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土压平衡式盾构掘进过程的相似模型试验 被引量:43
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作者 何川 汪洋 +2 位作者 方勇 谢俊 赵强政 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期162-169,共8页
土压平衡式盾构掘进过程是一个多系统综合运作的复杂力学过程。为实现土压平衡盾构掘进过程的相似模拟,设计制造能够完成掘削面开挖、螺旋出土器出土、盾构机推进、管片拼装、盾尾注浆等全过程模拟的土压平衡式模型盾构机。其次对盾构-... 土压平衡式盾构掘进过程是一个多系统综合运作的复杂力学过程。为实现土压平衡盾构掘进过程的相似模拟,设计制造能够完成掘削面开挖、螺旋出土器出土、盾构机推进、管片拼装、盾尾注浆等全过程模拟的土压平衡式模型盾构机。其次对盾构-地层系统的相关参量进行甄别,选出对试验结果有重要影响的参量,同时基于相似理论,通过量纲分析的方法得到盾构-地层系统的相似准则。基于该相似准则,进行土压平衡式盾构掘进过程的室内相似模型试验,获得土压平衡式盾构掘进对地层影响的一般规律,该试验结果经过相似关系换算后可直接反映出原型中的实际地层沉降量。这种能够实现掘进全过程模拟的土压平衡式模型盾构机为深入研究盾构施工对地层及周围环境的影响提供新手段。 展开更多
关键词 土压平衡式盾构 掘进过程 相似模型试验 盾构-地层系统
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宁波庆丰大桥锚碇室内相似模型试验研究 被引量:26
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作者 李家平 张子新 +1 位作者 黄宏伟 李永盛 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1011-1016,共6页
根据相似理论,对宁波庆丰悬索桥重力式锚碇进行了室内相似模型试验研究.相似模型的几何相似常数为1∶100,重力相似常数为1∶1.325.试验表明,软土中锚碇自身和相邻土体的变位、土体中附加应力分布等随锚索力和时间的变化规律为在锚索力... 根据相似理论,对宁波庆丰悬索桥重力式锚碇进行了室内相似模型试验研究.相似模型的几何相似常数为1∶100,重力相似常数为1∶1.325.试验表明,软土中锚碇自身和相邻土体的变位、土体中附加应力分布等随锚索力和时间的变化规律为在锚索力作用下,锚碇不仅向前水平位移,而且产生前端下沉、后端隆起的刚体转动,相应的基底应力前端增加,后端减小;锚碇前面表层土体出现隆起和向前水平位移,水平向附加应力增大;位移和附加应力随锚索力的增加而增大,随测点与锚碇距离增加而减小,但随时间发展均趋于稳定.此外,锚碇基础下部地基加固,锚碇基坑围护结构以及锚碇周围土体对提高锚碇稳定性具有显著作用. 展开更多
关键词 悬索桥 相似理论 重力式锚碇 相似模型试验
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浅埋大跨隧道预加固措施相似模型试验研究 被引量:8
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作者 李化云 张志强 +2 位作者 王志杰 凌云鹏 张浩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期133-138,共6页
以京沪高铁西渴马1号隧道为工程背景,采用室内相似模型试验研究管棚和双排小导管预加固措施的加固效果。通过分析开挖过程中不同预加固措施下围岩应力和位移的变化规律,得到以下结论,(1)在隧道轴向上,管棚和双排小导管支护起到了梁的作... 以京沪高铁西渴马1号隧道为工程背景,采用室内相似模型试验研究管棚和双排小导管预加固措施的加固效果。通过分析开挖过程中不同预加固措施下围岩应力和位移的变化规律,得到以下结论,(1)在隧道轴向上,管棚和双排小导管支护起到了梁的作用,能很好地控制上方岩土体由于隧道开挖而导致的松动,且减少掌子面上方围岩应力,保证掌子面的稳定性;(2)在隧道横向上,管棚和双排小导管能与周围的岩体形成承载拱,可限制上部围岩应力释放,提高支护结构的安全性;(3)管棚的纵向梁效应要强于双排小导管,但双排小导管的横向拱效应要强于管棚。 展开更多
