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盾尾刷多腔密封系统渗漏数值模型及验证
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作者 李大伟 钟小春 +3 位作者 刘昶 沈桂丽 钟建玲 黄思远 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期304-314,共11页
为获得基于试验的盾尾油脂渗漏参数以及盾尾密封渗漏模型,通过油脂剪切试验、自制单元体油脂逃逸试验分别对油脂本构关系以及盾尾刷阻力系数进行确定。根据多孔介质理论对盾尾刷钢丝束与管片接触部分进行简化,建立盾尾密封系统数值模型... 为获得基于试验的盾尾油脂渗漏参数以及盾尾密封渗漏模型,通过油脂剪切试验、自制单元体油脂逃逸试验分别对油脂本构关系以及盾尾刷阻力系数进行确定。根据多孔介质理论对盾尾刷钢丝束与管片接触部分进行简化,建立盾尾密封系统数值模型。通过自制大尺度盾尾密封模型试验对外界泥水击穿盾尾密封系统过程中各油脂腔压力以及击穿时间进行采集,并与数值模拟结果进行对应。得出以下结论:1)当围压超过130 kPa时,油脂的剪切屈服应力基本不发生改变,油脂本构关系可按照宾汉姆流体进行拟合。2)在外界泥水压力的作用下,油脂团从盾尾刷钢丝束与管片外壁接触处发生逃逸,盾尾刷对油脂的阻碍作用变化主要取决于盾尾刷钢丝束与管片的贴合长度。3)根据安装的压力传感器,单道油脂腔压力与外界泥水压力基本同步变化,多道油脂腔压力沿盾构掘进方向压力逐级下降。4)根据单腔以及双腔工况模拟结果,单腔的击穿压力为0.7 MPa,击穿时油脂腔含水量达到34%,双腔的击穿压力为1.3 MPa,击穿时第1道油脂腔含水量达到38%,第2道油脂腔含水量达到22%。模拟结果显示击穿压力下的击穿时间与试验结果相匹配,验证了油脂本构关系以及盾尾刷阻力系数的合理性。 展开更多
关键词 盾尾密封 大尺度模型试验 油脂本构关系 盾尾油脂渗漏参数 多孔介质
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渣土浆液在盾构壁后注浆中的再利用及配比优化研究
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作者 简永洲 易斌斌 +3 位作者 李福东 钟小春 朱诚 黄思远 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第4期740-748,共9页
盾构施工过程中产生的大量渣土不仅污染环境,而且会增加运输和处置成本。为解决这一问题,以南京地铁6号线某区间工程为依托,提出将盾构开挖排放的粉质黏土层渣土回收再利用于壁后注浆的技术方法。通过室内试验、SPSS(statistical packag... 盾构施工过程中产生的大量渣土不仅污染环境,而且会增加运输和处置成本。为解决这一问题,以南京地铁6号线某区间工程为依托,提出将盾构开挖排放的粉质黏土层渣土回收再利用于壁后注浆的技术方法。通过室内试验、SPSS(statistical package for the social sciences)多元非线性回归分析及多目标规划优化方法,研究渣土浆液性能随水灰比、硬化剂A和硬化剂B掺比(与水泥质量之比)的变化规律,并确定渣土浆液性能与成本的最优配比。研究主要结论为:1)TW-G系列产品适用于高含泥量浆液,其中硬化剂A具有缓凝和减水作用,硬化剂B具有促凝作用。2)多目标规划优化结果显示,性能最优配比为水灰比0.75,硬化剂A掺比为0.86%,硬化剂B掺比为12.95%;成本最优配比为水灰比0.84,硬化剂A掺比为3.66%,硬化剂B掺比为2.91%。3)现场实践表明,相比于普通单液硬性浆,渣土浆液性能更佳,用于盾构壁后注浆后地表沉降控制在12 mm以内,管片上浮控制在25 mm以内,且能够减少渣土外运10%以上,成本降低35%左右。 展开更多
关键词 盾构隧道 盾构渣土 壁后注浆 渣土再利用 浆液配比
