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砂岩地层预应力锚索力学特性及有效锚固长度优化研究——基于现场试验和数值模拟
1
作者
王秀博
严志成
+3 位作者
王立川
旷文涛
章慧健
杨继康
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第5期140-146,共7页
该文依托穿越砂岩地层的国博车站工程,采用现场预应力锚索拉拔试验和数值模拟方法,揭示了不同工况下锚索端头荷载与位移的关系以及预应力锚索的荷载传力机理,并对依托工程预应力锚索的有效锚固长度进行了优化。研究结果表明:随着拉拔力...
该文依托穿越砂岩地层的国博车站工程,采用现场预应力锚索拉拔试验和数值模拟方法,揭示了不同工况下锚索端头荷载与位移的关系以及预应力锚索的荷载传力机理,并对依托工程预应力锚索的有效锚固长度进行了优化。研究结果表明:随着拉拔力增大,预应力锚索传力过程分为三个阶段:第一阶段,剪应力集中于锚固段始端,且与拉拔力等比增大;第二阶段,剪应力分布曲线出现波峰,峰值逐步达到极限抗剪力;第三阶段,连续多段锚固段达抗剪极限,剪应力分布最终呈“矩形状”。由实验可得:预应力为200、300和400 kN的锚索对应有效锚固长度分别约5、6和7 m;相比锚索的轴力分布,锚固段剪应力分布对有效锚固长度的确定更准确;预应力锚索的荷载-有效锚固长度曲线呈现由非线性渐趋线性增长规律;采用剪切应力的积分公式计算锚索端头拉拔力,能较好地模拟拉拔试验,锚索端部拉拔荷载随位移的增加呈非线性增大,而增长速率呈逐渐下降趋势。
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关键词
预应力锚索
现场试验
数值模拟
传力机理
有效锚固长度
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职称材料
层状岩体特大断面隧道的锚索布置方式研究:以重庆东环线国博中心站隧道为例
2
作者
王文
刘一桥
+3 位作者
杨继康
王秀博
章慧健
龚伦
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第18期7803-7811,共9页
在特大断面隧道施工通过层状岩层时,由于此类地层的特殊构造特性,必须采取相应的控制对策来减小此类地层带来的不良影响。依托穿过层状岩层的重庆东环线国博中心站特大断面隧道工程,采用数值模拟和现场监测方法,对比研究了均衡和非均衡...
在特大断面隧道施工通过层状岩层时,由于此类地层的特殊构造特性,必须采取相应的控制对策来减小此类地层带来的不良影响。依托穿过层状岩层的重庆东环线国博中心站特大断面隧道工程,采用数值模拟和现场监测方法,对比研究了均衡和非均衡锚索支护在隧道穿越层状岩层的支护力学差异。结果表明:相比均衡锚索支护,非均衡锚索支护对围岩位移与塑性区的控制差异影响并不显著。但是非均衡锚索支护会显著影响支护结构拱顶弯矩分布范围,而对弯矩峰值和轴力分布及大小影响很小,二者差值分别为8%和11.2%。非均衡锚索支护下的支护结构安全冗余度削减较少,仍能保持层状岩体隧道的稳定性,从经济和施工便捷性来看,能节省51%的锚索用量,经济优势更突出,在特大断面层状岩层隧道的施工中更具优越性。现场监测也表明非均衡锚索支护的应用效果良好。数值模拟结果和现场监测差值仅为2 mm,二者吻合度较高,验证了本文计算结果的合理性。本文研究成果可为今后类似层状岩体隧道支护的设计和施工提供重要参考。
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关键词
层状岩体
预应力锚索
非均衡支护
数值模拟
力学行为
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职称材料
高温隧道气温变化规律及喷雾降温参数优化研究
3
作者
王文
杨继康
+3 位作者
胡吉春
王秀博
张恒
王博
《铁道科学与工程学报》
2025年第9期4064-4078,共15页
为优化设计参数,改善施工条件,保障人员安全与工程进度,针对高温隧道施工环境中的降温措施及其效果进行研究。以重庆铁路枢纽东环线金山隧道工程为依托,通过全面收集施工动态信息,系统开展气温监测工作,揭示了高温隧道气温变化的内在规...