关键词 浅埋大跨隧道 相似模型试验 预加固措施 梁拱效应
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箱型地铁隧道30°斜穿地裂缝的相似模型试验设计 被引量:6
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作者 胡志平 彭建兵 +1 位作者 王启耀 黄强兵 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期69-74,共6页
为了研究小角度(30°)斜穿地裂缝的箱型隧道衬砌结构在地裂缝影响下的变形破坏模式和影响规律,从西安地铁工程背景和西安地裂缝地质环境出发,根据相似理论设计了箱型隧道衬砌结构模型试验的相似常数,在此基础上对模型混凝土、模型... 为了研究小角度(30°)斜穿地裂缝的箱型隧道衬砌结构在地裂缝影响下的变形破坏模式和影响规律,从西安地铁工程背景和西安地裂缝地质环境出发,根据相似理论设计了箱型隧道衬砌结构模型试验的相似常数,在此基础上对模型混凝土、模型钢筋、结构围岩参数等进行了设计。该结构模型试验拟对结构钢筋、混凝土进行应变测量,对结构顶底板接触土压力和结构外围土压力、结构内部收敛位移、模型顶表面土体变形等进行量测和观测,通过多台60通道静态应变仪的串联以及10位转换开关的组合,能实现672个测点的自动化量测。借助长安大学地基沉降实验平台,通过自锁式千斤顶的缓慢下降实现地裂缝上盘相对下降的模拟,地裂缝的活动速率和错动量通过工控机控制自锁式千斤顶的运行速率和行程来实现,该试验设计满足试验要求,能实现模型试验目标。 展开更多
关键词 箱型隧道 地铁隧道 相似模型试验 地裂缝
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地铁线路穿越急倾斜煤层采空塌陷区相似模型试验 被引量:8
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作者 黄昌富 迟大祥 +2 位作者 田书广 丁银平 常聚才 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第31期58-63,共6页
地铁线路穿越煤矿采空塌陷区问题为中国首例,因此进行急倾斜煤层开采岩移基本规律和地铁荷载作用下塌陷区及侧壁围岩稳定性研究具有重要意义。运用相似模型试验方法,模拟开采两组急倾斜特厚煤层,并用数码相机记录开采及加载过程中岩层... 地铁线路穿越煤矿采空塌陷区问题为中国首例,因此进行急倾斜煤层开采岩移基本规律和地铁荷载作用下塌陷区及侧壁围岩稳定性研究具有重要意义。运用相似模型试验方法,模拟开采两组急倾斜特厚煤层,并用数码相机记录开采及加载过程中岩层破断及移动形态。试验反映了急倾斜煤层开采中垮落带形态、裂隙带形成与发展和地表移动特征等共性;此外,分别以顶底板移动角、边界角,表土层移动角、边界角参数计算煤层开采覆岩破坏边界范围,并以此划分不稳定区、基本稳定区和稳定区;考虑地铁及建筑荷载下,塌陷区破断岩体有闭合压实现象,地表最大下沉量为4~5 cm,顶板侧壁不稳定围岩最大离层量2 cm。所得结果对指导现场地铁线路穿越煤层采空塌陷区具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 相似模型试验 岩层移动 急倾斜煤层 地铁荷载
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泄水式管片衬砌地层结构相似模型试验研究 被引量:4
6
作者 晏启祥 张增 程曦 《铁道标准设计》 北大核心 2011年第2期93-96,共4页
针对泄水式管片衬砌将在未来高水压铁路隧道中可能应用的实际,采用相似模型试验方法,研究了泄水式管片衬砌在不同泄水孔设置模式:无泄水孔、单环单泄水孔、单环双泄水孔,以及0、60、100、150 m等不同水压条件下衬砌结构的力学特征。研... 针对泄水式管片衬砌将在未来高水压铁路隧道中可能应用的实际,采用相似模型试验方法,研究了泄水式管片衬砌在不同泄水孔设置模式:无泄水孔、单环单泄水孔、单环双泄水孔,以及0、60、100、150 m等不同水压条件下衬砌结构的力学特征。研究表明:开设泄水孔不会明显降低管片衬砌的物理力学参数,管片衬砌环开设一个或者两个泄水孔皆不会明显削弱管片衬砌结构的承载能力。 展开更多
