视的影响,文章以宁波类矩形盾构隧道为依托,开展了施工荷载作用下的衬砌结构受力现场试验研究,探讨了施工阶段同步注浆对衬砌结构... 伴随着地铁盾构技术的不断发展,类矩形地铁盾构逐渐进入人们的视线。盾构隧道施工荷载对隧道结构有不容忽视的影响,文章以宁波类矩形盾构隧道为依托,开展了施工荷载作用下的衬砌结构受力现场试验研究,探讨了施工阶段同步注浆对衬砌结构受力的影响。研究表明:注浆压力的影响区域主要集中在盾尾后面三环的距离;施工期的注浆作用会使衬砌结构受力整体大于稳定后的结构受力,且会引起荷载的不对称分布;注浆压力的实测影响范围大于设计模型中的作用范围。 展开更多
关键词 类矩形盾构 现场试验 施工荷载 注浆压力
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软土地区类矩形盾构隧道同步注浆填充扩散压力空间分布模式 认领 引用 被引量：12
12
作者 李培楠 石来 +3 位作者 刘俊 翟一欣 寇晓勇 陈培新 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期77-87,共11页
为解决类矩形盾构隧道同步注浆时易发生的浆液淤积问题,研究浆液在类矩形盾构隧道盾尾间隙内的填充扩散过程。根据流体力学原理,推导浆液在宾汉姆流体条件下的压力环纵向分布模式,得到软土地区类矩形盾构隧道同步注浆环向填充与纵向扩... 为解决类矩形盾构隧道同步注浆时易发生的浆液淤积问题,研究浆液在类矩形盾构隧道盾尾间隙内的填充扩散过程。根据流体力学原理,推导浆液在宾汉姆流体条件下的压力环纵向分布模式,得到软土地区类矩形盾构隧道同步注浆环向填充与纵向扩散的力学模型及计算方法;结合宁波市轨道交通3号线陈婆渡车站出入段线隧道工程实测数据,在验证理论模型合理性的基础上,分析注浆填充扩散压力沿环纵向的分布规律及其影响因素。结果表明:软土地区类矩形盾构同步注浆压力沿环向整体呈现上小下大的分布特征,异形截面局部压力有一定的起伏趋势,其变化主要来自浆液的自重加/减压、剪切力的减压作用;沿纵向的扩散压力由于仅受剪切力的减压作用,从盾尾处往后逐渐递减;对浆液沿程压力分布影响较大的参数主要包括浆液材料静切力、环饼厚度以及盾尾间隙,其中浆液材料静切力与沿程压力损失呈线性正相关,环向填充的沿程压力损失对环饼厚度最为敏感且适用于该模型的取值范围为0.02~0.03 m,纵向扩散的沿程压力损失对盾尾间隙大小最为敏感,注浆压力应根据盾构超/欠挖状态进行实时调整。 展开更多
关键词 隧道工程 类矩形盾构 同步注浆 扩散模式 压力分布
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类矩形盾构隧道结构整体安全性试验与分析 认领 引用 被引量：13
13
作者 柳献 叶宇航 +2 位作者 刘震 杨志豪 朱瑶宏 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期164-173,共10页
为研究类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的整体安全性,针对2环纵向接缝构造相同,管片配筋不同的衬砌结构进行整环足尺加载试验。试验通过30点集中荷载模拟类矩形盾构衬砌结构在意外堆载工况下的实际受力,利用位移计和电阻应变片等传... 为研究类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的整体安全性,针对2环纵向接缝构造相同,管片配筋不同的衬砌结构进行整环足尺加载试验。试验通过30点集中荷载模拟类矩形盾构衬砌结构在意外堆载工况下的实际受力,利用位移计和电阻应变片等传感器得到类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的破坏过程、结构变形、接缝变形及螺栓应变等试验结果,对其进行分析得到了类矩形盾构隧道结构在意外堆载工况下的破坏机理;并对比分析了2环试验结构试验结果,探究了不同管片配筋量对结构受力性能的影响。最后,从结构鲁棒性角度出发,分析了意外堆载工况下类矩形盾构隧道结构的鲁棒性指标,对类矩形盾构隧道结构整体安全性进行评价,并通过对比分析2环试验结构的鲁棒性指标,为提高类矩形盾构隧道结构整体安全性提出管片优化设计的建议。研究结果表明:类矩形盾构隧道衬砌结构的薄弱环节为管片间的纵向接缝及T块与中柱连接处;纵向接缝构造形式相同前提下,管片配筋量增加对纵向接缝受力影响不明显,不能使类矩形盾构隧道结构的鲁棒性明显提升;管片截面抗剪不足导致结构局部破坏而失去承载力不利于结构的鲁棒性,可通过优化管片本体截面的抗剪承载力提高类矩形盾构隧道结构的整体安全性。 展开更多
关键词 盾构隧道 类矩形盾构隧道 整体安全性 足尺试验 破坏机理 鲁棒性
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类矩形盾构隧道纵向等效抗弯刚度解析解 认领 引用 被引量：19
14
作者 梁荣柱 王凯超 +4 位作者 黄亮 孙廉威 李忠超 张莉 吴小建 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期212-223,共12页