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盾尾密封失效诱发砂土地基盾构管片环失稳坍塌研究 被引量:5
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作者 钟小春 余明学 +3 位作者 竺维彬 米晋生 黄威然 钟长平 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期264-274,共11页
盾构管片环失稳坍塌案例时有发生,探究其失稳坍塌发生条件对于预防重大安全事故发生具有重要意义。基于Midas GTS建立30环考虑环缝螺栓作用的荷载−结构计算模型,从盾尾管片环地基掏空和盾尾姿态突变2个方面探讨盾构管片环结构失稳破坏... 盾构管片环失稳坍塌案例时有发生,探究其失稳坍塌发生条件对于预防重大安全事故发生具有重要意义。基于Midas GTS建立30环考虑环缝螺栓作用的荷载−结构计算模型,从盾尾管片环地基掏空和盾尾姿态突变2个方面探讨盾构管片环结构失稳破坏过程及失稳坍塌的发生条件。结果表明:盾尾渗漏使盾尾壳体失去了周围地基的有效约束作用,盾尾发生前仰后俯的姿态变化,隧道结构发生横向“横鸭蛋”和纵向挠曲变形,最终导致部分管片环坍塌。盾尾下沉位移是诱发管片环失稳坍塌的主要因素,盾尾下沉导致隧道纵向变形快速发展,快于盾尾渗漏引起管片环周围地基掏空所导致的隧道纵向变形。当盾尾下沉位移大于0.50 m且掏空范围大于5环、盾尾下沉位移大于0.45 m且掏空范围大于10环、盾尾下沉位移大于0.40 m且掏空范围大于11环时,环缝最大张开量超过单根螺栓极限应力时的环缝张开量47.43 mm,部分纵向螺栓被拉断,管片外水土发生喷射,加快管片环外砂土快速流失。当盾尾下沉位移大于0.5 m且掏空范围大于9环时,环缝最大张开量超过65.2 mm,管片环椭圆率超过46.1‰,最终诱发多环管片环失稳坍塌。研究结果可为盾尾渗漏诱发的重大安全风险评判提供参考。 展开更多
关键词 盾构管片环 姿态突变 砂土地基掏空 失稳坍塌 环缝张开 螺栓拉断
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盾尾刷-油脂腔密封系统油脂逃逸规律研究 被引量:2
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作者 钟小春 钟建玲 +3 位作者 竺维彬 黄威然 何纯豪 孙金鑫 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1544-1553,共10页
油脂逃逸导致油脂腔内压力降低,由此诱发的盾尾密封系统漏水、漏浆等安全责任事故屡屡发生。研制盾尾刷密封系统油脂逃逸的单元体试验装置,采用逐级加压将油脂注入盾尾密封系统油脂腔内,每级压力持续420 s,记录不同盾尾间隙及不同油脂... 油脂逃逸导致油脂腔内压力降低,由此诱发的盾尾密封系统漏水、漏浆等安全责任事故屡屡发生。研制盾尾刷密封系统油脂逃逸的单元体试验装置,采用逐级加压将油脂注入盾尾密封系统油脂腔内,每级压力持续420 s,记录不同盾尾间隙及不同油脂锥入度工况下腔内的密封油脂开始逃逸时的油脂注入压力值、以及逃逸后储油装置中密封油脂的稳定损耗速率,最终获得了盾尾密封系统的油脂逃逸规律,并总结了盾尾油脂的逃逸模式。研究结果表明:1)油脂逃逸速率主要受油脂锥入度和油脂压力的影响,根据油脂逃逸规律变化曲线,油脂逃逸速率可以分为不逃逸、低速逃逸、快速逃逸3个阶段。油脂不逃逸至低速逃逸的油脂压力称为油脂逃逸压力,油脂低速逃逸与快速逃逸之间的油脂压力值为油脂腔内外压差控制值;2)建立了油脂逃逸速率和工程中油脂消耗量的对应关系,结合工程中每环盾尾油脂允许消耗量可实时判断盾尾刷密封性能;3)当油脂锥入度小于286.4(1/10 mm),盾构姿态与管片姿态控制良好时(盾尾平均间隙为75 mm),在水土压力及同步注浆压力基础上最大可增加0.3 MPa的油脂压力,提出的油脂腔内外压差控制值可指导实际工程盾尾油脂压力设定最大值;4)油脂逃逸模式可划分为无逃逸、非均匀逃逸和均匀逃逸3种模式并得出其发生条件。该研究对于指导盾尾密封性的设计及施工有着基础性的意义。 展开更多