关键词 高水压铁路隧道 泄水式管片衬砌 泄水孔 相似模型试验
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管幕预支护隧道施工变形特性相似模型试验研究 被引量:6
7
作者 龚建伍 盛浩 齐培林 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第23期83-88,共6页
基于相似理论分析管幕结构模型试验的相似关系,通过试验合理选取和配制了相似模型试验材料,考虑管幕横向连系进行了管幕预支护隧道相似模型试验,研究了不同管幕布置型式、不同管幕间距、不同管间横向连系等情况下,隧道开挖引起管幕结构... 基于相似理论分析管幕结构模型试验的相似关系,通过试验合理选取和配制了相似模型试验材料,考虑管幕横向连系进行了管幕预支护隧道相似模型试验,研究了不同管幕布置型式、不同管幕间距、不同管间横向连系等情况下,隧道开挖引起管幕结构和地层变形特性。研究结果表明,在当前模型尺寸条件下,"门"字形管幕施工比"口"字形管幕引起地层变形增大28.3%左右,大间距管幕施工引起的地层变形值比小间距增大约10%,不考虑横向连系管幕施工引起地层变形显著增大,其相对于有横向连系工况变形增大约30%。实际工程中建议采用小间距、"口"字形布置的管幕,并加强管幕间的横向连系,可有效控制管幕结构和周边地层的整体变形。 展开更多
关键词 管幕预支护 横向连系 相似模型试验 变形特性 隧道工程
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基于土体相似模型试验的浅基础地基破坏机理研究 被引量:6
8
作者 李丹 余敦志 +1 位作者 王吉霖 费飞 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第9期272-278,共7页
为了研究浅基础地基破坏机理,在传统的标点法基础上,增加一种自制的土体内部位移测量装置,对承受竖向荷载的浅基础进行了室内的平面相似模型试验;重点研究地基土体随加载过程的位移变形直至破坏的全过程。研究结果表明:随着荷载的增大,... 为了研究浅基础地基破坏机理,在传统的标点法基础上,增加一种自制的土体内部位移测量装置,对承受竖向荷载的浅基础进行了室内的平面相似模型试验;重点研究地基土体随加载过程的位移变形直至破坏的全过程。研究结果表明:随着荷载的增大,基础下地基土的位移不同程度地向竖向和水平方向发展,基础临近地表也有隆起变形,隆起的高度和内部土体位移测量装置测得的数据相一致。根据实验结果得到的滑动面形状和太沙基地基破坏滑动面形状类似;但是基础正下方的压密区的弹性核接近一个倒置梯形,下底约为上底的四分之一。研究结果为浅基础地基破坏模式的建立提供了参考依据。 展开更多
关键词 相似模型试验 浅基础 内部位移 滑动面
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输水盾构隧道预应力双层衬砌力学特性的模型试验研究
9
作者 王亚 王士民 +2 位作者 马晓斌 刘畅 廖少明 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期188-198,共11页
由于在承受高内水压方面具有显著的优越性,近年来预应力双层衬砌结构在输水盾构隧道中逐渐得到广泛的应用.为揭示预应力双层衬砌结构的力学特性,以珠三角水资源配置工程输水盾构隧道为原型,创新采用相似模型试验方法并结合声发射探测技... 由于在承受高内水压方面具有显著的优越性,近年来预应力双层衬砌结构在输水盾构隧道中逐渐得到广泛的应用.为揭示预应力双层衬砌结构的力学特性,以珠三角水资源配置工程输水盾构隧道为原型,创新采用相似模型试验方法并结合声发射探测技术,对预应力双层衬砌结构在施工和运行全过程的内力、接触压力、位移以及损伤破坏等进行分析.试验结果表明:在拼装阶段,管片衬砌结构能够单独承担外水土压力,在预应力张拉阶段,管片衬砌和预应力衬砌均全环受压,而随着内水压的逐级施加,结构的轴压力逐渐减小,但在1.5 MPa内水压下,结构仍保持大部分区域受压;在预应力张拉阶段,管片衬砌和预应力衬砌脱开,不考虑其相互作用,在运行阶段,脱开区域闭合,两结构协调承载;随着预应力的逐级张拉,双层衬砌结构的位移线性增加,在张拉完成时,位移值和截面椭圆率分别达到1.37 mm和0.012‰,施加1.5 MPa内水压后,位移值减小至1.30 mm,截面椭圆率增加到0.20‰;在整个加载过程中,双层衬砌结构的渐进性损伤经历了初始弹性阶段和细观损伤阶段,结构内部从缺陷压密到逐渐出现损伤,但并未出现宏观裂纹,故结构处于安全状态. 展开更多
