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基于不完全土拱效应盾构隧道土压力计算方法
1
作者 王道远 马涛 +5 位作者 张高翔 贺少辉 惠云杰 马济文 宋宝禄 袁金秀 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第2期57-62,共6页
研究目的:盾构隧道在黏土地层和砂土地层掘进时开挖面及隧顶具有完全不同的破坏模式,基于非垂直滑裂面假定,考虑不完全土拱效应、主应力偏转等因素,推导了黏土地层圆形盾构隧道垂直土压力和竖向支护土压力计算公式。通过算例验证了计算... 研究目的:盾构隧道在黏土地层和砂土地层掘进时开挖面及隧顶具有完全不同的破坏模式,基于非垂直滑裂面假定,考虑不完全土拱效应、主应力偏转等因素,推导了黏土地层圆形盾构隧道垂直土压力和竖向支护土压力计算公式。通过算例验证了计算方法的合理性,并对参数进行了敏感性分析。研究结论:(1)当埋深较小时,隧顶垂直土压力曲线呈现线性变化特征;(2)当埋深较大时,土拱效应导致土压力曲线呈现非线性变化特征,即先增大后减小的分布规律;(3)隧顶垂直土压力随内摩擦角的增大而增大,随主应力偏转角度、滑裂面角度、黏聚力的增大而减小;(4)各参数敏感性关系为:黏聚力>主应力偏转角度>滑裂面角度>内摩擦角;(5)本研究成果可为完善盾构隧道设计计算理论体系提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 盾构 松动土压力 不完全土拱效应 主应力偏转 计算方法
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跨活动性断层隧道纵向地震响应理论解析
2
作者 袁金秀 朱正国 +5 位作者 章浩天 王道远 惠云杰 马济文 宋宝禄 郭莹春 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第5期62-68,共7页
研究目的:跨断层段是地震作用下隧道结构损毁的关键段落。为研究地震作用下跨断层隧道纵向地震响应特性,首先,基于Pasternak双参数弹性地基梁理论,建立跨断层隧道纵向地震响应力学模型并获得理论解析解;其次,利用数值计算手段验证理论... 研究目的:跨断层段是地震作用下隧道结构损毁的关键段落。为研究地震作用下跨断层隧道纵向地震响应特性,首先,基于Pasternak双参数弹性地基梁理论,建立跨断层隧道纵向地震响应力学模型并获得理论解析解;其次,利用数值计算手段验证理论解答的合理性;最后,探讨结构刚度、波速比、断层宽度对隧道结构变位和内力的动力响应规律。研究结论:(1)跨断层隧道纵向地震响应力学模型合理,理论解答最大误差不超过3%,可应用于实际工程设计;(2)结构刚度的增大,减小了断层范围内衬砌变位、增大了结构内力;(3)衬砌的位移和内力均随波速比的增大而呈现增大趋势;(4)断层宽度的增大,增大了衬砌位移、降低了应力集中;(5)实际工程中推荐采用渐变式注浆法对断层4~5倍断层宽度附近内岩体进行加固,以提升跨断层隧道抗错断能力;(6)本研究结论可为跨活动性断层隧道抗震设计提供理论依据。 展开更多
关键词 断层 隧道 纵向 地震响应 理论解
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跨导热断层隧道动力响应及震害机理分析
3
作者 袁金秀 朱正国 +5 位作者 王道远 崔光耀 马济文 宋宝禄 田小路 章浩天 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期69-76,共8页
研究目的:跨导热活动性断层段是隧道震害最为严重的段落之一,但目前其震害作用机理尚不明确。本文建立“热-震-错”耦合计算模型,考虑不同活动性断层岩温、倾角、宽度、围岩级别等因素,探讨跨导热活动性断层段隧道地震动力响应规律;同时... 研究目的:跨导热活动性断层段是隧道震害最为严重的段落之一,但目前其震害作用机理尚不明确。本文建立“热-震-错”耦合计算模型,考虑不同活动性断层岩温、倾角、宽度、围岩级别等因素,探讨跨导热活动性断层段隧道地震动力响应规律;同时,对比单一温度荷载、单一地震荷载、单一错动及“热-震-错”耦合作用下主应力、剪应力的异同,揭示跨导热断层段隧道震害作用机理。研究结论:(1)导热断层的存在改变了地温的热传导路径,原水平分层的初始温度场转变为在导热断层位置呈现向上突起的分布特征,其影响范围为断层两侧3倍洞跨;(2)隧道结构主应力和位移均随断层岩温、倾角、宽度和围岩级别的增大而增大,但断层各参数对隧道结构应力影响远大于对位移影响;最大主应力位于活动性断层上盘D2位置附近,最大位移位于活动性断层上盘S14位置附近;(3)主拉应力受断层参数影响强弱关系为:断层宽度>断层倾角>断层围岩级别>断层岩温;主压应力受断层参数影响强弱关系为:断层围岩级别>断层宽度>断层倾角>断层岩温;位移受断层参数影响强弱关系为:断层宽度>断层围岩级别>断层倾角≈断层岩温;(4)跨导热断层段隧道震害作用机理为断层错动影响最强,地震影响次之,高岩温影响最弱;其隧道衬砌结构破坏以60°共轭剪切破坏为主;(5)本研究成果可为跨导热断层隧道抗减震设计提供一定理论依据。 展开更多
关键词 隧道 强震 导热断层 动力响应 震害机理
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