关键词 盾尾刷 密封系统 油脂锥入度 盾尾间隙 油脂逃逸
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H型试剂对于大直径泥水盾构泥水分离处理的影响与应用
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作者 张箭 任国平 +3 位作者 尹义豪 钟小春 张春雷 梁禹 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期153-163,共11页
针对广东湛江湾海底隧道施工中出现的盾构废弃泥浆脱水速率慢、泥渣含水率高与废浆排放污染等问题,研发了一种新型H型脱水试剂。通过絮凝脱水试验、微观机理试验以及现场生产试验,揭示了泥浆泥水分离体积比/上清液浊度/粒径分布和Zeta... 针对广东湛江湾海底隧道施工中出现的盾构废弃泥浆脱水速率慢、泥渣含水率高与废浆排放污染等问题,研发了一种新型H型脱水试剂。通过絮凝脱水试验、微观机理试验以及现场生产试验,揭示了泥浆泥水分离体积比/上清液浊度/粒径分布和Zeta电位等变化规律,综合评价H型试剂与3种聚丙烯酰胺(PAM)在泥浆脱水效果方面的差异。结果表明:H型试剂与泥浆作用的最优添加量为0.5%;与PAM相比,H型试剂前期沉降速度较慢,但脱水后的泥渣含水率降低了约18.1%,且上清液非常清澈,7.8的pH值符合直接外排条件;H型试剂兼具了较好的桥网作用与电中和作用,使粒径<10μm的细粒更容易聚集成50μm以上的大颗粒,加快了泥浆的絮凝速度。H型试剂营造了渗水性更强的Ca排水通道,降低泥浆的黏滞性,提高泥浆压滤脱水的效率;与原脱水试剂相比,现场使用0.1%的H型试剂,可提高30.5%的脱水泥样含固率,降低20%的工程成本。 展开更多
关键词 泥水盾构 泥水分离 絮凝脱水 机理研究 现场试验
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土压平衡盾构管片壁后同步双液浆开发及注浆效果研究
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作者 汪贵 易斌斌 +4 位作者 李福东 钟小春 简永洲 朱诚 吴荣华 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期257-264,共8页
针对全断面稳定围岩地层管片上浮量过大的问题,通过将室内试验与现场试验相结合的方式,开发新型同步双液浆并应用于南京地铁6号线某区间,可大幅度减小管片上浮量、提高管片拼装质量。将现场使用的单液硬性浆作为A液,新型促凝剂作为B液,... 针对全断面稳定围岩地层管片上浮量过大的问题,通过将室内试验与现场试验相结合的方式,开发新型同步双液浆并应用于南京地铁6号线某区间,可大幅度减小管片上浮量、提高管片拼装质量。将现场使用的单液硬性浆作为A液,新型促凝剂作为B液,通过室内试验探究B液对于A液性质的影响规律,依据浆液胶凝时间、流动度及抗压强度要求并结合现场实际情况确定现场新型同步双液浆配比,最后通过现场试验检验该新型同步双液浆注浆效果。研究结果表明:1)B液掺A液总质量的1%~2%,可使新型同步双液浆的胶凝时间缩短至10~30 min,具有良好的泵送性及较高的早期强度;2)新型同步双液浆注入后10 min内流动性不损失且不易堵管,在国内现有的施工管理水平下具有较大推广价值;3)监测数据表明,新型同步双液浆现场注浆效果优良,相比单液硬性浆,管片环整体上浮量减小50%,管片环最大水平偏差减小57%,管片环渗漏点数减少50%,地表沉降最大值减小74.3%。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 现场试验 同步双液浆 胶凝时间
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盾构隧道纵向等效弯曲刚度的简化计算模型及影响因素分析 被引量:40