关键词 输水盾构隧道 预应力双层衬砌 力学特性研究 相似模型试验 声发射探测
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黄土盾构隧道开挖围岩扰动特性模型试验研究 被引量:3
10
作者 韩兴博 陈子明 +3 位作者 叶飞 梁晓明 冯浩岚 夏天晗 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期968-977,共10页
为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土... 为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土。其后,考虑盾构隧道盾尾间隙特征,开展不同含水率及埋深等组合工况下盾构开挖模拟试验,通过微型土压力传感器、百分表等监测元件以及数字图像技术等手段,分析了不同工况下地层变形、地表沉降和围岩应力的变化规律。研究发现:含水率较低时,围岩的自稳能力强;含水率越高,埋深越大,开挖对地层的扰动作用也越大;地表最大沉降值与含水率呈正相关,与埋深呈负相关;围岩剩余应力随含水率和埋深的增大而增大,但当含水率增大至一定值(26.6%)时,围岩剩余应力骤减;基于不同含水率下的围岩应力及变形发展规律,可将黄土含水率分为自稳、形变以及松动含水率,基于含水率和埋深引起的围岩松动情况,可将不同工况下的黄土盾构隧道围岩压力作用模式按照形变压力和松动压力计算,以更加适应黄土地层的特性。 展开更多
关键词 黄土盾构隧道 相似模型试验 含水率 埋深 围岩变形 应力
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尺寸效应在岩体相似材料模型试验中的应用 被引量:4
11
作者 杜彬 史小萌 张新 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期88-92,共5页
定义了相似材料模型试验中原型和模型的概念,更合理的解释了模型试验中的相似关系,并在原型岩体和模型体中,分别引入了尺寸效应理论,提出一套修正的模型材料参数确定方法.运用准岩体强度和相似材料尺寸效应理论,对工程中相似材料模型试... 定义了相似材料模型试验中原型和模型的概念,更合理的解释了模型试验中的相似关系,并在原型岩体和模型体中,分别引入了尺寸效应理论,提出一套修正的模型材料参数确定方法.运用准岩体强度和相似材料尺寸效应理论,对工程中相似材料模型试验中的力学参数进行了修正,结果说明了所提出修正方法的合理性. 展开更多
关键词 岩土工程 相似材料模型试验 模型参数 尺寸效应
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武汉长江隧道管片衬砌结构力学特征模型试验研究 被引量:54
12
作者 何川 张建刚 杨征 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期85-90,共6页
针对武汉长江隧道承受高水压和穿越高渗透性砂性土质的特点,在相似模型试验中专门采用盾构隧道-地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,实现对水压和土压的分别控制加载,完成水土分算和水土合算的不同水土压力场条件下管片衬... 针对武汉长江隧道承受高水压和穿越高渗透性砂性土质的特点,在相似模型试验中专门采用盾构隧道-地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,实现对水压和土压的分别控制加载,完成水土分算和水土合算的不同水土压力场条件下管片衬砌结构力学特征的模型试验,最后对高水压和变水压条件下的管片衬砌结构力学变化规律进行了分析。研究表明,高水压条件下的管片衬砌结构最大正负弯矩、最大变形量和结构偏心矩整体水平均有明显偏小,而平均轴力水平有明显提高;随着水压力加大,管片衬砌结构的平均轴力明显增大,最大正负弯矩略有增长或基本不变,最大偏心矩明显减小。该研究为武汉长江盾构隧道的衬砌结构设计提供有价值的参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 相似模型试验 管片衬砌结构 高水压 水压装置
