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低真空隧道管片接缝密封垫气密性试验及力学模型
1
作者
石龙
周建军
+1 位作者
王东元
吕乾乾
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期180-186,共7页
管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片...
管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片槽为研究对象,分析其气密性以及失效机理。研究结果表明,力学模型结果与试验结果相吻合,验证了力学模型可行性和合理性;利用力学模型中接触压力路径,可以直观解释接缝垫片密封失效机理;环向接缝垫片密封能力与初始接触压力、气密性系数、垫片等效泊松比呈正相关;纵向接缝垫片密封能力与气密性系数、垫片等效泊松比和隧道外径呈正相关性,而与垫片宽度呈负相关;初始接触压力越大,垫片密封能力越强,但密封安全储备越弱;同等条件下,纵向接缝垫片密封能力明显优于环向接缝。
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关键词
低真空隧道
管片衬砌结构
气密性试验
力学模型
失效机理
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职称材料
黏土中圆形低真空隧道管片结构内力分布及其影响因素
被引量：
2
2
作者
周建军
石龙
王东元
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期49-58,共10页
针对盾构隧道管片结构在不同环境下的受力性能,建立基于修正惯用法的力学模型,推导出圆形低真空隧道管片结构内力的解析解;以武汉黏土作为模拟地层,分别采用修正剑桥模型和弹簧模型,模拟分析圆形低真空隧道结构的内力分布;在获得解析解...
针对盾构隧道管片结构在不同环境下的受力性能,建立基于修正惯用法的力学模型,推导出圆形低真空隧道管片结构内力的解析解;以武汉黏土作为模拟地层,分别采用修正剑桥模型和弹簧模型,模拟分析圆形低真空隧道结构的内力分布;在获得解析解和2种数值解的基础上,对比分析特定工况下3种方法得到的隧道管片结构内力分布,探讨真空力、弯曲刚度有效率、地基抗力系数、侧向土压力系数这4个关键参数的影响规律。结果表明:对于黏土中的圆形低真空隧道,顶部与底部的管片结构正弯矩较大,腰部则是轴力与负弯矩较大;真空力对管片结构的弯矩几乎没有影响,但对轴力影响非常显著,且随真空力的增大而增大;管片结构弯矩随弯曲刚度有效率的增大而增大,随地基抗力系数和侧向土压力系数增大而减小;管片结构轴力随地基抗力系数的增大而增大,随弯曲刚度有效率增大而减小;在隧道腰部附近,轴力随侧向土压力系数的增大而减小,但隧道底部和顶部附近则与之相反。对比3种方法,解析解与数值解具有较好的一致性,但求解结果偏于保守。
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关键词
低真空隧道
黏土地层
管片结构
结构内力
解析解
数值解
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职称材料
低真空隧道环向接缝气密性能研究
被引量：
1
3
作者
石龙
王东元
+1 位作者
周建军
吕乾乾
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期130-138,共9页
为探究低真空盾构隧道管片式衬砌结构环向接缝处的气密性能,以某实际工程中的垫片-垫片槽为研究对象,分别采用模型试验和数值模拟方法,研究垫片-垫片槽的气密能力、密封失效过程和密封行为。结果表明:数值模型能够准确模拟垫片-垫片槽...
为探究低真空盾构隧道管片式衬砌结构环向接缝处的气密性能,以某实际工程中的垫片-垫片槽为研究对象,分别采用模型试验和数值模拟方法,研究垫片-垫片槽的气密能力、密封失效过程和密封行为。结果表明:数值模型能够准确模拟垫片-垫片槽在施工阶段压缩密封、运营前抽真空以及运营阶段升温3个阶段非线性的气密力学行为,具有可行性与可靠性;垫片-垫片接触面为垫片-垫片槽的主要泄漏路径,接触面上初始接触压力近似“W”形分布,故其密封能力主要取决于端部接触压力的大小;宏观角度上垫片密封失效可视为接触面逐渐分离的过程,而力学角度上垫片密封失效可视为接触面上最大接触压力先增加、再降至零的渐进过程;抽真空阶段在密封有效的前提下,真空力和环境温度的增加均能提高垫片密封性能。
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关键词
低真空隧道
管片式衬砌结构
环向接缝
密封行为
失效过程
模型试验
数值模拟
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职称材料
题名
低真空隧道管片接缝密封垫气密性试验及力学模型
1
作者
石龙
周建军
王东元
吕乾乾
机构
西南交通大学土木工程学院
中铁隧道局集团有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期180-186,共7页
基金
盾构及掘进技术国家重点实验室开放课题(SKLST-2019-K04)
中国中铁股份有限公司科技研究开发计划(2020-重点-27)
中铁隧道局集团科技创新计划(隧研合2018-08)。
文摘