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作者 钟小春 张金荣 +1 位作者 秦建设 朱伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期132-136,共5页
盾构法隧道在国内的应用越来越广泛,早期建造的盾构隧道在工后沉降较大时出现较大的纵向变形问题,考虑隧道结构特征的设计模型及其刚度计算逐渐得到重视。在考虑管片螺栓等结构特征基础上,建立可考虑环缝张开的三维纵向结构计算模型。... 盾构法隧道在国内的应用越来越广泛,早期建造的盾构隧道在工后沉降较大时出现较大的纵向变形问题,考虑隧道结构特征的设计模型及其刚度计算逐渐得到重视。在考虑管片螺栓等结构特征基础上,建立可考虑环缝张开的三维纵向结构计算模型。研究结果表明,与管片环接缝相关的影响因素,如螺栓的数量、螺栓的预紧力以及管片环宽度对纵向弯曲刚度有效率影响较大,随着纵向螺栓数量和管片环宽度的增加而线性增加,随着螺栓预紧力的增加而非线性快速增加,而管片环的横向弯曲刚度有效率影响较小。研究成果为盾构隧道纵向设计提供了关键参数。 展开更多
关键词 盾构隧道 纵向弯曲刚度有效率 管片环宽度 螺栓预紧力
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盾构隧道衬砌管片通缝与错缝的比较分析 被引量:43
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作者 钟小春 朱伟 秦建设 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期109-112,共4页
关键词 盾构法 结构计算 隧道 衬砌 错缝
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盾构近距离下穿工况下既有隧道钢环预加固弯曲刚度研究
9
作者 魏义山 钟小春 +3 位作者 刘浩源 王建军 张文斌 刘双全 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期120-126,共7页
既有隧道受下方盾构施工影响较大,易出现不均匀沉降,导致隧道开裂、渗水等问题。现有的研究大多针对过大椭圆率引发隧道损伤而进行加固,从而控制变形进一步发展,针对盾构下穿施工前预加固措施的加固效果研究较少。基于南京地铁6号线工程... 既有隧道受下方盾构施工影响较大,易出现不均匀沉降,导致隧道开裂、渗水等问题。现有的研究大多针对过大椭圆率引发隧道损伤而进行加固,从而控制变形进一步发展,针对盾构下穿施工前预加固措施的加固效果研究较少。基于南京地铁6号线工程,采用数值模拟与施工监测相结合的方法探讨工字钢钢环预加固工况下管片环横向弯曲刚度提升规律及水平收敛变形控制效果。研究结果表明:(1)管片环内侧钢环的高度、钢环与管片接触面贴合程度对管片环弯曲刚度有效率和水平收敛变形的影响较大;(2)当采用高180mm工字钢对既有隧道进行预加固,且保证工字钢与管片贴合紧密时,管片环弯曲刚度有效率相对于未加固工况提高约73.3%,隧道水平收敛变形相对于未加固工况减小约26.5%;(3)南京地铁6号线采用高180mm工字钢对既有隧道进行预加固处理,其拱底沉降最大值为11.7mm,管片环水平收敛变形最大值仅为1.4mm,钢环加固后管片保持了较好的真圆度且未出现裂缝。 展开更多
关键词 盾构隧道 下穿施工 钢环预加固 弯曲刚度有效率 收敛变形
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地层中粉细砂在盾构壁后注浆中的再利用研究 被引量:34
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作者 钟小春 左佳 +1 位作者 刘泉维 韩月旺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S01期293-296,共4页