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层状复合地层条件下管片衬砌结构力学特征模型试验研究 被引量:28
13
作者 何川 张建刚 杨征 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1537-1543,共7页
针对武汉长江隧道承受高水压和局部区段穿越软硬程度差异极大的层状复合地层的特点,采用盾构隧道–地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,完成了在不同水土压力场作用下对层状复合地层和单一地层两种不同地层条件下的管片衬... 针对武汉长江隧道承受高水压和局部区段穿越软硬程度差异极大的层状复合地层的特点,采用盾构隧道–地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,完成了在不同水土压力场作用下对层状复合地层和单一地层两种不同地层条件下的管片衬砌结构力学特征相似模型试验,并根据试验结果分析了层状复合地层对盾构隧道管片衬砌结构的力学特征的影响。研究表明,随着水压力加大,管片衬砌结构的平均轴力明显增大而最大正负弯矩略有增长或基本不变;处于坚硬岩层包围区域的管片体结构局部弯矩明显减小;小范围的硬岩层对管片衬砌结构整环最大内力影响不大。该研究为武汉长江隧道的管片衬砌结构设计提供有价值的参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 相似模型试验 层状复合地层 管片衬砌结构 高水压
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大连地铁盾构开挖地层移动规律的模型试验研究 被引量:12
14
作者 朱训国 陈枫 +1 位作者 徐孟林 赵德深 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期148-154,共7页
以大连市地铁2号线202标段工程为研究对象,通过相似材料模型试验绘制不同地层随时间沉降曲线,即同一时刻不同地层沉降槽曲线和不同地层水平位移曲线,得到盾构隧道施工地层移动规律。试验结果表明,不同地层各测点的垂直位移随时间的变化... 以大连市地铁2号线202标段工程为研究对象,通过相似材料模型试验绘制不同地层随时间沉降曲线,即同一时刻不同地层沉降槽曲线和不同地层水平位移曲线,得到盾构隧道施工地层移动规律。试验结果表明,不同地层各测点的垂直位移随时间的变化可用以时间为自变量的负指数函数表示;先行隧道施工对地层产生扰动,引起地层软化,导致两条隧道之间地表沉降明显叠加,沉降较大;隧道开挖时,若存在地下结构或管线,其将受到附加剪切作用,易出现裂缝,在施工中必须做好切实可行的防护措施。 展开更多
关键词 相似模型试验 沉降槽曲线 水平位移 垂直位移 地层移动规律
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不同拼装方式下盾构隧道管片衬砌受力与破坏模式模型试验研究 被引量:39
15
作者 王士民 申兴柱 +1 位作者 何祥凡 姚佳兵 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期114-124,共11页
管片拼装方式通常包括通缝拼装和错缝拼装两种形式,在不同工程中均有应用,拼装方式的不同直接造成管片衬砌结构体系上的差异,导致相同荷载条件下结构受力及破坏形态的显著差异。以狮子洋隧道为工程背景,采用相似模型试验方法,对比分析... 管片拼装方式通常包括通缝拼装和错缝拼装两种形式,在不同工程中均有应用,拼装方式的不同直接造成管片衬砌结构体系上的差异,导致相同荷载条件下结构受力及破坏形态的显著差异。以狮子洋隧道为工程背景,采用相似模型试验方法,对比分析不同拼装方式对管片衬砌结构的力学特性及破坏特征的影响规律。试验结果表明:拼装方式对管片衬砌结构的力学性能及破坏形式影响显著,通缝拼装方式整体刚度相对于错缝拼装方式较小,衬砌结构发生失稳时,通缝拼装方式极限承载力最低,其临界失稳位移最大,在管片衬砌结构开始发生宏观破坏后迅速进入失稳阶段,承载力丧失具有突发性,衬砌结构破坏最为严重;错缝拼装提高了管片衬砌结构的极限承载能力,结构从局部出现宏观裂纹到发生整体失稳的过程较长,具有明显的渐进性特征,其中错缝拼装方式CF2的失稳开始荷载最大,临界失稳位移值最小,失稳破坏过程的渐进性明显,有利于管片衬砌结构承载及防水的需求。 展开更多