为优化设计参数,改善施工条件,保障人员安全与工程进度,针对高温隧道施工环境中的降温措施及其效果进行研究。以重庆铁路枢纽东环线金山隧道工程为依托,通过全面收集施工动态信息,系统开展气温监测工作,揭示了高温隧道气温变化的内在规律。首先,利用温度记录仪对隧道内不同位置的气温进行实时监测,详细分析单循环工序下高地温隧道的气温变化趋势及特性。其次,通过自制模型试验平台,探究不同喷雾流量和喷射角度对高温隧道中不同截面位置温度场分布的影响。研究结果表明:隧道内气温随掌子面距离的增加而逐渐降低,且受爆破作业影响显著。喷雾流量的变化对降温速率具有显著影响,且降温效率在不同区域存在差异。喷头后方区域的降温效率最高,风管出口区域次之,两者之间区域最低。喷雾角度虽不影响隧道各断面的起始降温时刻,但掌子面处的降温速率随喷头角度的增加而增大,其中75°喷雾角度的工况降温效果最为显著。本研究揭示了高温隧道气温变化的复杂性和多样性,通过量化分析不同喷雾流量和角度对降温效果的影响,提出了优化喷雾降温参数的设计方案,为隧道施工降温措施提供了科学依据,为高温隧道施工环境控制提供了实用指导。研究成果对提高隧道施工的安全性、效率和工程质量具有现实意义。
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关键词
高温隧道
气温监测
喷雾降温
温度场分布
模型试验
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职称材料
题名
砂岩地层预应力锚索力学特性及有效锚固长度优化研究——基于现场试验和数值模拟
1
作者
王秀博
严志成
王立川
旷文涛
章慧健
杨继康
机构
中交第三公路工程局有限公司
西南交通大学土木工程学院交通隧道工程教育部重点实验室
中铁十八局集团有限公司
中铁二院工程集团有限责任公司
出处
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第5期140-146,共7页
基金
国家自然科学基金项目(52178395)
中铁十八局集团有限公司科技研发项目(G23-02)。
文摘
该文依托穿越砂岩地层的国博车站工程,采用现场预应力锚索拉拔试验和数值模拟方法,揭示了不同工况下锚索端头荷载与位移的关系以及预应力锚索的荷载传力机理,并对依托工程预应力锚索的有效锚固长度进行了优化。研究结果表明:随着拉拔力增大,预应力锚索传力过程分为三个阶段:第一阶段,剪应力集中于锚固段始端,且与拉拔力等比增大;第二阶段,剪应力分布曲线出现波峰,峰值逐步达到极限抗剪力;第三阶段,连续多段锚固段达抗剪极限,剪应力分布最终呈“矩形状”。由实验可得:预应力为200、300和400 kN的锚索对应有效锚固长度分别约5、6和7 m;相比锚索的轴力分布,锚固段剪应力分布对有效锚固长度的确定更准确;预应力锚索的荷载-有效锚固长度曲线呈现由非线性渐趋线性增长规律;采用剪切应力的积分公式计算锚索端头拉拔力,能较好地模拟拉拔试验,锚索端部拉拔荷载随位移的增加呈非线性增大,而增长速率呈逐渐下降趋势。
关键词
预应力锚索
现场试验
数值模拟
传力机理
有效锚固长度
Keywords
prestressed anchor cable
field test
numerical simulation
transfer mechanism of cable
effective anchorage length
分类号
U125 [交通运输工程]
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职称材料
题名
层状岩体特大断面隧道的锚索布置方式研究:以重庆东环线国博中心站隧道为例
2
作者
王文
刘一桥
杨继康
王秀博
章慧健
龚伦
机构
中交第三公路工程局有限公司
西南交通大学土木工程学院交通隧道工程教育部重点实验室
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第18期7803-7811,共9页
基金
国家自然科学基金(52178395)。
文摘