南京长江隧道主要穿越的地层为粉细砂,这种地层具有良好的级配,如果开挖后直接排放易造成堆放环境问题,也造成了资源的浪费。为此,研究了开挖排放的粉细砂在盾构壁后注浆中的再利用的问题。通过考虑地层不均质性——土砂比,研究了各种... 南京长江隧道主要穿越的地层为粉细砂,这种地层具有良好的级配,如果开挖后直接排放易造成堆放环境问题,也造成了资源的浪费。为此,研究了开挖排放的粉细砂在盾构壁后注浆中的再利用的问题。通过考虑地层不均质性——土砂比,研究了各种渣土情况下的浆液性质的变化。结果表明,盾构开挖排放的粉细砂渣土能够满足盾构壁后注浆施工的要求,浆液配方应根据土砂比的变化,快速作出调整,以保证浆液的性质不发生较大的变化。 展开更多
关键词 南京长江隧道 泥水盾构 壁后注浆 粉细砂
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修建地铁隧道后场地液化特征的判别 被引量:4
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作者 钟小春 刘汉龙 +1 位作者 余湘娟 高玉峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期266-269,272,共5页
对于建筑场地的液化判别方法已有很多的研究,而且形成一些较为成熟的方法。场地在修建隧道后的液化特性也会发生变化,而考虑这些变化进行液化判别的研究较少。作者旨在探讨《建筑抗震设计规范》、《铁路工程抗震设计规范》、自由场地的... 对于建筑场地的液化判别方法已有很多的研究,而且形成一些较为成熟的方法。场地在修建隧道后的液化特性也会发生变化,而考虑这些变化进行液化判别的研究较少。作者旨在探讨《建筑抗震设计规范》、《铁路工程抗震设计规范》、自由场地的有效应力有限元法和考虑隧道修建后,应力状态改变的有效应力有限元法在场地地震液化判别之间的差异,分析了这种差异产生的原因,对地下工程的勘察、设计和施工有一定的参考价值。 展开更多
关键词 有效应力法 液化判别 地铁隧道 建筑场地 抗震设计 有限元法
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盾构衬砌管片土压力反分析研究 被引量:24
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作者 钟小春 朱伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1743-1748,共6页
作用在管片上的土压力是影响管片设计的关键因素之一。目前松弛土压力的计算理论存在较多假定,与实际受力状态存在很大的差异,而且由于壁后注浆使得盾构隧道管片土压力实测比较困难,普遍存在土压力实测数据可靠性不高的问题。针对以上问... 作用在管片上的土压力是影响管片设计的关键因素之一。目前松弛土压力的计算理论存在较多假定,与实际受力状态存在很大的差异,而且由于壁后注浆使得盾构隧道管片土压力实测比较困难,普遍存在土压力实测数据可靠性不高的问题。针对以上问题,建立了一种管片土压力反演分析方法,根据相对易于测定的管片内力实测数据,采用最优化方法反演作用在管片上的土压力的大小和分布。反演计算结果表明,深埋与浅埋条件下隧道土压力有较大的不同,且与目前设计土压力假定的分布也有很大的区别。 展开更多
关键词 盾构衬砌管片 反演分析 土压力 松弛土压力
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基坑支护桩间土体拱效应理论及有限元分析 被引量:11
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作者 钟小春 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B11期1501-1504,共4页