结合类矩形盾构隧道截面特点,分别对中性轴位于截面上部边缘(环缝完全闭合)、截面上拱部、截面腰部和截面下拱部4种情况进行分析,并进一步考虑螺栓预紧力和环缝影响范围,推导得到类矩形盾构隧道的纵向等效抗弯刚度解析解,并对影响纵向... 结合类矩形盾构隧道截面特点,分别对中性轴位于截面上部边缘(环缝完全闭合)、截面上拱部、截面腰部和截面下拱部4种情况进行分析,并进一步考虑螺栓预紧力和环缝影响范围,推导得到类矩形盾构隧道的纵向等效抗弯刚度解析解,并对影响纵向等效刚度的相关因素进行探究。研究表明:当施加弯矩小于环缝启动弯矩时,环缝全部闭合,等效纵向抗弯刚度有效率为1,中性轴位于截面上部外缘;随着弯矩进一步增加,环缝逐渐张开,同时中性轴位置逐步下移,等效纵向抗弯刚度减小;纵向等效抗弯刚度有效率随环缝作用区系数增大呈现先迅速下降而后缓慢减小的趋势;螺栓预紧力越大,纵向等效刚度越大,中性轴位置随之上移;随宽高比增大,等效纵向抗弯刚度有效率逐渐下降,中性轴位置随之下移,并在中性轴位置角与小圆弧圆心角相等时出现转折点。 展开更多
关键词 类矩形盾构隧道 等效抗弯刚度 等效抗弯刚度有效率 螺栓预紧力 中性轴
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类矩形盾构隧道纵向抗弯刚度分析 认领 引用 被引量：18
15
作者 黄亮 梁荣柱 +3 位作者 吴小建 孙廉威 张莉 吴文兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2094-2102,共9页
类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度是分析其纵向受力变形的重要参数。基于等效连续化模型的基本原理,建立类矩形盾构隧道纵向等效连续化模型,推导得到类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度解析解。通过参数分析,研究螺栓、管片宽度、厚度和截面形... 类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度是分析其纵向受力变形的重要参数。基于等效连续化模型的基本原理,建立类矩形盾构隧道纵向等效连续化模型,推导得到类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度解析解。通过参数分析,研究螺栓、管片宽度、厚度和截面形状等参数对类矩形盾构隧道纵向抗弯刚度有效率的影响。研究表明,由于类矩形盾构隧道截面的特殊性,在建立等效抗弯刚度模型时,需分别对中性轴在隧道腰部和拱底两种不同的情况进行讨论;增加螺栓数量和加大管片宽度可提高类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度有效率,中性轴位置随着上移,环缝受拉张开区域减小;增加管片厚度可增加隧道绝对等效抗弯刚度,但是等效抗弯刚度有效率下降,中性轴位置下移;中性轴位置随着宽高比增大而快速下移,当中性轴位置角度与小圆弧圆心角相等时,中心轴下移曲线发生转折;当宽高比为1时,所得解析解退化为圆形盾构隧道等效抗弯刚度解。 展开更多
关键词 类矩形盾构隧道 等效抗弯刚度 等效抗弯刚度有效率 解析解
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类矩形盾构隧道上穿施工引起既有隧道剪切错台变形研究 认领 引用 被引量：11
16
作者 傅鹤林 于归 +2 位作者 邓皇适 吴疆 张凯源 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3923-3935,共13页
基于镜像法和Mindlin解,建立类矩形盾构隧道上穿施工计算模型,推导出土体损失、盾构正面推力、盾壳摩擦力和注浆压力在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式。采用剪切错台模型将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,运用最小... 基于镜像法和Mindlin解,建立类矩形盾构隧道上穿施工计算模型,推导出土体损失、盾构正面推力、盾壳摩擦力和注浆压力在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式。采用剪切错台模型将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,运用最小势能原理得出既有隧道的竖向位移计算公式。依托工程实例,对比理论计算结果和数值模拟结果,验证本文计算方法的适用性。最后,分析既有隧道的竖向位移、环间错台量和剪切力随掘进施工的变化过程,并对工程中的关键参数进行敏感性分析。研究结果表明:相比于Winker地基梁模型,剪切错台模型计算结果与数值模拟结果更接近,验证了本文计算公式的正确性;随着新建隧道掘进,既有隧道的隆起变形、环间错台量和剪切力不断增大,在盾构机通过既有隧道轴线20 m后趋于稳定;在既有隧道隆起变形最大处,环间错台量和剪切力最小;在隆起变形曲线反弯点处,环间错台量和剪切力最大;随着隧道矩形长边宽度和土体损失间隙增大,既有隧道隆起变形增加,隆起拱宽度增加;随着既有隧道埋深增加,隆起变形减小,隆起拱宽度变化不明显。 展开更多
关键词 类矩形盾构隧道 既有隧道 上穿施工 镜像法 Mindlin解 剪切错台模型
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大断面类矩形盾构隧道管片接头极限抗剪切承载力试验研究 认领 引用 被引量：25
17
作者 巩一凡 丁文其 +1 位作者 龚琛杰 姜弘 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期120-128,共9页