管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片槽为研究对象,分析其气密性以及失效机理。研究结果表明,力学模型结果与试验结果相吻合,验证了力学模型可行性和合理性;利用力学模型中接触压力路径,可以直观解释接缝垫片密封失效机理;环向接缝垫片密封能力与初始接触压力、气密性系数、垫片等效泊松比呈正相关;纵向接缝垫片密封能力与气密性系数、垫片等效泊松比和隧道外径呈正相关性,而与垫片宽度呈负相关;初始接触压力越大,垫片密封能力越强,但密封安全储备越弱;同等条件下,纵向接缝垫片密封能力明显优于环向接缝。
关键词
低真空隧道
管片衬砌结构
气密性试验
力学模型
失效机理
Keywords
low vacuum tunnel
segment lining structure
air-tightness testing
mechanical model
failure mechanism
分类号
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
黏土中圆形低真空隧道管片结构内力分布及其影响因素
被引量：
2
2
作者
周建军
石龙
王东元
机构
中铁隧道局集团有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室
西南交通大学土木工程学院
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期49-58,共10页
基金
河南省自然科学基金项目(212300410325)
盾构及掘进技术国家重点实验室开放课题(SKLST-2019-04)。
文摘
针对盾构隧道管片结构在不同环境下的受力性能,建立基于修正惯用法的力学模型,推导出圆形低真空隧道管片结构内力的解析解;以武汉黏土作为模拟地层,分别采用修正剑桥模型和弹簧模型,模拟分析圆形低真空隧道结构的内力分布;在获得解析解和2种数值解的基础上,对比分析特定工况下3种方法得到的隧道管片结构内力分布,探讨真空力、弯曲刚度有效率、地基抗力系数、侧向土压力系数这4个关键参数的影响规律。结果表明:对于黏土中的圆形低真空隧道,顶部与底部的管片结构正弯矩较大,腰部则是轴力与负弯矩较大;真空力对管片结构的弯矩几乎没有影响,但对轴力影响非常显著,且随真空力的增大而增大;管片结构弯矩随弯曲刚度有效率的增大而增大,随地基抗力系数和侧向土压力系数增大而减小;管片结构轴力随地基抗力系数的增大而增大,随弯曲刚度有效率增大而减小;在隧道腰部附近,轴力随侧向土压力系数的增大而减小,但隧道底部和顶部附近则与之相反。对比3种方法,解析解与数值解具有较好的一致性,但求解结果偏于保守。
关键词
低真空隧道
黏土地层
管片结构
结构内力
解析解
数值解
Keywords
Low vacuum tunnel
Clay stratum
Segment structure
Structural internal forces
Analytical solution
Numerical solution
分类号
U455.4 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
低真空隧道环向接缝气密性能研究
被引量：
1
3
作者
石龙
王东元
周建军
吕乾乾
机构
西南交通大学土木工程学院
中铁隧道局集团有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期130-138,共9页
基金
盾构及掘进技术国家重点实验室开放课题(SKLST-2019-04)
河南省自然科学基金资助项目(21230041025)
+1 种基金
中铁股份科技研究开发计划项目(2020-重点-27)
中铁隧道集团科技创新计划项目(隧研合2019-08,隧研合2017-05)。
文摘
为探究低真空盾构隧道管片式衬砌结构环向接缝处的气密性能,以某实际工程中的垫片-垫片槽为研究对象,分别采用模型试验和数值模拟方法,研究垫片-垫片槽的气密能力、密封失效过程和密封行为。结果表明:数值模型能够准确模拟垫片-垫片槽在施工阶段压缩密封、运营前抽真空以及运营阶段升温3个阶段非线性的气密力学行为,具有可行性与可靠性;垫片-垫片接触面为垫片-垫片槽的主要泄漏路径,接触面上初始接触压力近似“W”形分布,故其密封能力主要取决于端部接触压力的大小;宏观角度上垫片密封失效可视为接触面逐渐分离的过程,而力学角度上垫片密封失效可视为接触面上最大接触压力先增加、再降至零的渐进过程;抽真空阶段在密封有效的前提下,真空力和环境温度的增加均能提高垫片密封性能。
关键词
低真空隧道
管片式衬砌结构
环向接缝
密封行为
失效过程
模型试验
数值模拟
Keywords
Low-vacuum tunnel
Segment lining structure
Circumferential joint
Seal behavior
Failure process
Model test
Numerical simulation
分类号
U459.1 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U237 [交通运输工程—道路与铁道工程]
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
低真空隧道管片接缝密封垫气密性试验及力学模型
石龙
周建军
王东元
吕乾乾
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
黏土中圆形低真空隧道管片结构内力分布及其影响因素
周建军
石龙
王东元
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
低真空隧道环向接缝气密性能研究
石龙
王东元
周建军
吕乾乾
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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