深基坑支护桩间土体拱效应是在支护桩后一定范围内的土体上产生的。在此基础上,推导了考虑土拱效应的桩间土体承担的水平侧向土压力理论计算公式,并对土拱效应的主要影响因素——支护桩间距和土体力学性质,进行灵敏性分析。结果表明:桩... 深基坑支护桩间土体拱效应是在支护桩后一定范围内的土体上产生的。在此基础上,推导了考虑土拱效应的桩间土体承担的水平侧向土压力理论计算公式,并对土拱效应的主要影响因素——支护桩间距和土体力学性质,进行灵敏性分析。结果表明:桩间土拱效应主要发生在支护桩后2.5倍桩间土宽度范围内。最后,将深基坑支护桩间土体拱效应分析简化为平面问题,通过有限元数值分析探讨了土拱效应形成机理,理论计算与数值分析结果较为一致。 展开更多
关键词 深基坑 支护桩 土拱效应 桩土压力分担比
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盾尾刷环形密封系统单元试验及水密性机制研究 被引量:7
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作者 钟小春 莫暖娇 +3 位作者 余明学 竺维彬 朱能文 游智 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期354-361,共8页
盾构法已经成为了城市地铁隧道建设的主流施工法,由于盾尾刷密封效果不佳导致的漏水、漏浆等重大安全责任事故屡屡发生。通过建立盾尾刷-油脂腔密封系统密封单元试验装置,探讨油脂稠度、油脂压力、盾尾间隙对其水密性能的影响。试验结... 盾构法已经成为了城市地铁隧道建设的主流施工法,由于盾尾刷密封效果不佳导致的漏水、漏浆等重大安全责任事故屡屡发生。通过建立盾尾刷-油脂腔密封系统密封单元试验装置,探讨油脂稠度、油脂压力、盾尾间隙对其水密性能的影响。试验结果表明:(1)根据油脂锥入度不同,盾尾密封渗漏出现两种模式:锥入度低时渗漏物为外界泥水,锥入度高时渗漏物为外界泥水与油脂混合物。为提高盾尾密封性能,油脂锥入应控制180~200(1/10 mm)范围内。(2)盾尾渗漏临界压力可由油脂压力、贴合力确定,略微小于油脂压力,因此工程中设定油脂压力比盾尾空隙中泥水或注浆浆液压力大0.5 MPa是合理的。(3)盾尾渗漏临界压力受油脂压力影响更大些,但盾尾刷贴合力则影响油脂逃逸和油脂压力的稳定,因此盾构掘进过程中加强盾尾刷和密封系统的管理以避免砂浆侵入导致盾尾刷失去弹性引起的密封失效。研究成果可为盾尾密封系统的设计和施工管理提供参考。 展开更多
关键词 盾尾刷 油脂 单元试验 水密性 渗漏临界压力
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地铁出入口浅覆土矩形顶管工程地表隆起研究 被引量:8
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作者 钟小春 何纯豪 +2 位作者 李永运 王子仪 陈洁 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期603-612,共10页
针对浅覆土矩形顶管施工时存在地表隆起过大的风险,应用MIDAS GTS岩土数值软件动态模拟大口径矩形顶管掘进施工过程,探究其在不同覆土厚度、开挖面顶进压力、摩擦阻力下引起的地表隆起规律,并与现场监测数据进行对比分析.结果表明:顶管... 针对浅覆土矩形顶管施工时存在地表隆起过大的风险,应用MIDAS GTS岩土数值软件动态模拟大口径矩形顶管掘进施工过程,探究其在不同覆土厚度、开挖面顶进压力、摩擦阻力下引起的地表隆起规律,并与现场监测数据进行对比分析.结果表明:顶管顶进时地表监测点的隆起规律与数值计算结果基本吻合;顶管开挖面顶进压力、管节与地层的摩阻力引起的地表隆起在开挖面附近叠加达到峰值;地表的隆起峰值随覆土厚度的减小而线性增加,当开挖面顶进压力为100 kPa、管节摩阻力为35 kPa时,顶管覆土厚度每减小0.1H (H为矩形顶管高度),地表隆起峰值增大约6.00 mm;浅覆土顶管地表隆起随顶进压力和管节摩阻力的增长规律可分为缓慢增长阶段和非线性快速增长阶段;为降低浅覆土顶管工程上覆土被顶破的风险,需要合理控制开挖面顶进压力及其波动、在管节外周形成厚度均匀的减摩泥浆套,确保地层稳定和顶管工程的安全. 展开更多