类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究... 类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究。文章以某大断面类矩形盾构隧道为原型,以混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对其抗剪切性能进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了剪轴比(接头剪力/轴力)-相对错台量关系等整体力学响应特性,得到了剪力-螺栓应变曲线和剪力-混凝土表面应变等局部力学响应特性,并引入数字照相分析技术(DIC)对接头结构的开裂破坏全过程进行记录,分析剪切裂缝的扩展规律,最后对结构的抗剪承载性能进行评价。基于试验数据总结了管片错台随剪轴比的"四阶段"变化规律:克服摩擦阶段(剪轴比小于0.4)、间隙闭合阶段(剪轴比为0.4~0.75)、抗剪强化阶段(剪轴比为0.75~2.76)、屈服破坏阶段(剪轴比大于2.76)。试验结果表明,剪切荷载作用下该断面形式的大断面类矩形盾构隧道接头抗剪切屈服剪轴比为2.76,具有较好的抗剪切承载性能。研究成果可以为类似类矩形盾构隧道工程提供理论支撑和技术参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 接头性能 足尺试验 抗剪切性能 大断面类矩形盾构隧道
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类矩形盾构隧道结构极限承载力分析 认领 引用 被引量：15
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作者 柳献 赵子蓬 +1 位作者 叶宇航 刘震 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1283-1295,共13页
建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道... 建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道结构受力性能和极限承载力的关键因素进行参数分析。结果表明:类矩形盾构隧道结构破坏源于管片接头破坏,最终因T块管片破坏导致结构失去承载力,结构破坏模式与纵向接头、管片本体及中柱的力学性能相关;类矩形盾构隧道结构理想的破坏模式是在管片接头充分发挥承载力的同时,管片本体主筋屈服、结构发生延性破坏。 展开更多
关键词 类矩形盾构隧道 极限承载力 非线性数值模拟 参数分析
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我国异形掘进机技术发展、应用及展望 认领 引用 被引量：35
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作者 郑永光 薛广记 +1 位作者 陈金波 庞文卓 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第6期1066-1078,共13页
20多年来,我国异形掘进机技术得到长足发展。首先,以异形掘进机领域的阶段性科研项目为主线,回顾我国异形掘进机技术从模仿跟随到同步突破再到创新引领的发展历程及所取得的成就,从异形掘进机全断面开挖技术、异形管片拼装技术、测控技... 20多年来,我国异形掘进机技术得到长足发展。首先,以异形掘进机领域的阶段性科研项目为主线,回顾我国异形掘进机技术从模仿跟随到同步突破再到创新引领的发展历程及所取得的成就,从异形掘进机全断面开挖技术、异形管片拼装技术、测控技术和施工技术等方面介绍我国异形掘进机技术的发展现状;然后,通过大量案例分析,分别介绍矩形顶管机、矩形盾构、马蹄形盾构及其特殊施工技术在我国隧道建设中的应用情况;最后,从地质适应性、施工效率、隧道截面形式等方面指出当前异形掘进机发展的局限性,并提出进一步的研究方向,同时对未来异形掘进机在新领域的应用提出几点思考。 展开更多
关键词 异形掘进机 矩形顶管机 矩形盾构 马蹄形盾构 异形开挖 管片拼装
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连接螺栓对类矩形盾构隧道结构极限承载力影响的试验研究与分析 认领 引用 被引量：10
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作者 柳献 叶宇航 +2 位作者 刘震 杨志豪 朱瑶宏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期81-88,95,共8页
针对类矩形盾构隧道衬砌结构纵向接缝处弯矩正负性确定的特点,对纵向接缝连接螺栓位置进行了优化。基于结构整环足尺试验结果,对比分析了优化前后衬砌结构整体变形、接缝变形和螺栓应变的发展,研究了优化前后结构设计阶段受力性能、破... 针对类矩形盾构隧道衬砌结构纵向接缝处弯矩正负性确定的特点,对纵向接缝连接螺栓位置进行了优化。基于结构整环足尺试验结果,对比分析了优化前后衬砌结构整体变形、接缝变形和螺栓应变的发展,研究了优化前后结构设计阶段受力性能、破坏机制、极限承载力和鲁棒性的异同。研究结果表明:(1)螺栓位置优化对结构设计阶段受力性能影响较小;(2)优化后结构在带缝工作阶段的受力性能明显提升,结构整体刚度提高,极限承载力提高30%;(3)优化后结构破坏呈延性破坏特征,属于塑性铰机制,结构结构整体安全性得到提高。 展开更多
关键词 类矩形盾构隧道 整体安全性 螺栓位置 足尺试验
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