在特大断面隧道施工通过层状岩层时,由于此类地层的特殊构造特性,必须采取相应的控制对策来减小此类地层带来的不良影响。依托穿过层状岩层的重庆东环线国博中心站特大断面隧道工程,采用数值模拟和现场监测方法,对比研究了均衡和非均衡锚索支护在隧道穿越层状岩层的支护力学差异。结果表明:相比均衡锚索支护,非均衡锚索支护对围岩位移与塑性区的控制差异影响并不显著。但是非均衡锚索支护会显著影响支护结构拱顶弯矩分布范围,而对弯矩峰值和轴力分布及大小影响很小,二者差值分别为8%和11.2%。非均衡锚索支护下的支护结构安全冗余度削减较少,仍能保持层状岩体隧道的稳定性,从经济和施工便捷性来看,能节省51%的锚索用量,经济优势更突出,在特大断面层状岩层隧道的施工中更具优越性。现场监测也表明非均衡锚索支护的应用效果良好。数值模拟结果和现场监测差值仅为2 mm,二者吻合度较高,验证了本文计算结果的合理性。本文研究成果可为今后类似层状岩体隧道支护的设计和施工提供重要参考。
关键词
层状岩体
预应力锚索
非均衡支护
数值模拟
力学行为
Keywords
layered rock
prestressed anchor cable
unbalanced lining
numerical simulation
mechanical behavior
分类号
U455.72 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
高温隧道气温变化规律及喷雾降温参数优化研究
3
作者
王文
杨继康
胡吉春
王秀博
张恒
王博
机构
中交第三公路工程局有限公司
出处
《铁道科学与工程学报》
2025年第9期4064-4078,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(51508477)。
文摘
为优化设计参数,改善施工条件,保障人员安全与工程进度,针对高温隧道施工环境中的降温措施及其效果进行研究。以重庆铁路枢纽东环线金山隧道工程为依托,通过全面收集施工动态信息,系统开展气温监测工作,揭示了高温隧道气温变化的内在规律。首先,利用温度记录仪对隧道内不同位置的气温进行实时监测,详细分析单循环工序下高地温隧道的气温变化趋势及特性。其次,通过自制模型试验平台,探究不同喷雾流量和喷射角度对高温隧道中不同截面位置温度场分布的影响。研究结果表明:隧道内气温随掌子面距离的增加而逐渐降低,且受爆破作业影响显著。喷雾流量的变化对降温速率具有显著影响,且降温效率在不同区域存在差异。喷头后方区域的降温效率最高,风管出口区域次之,两者之间区域最低。喷雾角度虽不影响隧道各断面的起始降温时刻,但掌子面处的降温速率随喷头角度的增加而增大,其中75°喷雾角度的工况降温效果最为显著。本研究揭示了高温隧道气温变化的复杂性和多样性,通过量化分析不同喷雾流量和角度对降温效果的影响,提出了优化喷雾降温参数的设计方案,为隧道施工降温措施提供了科学依据,为高温隧道施工环境控制提供了实用指导。研究成果对提高隧道施工的安全性、效率和工程质量具有现实意义。
关键词
高温隧道
气温监测
喷雾降温
温度场分布
模型试验
Keywords
high temperature tunnel
temperature monitoring
spray cooling
temperature field distribution
model experiment
分类号
TU943.3 [建筑科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
砂岩地层预应力锚索力学特性及有效锚固长度优化研究——基于现场试验和数值模拟
王秀博
严志成
王立川
旷文涛
章慧健
杨继康
《实验技术与管理》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
层状岩体特大断面隧道的锚索布置方式研究:以重庆东环线国博中心站隧道为例
王文
刘一桥
杨继康
王秀博
章慧健
龚伦
《科学技术与工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高温隧道气温变化规律及喷雾降温参数优化研究
王文
杨继康
胡吉春
王秀博
张恒
王博
《铁道科学与工程学报》
2025
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职称材料
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