关键词 盾构隧道 拼装方式 相似模型试验 极限承载力 失稳
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高水压大断面盾构隧道管片衬砌结构静力学行为模型试验研究 被引量:7
16
作者 张建刚 何川 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期80-84,共5页
以武汉长江隧道工程为背景,采用盾构隧道-地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,完成了在不同水土压力场作用下的管片衬砌结构力学特征相似模型试验,最后对盾构隧道管片衬砌结构的静力学行为特征的试验结果进行了重点分析。... 以武汉长江隧道工程为背景,采用盾构隧道-地层复合体模拟试验系统和旋转式水压装置共同作用,完成了在不同水土压力场作用下的管片衬砌结构力学特征相似模型试验,最后对盾构隧道管片衬砌结构的静力学行为特征的试验结果进行了重点分析。分析表明,9等分块力学性能优于9+1分块;宜将错缝180°的错缝拼装方式作为武汉工程首选拼装方案;对于大幅宽管片,幅宽中央受环间螺栓剪力影响较小,而幅宽边缘则较大。 展开更多
关键词 盾构隧道 相似模型试验 管片衬砌结构
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不同变形条件下盾构隧道粘钢加固效果的模型试验研究 被引量:16
17
作者 刘学增 赖浩然 +2 位作者 桑运龙 段俊铭 丁爽 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2115-2123,共9页
由于上方堆土、邻近基坑开挖等周边工程的影响,地铁隧道结构产生较大变形已成为常见问题,粘钢加固作为控制地铁变形的常用手段,然而目前对于粘贴钢板加固效果的评价分析尚不明确。通过1∶5的室内模型试验研究了隧道不同变形条件下粘钢... 由于上方堆土、邻近基坑开挖等周边工程的影响,地铁隧道结构产生较大变形已成为常见问题,粘钢加固作为控制地铁变形的常用手段,然而目前对于粘贴钢板加固效果的评价分析尚不明确。通过1∶5的室内模型试验研究了隧道不同变形条件下粘钢加固后结构的承载性能、荷载位移关系以及结构的破坏模式,分析了粘钢加固效果以及合理的加固时机。试验结果表明:①隧道结构变形分别为7.4‰D,15‰D和20‰D时(D为隧道外径)采取粘钢加固,加固后结构的破坏荷载相对原结构的破坏荷载分别增加了54.2%,49.6%和26.7%,结构失稳时的竖向收敛分别为60.78,58.74,62.15 mm,水平扩张分别为48.46,56.28,61.68 mm,说明粘钢可以提升结构承载力,但未对结构失稳时的位移量产生较大影响,从而为基于位移变化判断结构服役性能提供了依据;②结构变形10‰D至15‰D作为加固时机较为合理;③钢板与混凝土结合面的开裂与剥离是粘钢加固结构破坏的主要因素,关键部位为拱顶正弯矩区附近接头处。上述研究结论可为盾构隧道粘钢加固设计及时机的选择提供理论基础。 展开更多
关键词 盾构隧道 变形特征 粘钢加固 相似模型试验 加固效果 加固时机
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深覆土明洞及其减载结构渐进性破坏机理模型试验研究 被引量:4
18
作者 卓彬 王飞阳 +3 位作者 方勇 周凯歌 朱牧原 李盛 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期610-619,共10页
依托国内某铁路明洞工程,采用相似模型试验的方法,分析深覆土铁路明洞声发射数据、位移和内力随覆土深度的变化规律,研究衬砌裂缝的发展过程。对于减载明洞,采用相同的试验加载方案,从声发射数据、位移和内力减载量等分析EPS板的减载效... 依托国内某铁路明洞工程,采用相似模型试验的方法,分析深覆土铁路明洞声发射数据、位移和内力随覆土深度的变化规律,研究衬砌裂缝的发展过程。对于减载明洞,采用相同的试验加载方案,从声发射数据、位移和内力减载量等分析EPS板的减载效果。研究结果表明:随着系数λ(即覆土深度与明洞高度的比值)增加,明洞衬砌承载阶段大致可分为平稳增长、快速增长和加速增长3个阶段。在各阶段的分界点,衬砌拱顶、拱肩、拱腰、边墙截面轴力、弯矩和位移随覆土深度增长均出现突增现象,其增长速率较前一阶段明显加快。当λ<2.54时,衬砌结构拱顶截面出现轻微裂缝,结构发生弹性变形且呈局部损伤状态;当2.54<λ<3.81时,结构拱顶、边墙多处出现宏观裂缝,结构发生塑性变形且仍可安全使用;当λ>3.81时,各关键点均出现纵向贯通裂缝,结构破坏失稳。减载明洞衬砌累计声发射事件数和位移随系数λ增加而增加,结构各位置处内力减载量斜率呈先增大后减小的趋势。与未减载明洞试验结果相比,发现铺设EPS板有助于缓减结构位移和裂缝发展,减载结构延性更好。为了保证结构具有一定的安全储备,建议在拱顶铺设EPS板。 展开更多