关键词 浅覆土 数值模拟 矩形顶管 地表隆起
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基于浆液浮力试验的盾尾管片纵向上浮特征研究 被引量:6
16
作者 钟小春 黄思远 +3 位作者 槐荣国 朱诚 胡一康 陈旭泉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1615-1624,共10页
针对围岩地层中盾尾管片易发生大上浮的问题,基于自主研发的浆液浮力测试系统,得到浆液浮力的非线性变化规律,并基于等效连续梁理论建立能综合考虑浆液时变性、浆液上浮力的非线性分布特征、施工步累加效应的精细化盾尾管片纵向上浮模型... 针对围岩地层中盾尾管片易发生大上浮的问题,基于自主研发的浆液浮力测试系统,得到浆液浮力的非线性变化规律,并基于等效连续梁理论建立能综合考虑浆液时变性、浆液上浮力的非线性分布特征、施工步累加效应的精细化盾尾管片纵向上浮模型,最后结合广州某地综合管廊盾构施工上浮实测结果,验证了该模型的可靠性。研究结果表明:随着浆液所受压差与所处地层渗透性的增大,浆液浮力消散速度呈现增大趋势,盾尾管片上浮量呈现减小趋势;盾构在强风化含砾砂岩地层中掘进时,上浮特征曲线满足先增大后减小,最后趋于稳定的规律,并且在20 kPa压差作用下,最大上浮量达151.74 mm,该位置距离盾尾39.2 m,最后在距离盾尾70 m附近上浮达到稳定,此时上浮量为145.2 mm;建立的盾尾管片纵向上浮模型进一步地揭示了浆液固结规律对其上浮特征的影响机制,与实测结果基本一致。该研究成果可用于盾尾管片上浮变形预测,为相似工程提供设计理论基础。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 弹性地基梁 同步注浆 基床系数
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砂卵石地层土压平衡盾构渣土改良难易分类机制研究 被引量:7
17
作者 钟小春 刘健美 +2 位作者 郑翔 朱能文 陈冉 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第2期237-243,共7页
针对砂卵石地层中卵石含量高、粒径大、强度高等特点导致土压平衡盾构掘进施工故障多、渣土改良难度大问题,首先,将砂卵石粒径分为≤2 mm细粒和>2 mm卵砾石粗粒2部分,建立砂卵石渣土中细粒填充并包裹粗料形成的孔隙的二相体物理模型... 针对砂卵石地层中卵石含量高、粒径大、强度高等特点导致土压平衡盾构掘进施工故障多、渣土改良难度大问题,首先,将砂卵石粒径分为≤2 mm细粒和>2 mm卵砾石粗粒2部分,建立砂卵石渣土中细粒填充并包裹粗料形成的孔隙的二相体物理模型,推导细粒填充包裹粗粒孔隙的临界细粒质量分数;其次,根据该细粒临界质量分数和室内砂卵石渣土改良试验,将砂卵石渣土分为改良容易型、改良较困难型、改良困难型3类,并分别建议相应的渣土改良措施:稳定性泡沫剂单掺方式、膨润土泥浆+泡沫剂复合掺入方式、泡沫+膨润土泥浆+聚合物复合掺入方式;最后,结合成都地铁17号线某区间盾构掘进渣土改良指导前、后渣土状态和掘进参数对比,初步验证建立的砂卵石渣土改良难易分类机制的合理性。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 砂卵石地层 和易性 细粒临界质量分数 渣土改良
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复合地层土压平衡盾构压力舱渣土改良研究 被引量:9
18
作者 钟小春 张洋 +1 位作者 张露露 槐荣国 《河北工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第2期24-29,共6页
为降低土压平衡盾构在复合地层中掘进时进行渣土改良的工程成本,以广州地铁21号线朱村至象岭区间为工程依托,通过对粉质黏土和砾砂不同比例组合的渣土进行颗粒分析,计算得到复合地层的粒径分布曲线,并结合室内试验和现场测试研究混合渣... 为降低土压平衡盾构在复合地层中掘进时进行渣土改良的工程成本,以广州地铁21号线朱村至象岭区间为工程依托,通过对粉质黏土和砾砂不同比例组合的渣土进行颗粒分析,计算得到复合地层的粒径分布曲线,并结合室内试验和现场测试研究混合渣土的流动状态和渗透性。结果表明:当复合地层中含有粉质黏土层时,粗粒土层渣土流动状态和渗透性有较大的改善,添加少量的气泡或者膨润土泥浆,渣土状态即可满足盾构掘进的要求。粉质黏土层的含量在30%~70%之间时,渣土能够达到良好的塑性流动状态。粉质黏土层的含量超过70%时,存在结泥饼的风险。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 渣土改良 复合地层 颗粒分析
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基于压缩和油脂逃逸试验的盾尾刷密封性分析 被引量:3
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作者 钟小春 黄思远 +2 位作者 竺维彬 陈乔松 游智 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期125-132,共8页
为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,... 为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,利用油脂逃逸试验获取不同工况下盾尾刷的油脂逃逸量;最后,以贴合力为媒介,将影响盾尾刷质量的因素与油脂逃逸量联系起来,探讨盾尾刷的密封性能.研究结果表明:长期挤压、盾尾刷磨损程度、砂浆渗入等因素对盾尾刷弹性性能的影响显著,尤其是砂浆渗入,盾尾刷弹性性能损失最大可达90%;油脂压力存在一临界压力,盾尾间隙为50、70、90 mm的临界油脂压力分别为0.4、0.3、0.2 MPa,低于临界压力时油脂逃逸量极少,超过临界压力时油脂逃逸量陡增,油脂压力增加0.1 MPa,油脂逃逸量增加4倍以上;在盾构平均盾尾间隙(70 mm)条件下,当保护板磨损超过1/2与砂浆渗入比超过10%时,油脂逃逸将超过工程容许上限. 展开更多
关键词 盾构隧道 盾尾刷 动态压缩 油脂逃逸 密封
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基于地表位移控制的浅埋盾构管片壁后注浆压力确定方法 被引量:1
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作者 钟小春 刘昶 +2 位作者 李福东 简永洲 闫向君 《铁道建筑》 北大核心 2023年第7期114-117,共4页
采用考虑卸载模量的硬化土小应变模型,模拟分析了不同埋深盾构隧道施工时地表竖向位移随管片壁后注浆压力的变化规律,并从盾构施工微扰动控制角度探讨了壁后注浆压力的确定方法。结果表明:随壁后注浆压力增大,不同埋深下地表竖向位移均... 采用考虑卸载模量的硬化土小应变模型,模拟分析了不同埋深盾构隧道施工时地表竖向位移随管片壁后注浆压力的变化规律,并从盾构施工微扰动控制角度探讨了壁后注浆压力的确定方法。结果表明:随壁后注浆压力增大,不同埋深下地表竖向位移均可分为沉降敏感阶段、稳定阶段和隆起敏感阶段;壁后注浆压力应在隧道顶部上覆土自重应力的基础上进一步增大,以顶起上覆土,弥补超挖引起的地表沉降;当地层损失补偿率与地层损失率接近时,可达到盾构施工微扰动控制要求,据此提出一种综合考虑地表竖向位移、地层损失率、地层损失补偿率的壁后注浆压力范围确定方法。 展开更多
关键词 盾构隧道 壁后注浆压力 数值模拟 浅埋隧道 地层损失 地表位移 隧道埋深 注浆压力比
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