关键词 深覆土明洞 EPS板 相似模型试验 声发射 裂缝
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微型桩加固长大缓倾裂隙土边坡模型试验 被引量:10
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作者 马鹏杰 芮瑞 +4 位作者 曹先振 夏荣基 王曦 丁锐恒 孙天健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1695-1707,共13页
南水北调工程中大量膨胀土边坡因其内部的长大缓倾裂隙而发生滑动,其抢险与加固工程中微型桩取得了较好的应用效果。研究微型桩加固长大缓倾裂隙土边坡的加固机制及其参数影响,对此类工程的微型桩加固设计具有重要意义。以微型桩加固膨... 南水北调工程中大量膨胀土边坡因其内部的长大缓倾裂隙而发生滑动,其抢险与加固工程中微型桩取得了较好的应用效果。研究微型桩加固长大缓倾裂隙土边坡的加固机制及其参数影响,对此类工程的微型桩加固设计具有重要意义。以微型桩加固膨胀土边坡的实际工程为背景,采取对边坡滑体沿裂隙面平行方向施加推力的方式,开展了不同缓倾裂隙面角度的未加桩边坡推移破坏试验,并以桩长、排间距和桩位为影响参数,进行了微型桩加固长大缓倾裂隙土边坡的参数影响模型试验,对边坡的位移特征以及微型桩的受力特性与加固效应进行了分析。结果表明:微型桩对于缓倾裂隙边坡具有较好的抗滑加固效果,能够将抗滑阻力维持在较高的水平。微型桩能提供的抗滑阻力随桩长(锚固比)增加而增加,但提升效率随桩长增加而减小。建议布置在边坡上1/3处的微型桩锚固比取值为0.5,布置在边坡下1/3处的微型桩锚固比取值不小于0.65。桩身弯矩与剪力均呈反S形分布,最大值均位于裂隙面附近。双排桩使得边坡抵抗破坏的韧性增强,当排距为200 mm(10倍桩径)时,前后排桩协调较好,均能较为充分地发挥抗滑作用,对边坡抗滑推力提升较大。 展开更多
关键词 微型桩 缓倾裂隙 土质边坡 相似模型试验 受力特性
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深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究 被引量:21
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作者 张绪涛 张强勇 +3 位作者 向文 高强 袁圣渤 王超 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2247-2254,共8页
随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首... 随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首次开展了带有软弱夹层的层状节理岩体的真三维地质力学模型试验。结果表明:(1)在满足一定应力条件下,带有软弱夹层的层状节理试验模型出现明显的分区破裂现象;(2)软弱夹层是影响层状节理岩体分区破裂现象的重要因素,在相同的应力条件下,软弱夹层使得巷道围岩的径向位移和应变明显增加;并且软弱夹层的间距越小,洞周破裂区的层数越多,范围越大;(3)洞周破裂区的形状近似为圆形,与是否存在软弱夹层及软弱夹层间距均无关。模型试验结果有效揭示了分区破裂的影响因素,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形破坏特征奠定了坚实的试验基础。 展开更多
关键词 深部岩体 分区破裂 数控真三维加载 相似材料模型试验 软弱夹层
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