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基于等效梁模型的盾构隧道施工期管片上浮影响因素权重分析 被引量:19
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作者 黄钟晖 舒瑶 +2 位作者 季昌 乔书光 由效铭 《隧道建设》 北大核心 2016年第11期1295-1301,共7页
为厘清盾构隧道施工期影响管片上浮各因素的权重大小,在明确管片上浮影响因素的基础上,基于盾构隧道纵向等效梁模型,以等效刚度的欧拉梁模拟盾构隧道衬砌环,以土体与浆液体等价弹簧来模拟土体与隧道之间的相互作用,编制有限元程序对模... 为厘清盾构隧道施工期影响管片上浮各因素的权重大小,在明确管片上浮影响因素的基础上,基于盾构隧道纵向等效梁模型,以等效刚度的欧拉梁模拟盾构隧道衬砌环,以土体与浆液体等价弹簧来模拟土体与隧道之间的相互作用,编制有限元程序对模型进行求解,并以南宁某地铁盾构隧道施工期管片上浮实测数据来验证计算模型的合理性。采用敏感性分析法计算出各主要影响因素的权重排序,由大到小依次为浆液未凝固区长度、浆液压力、地层变形模量、隧道纵向刚度有效率和总推力竖向分力等,分析各因素的作用机制,并提出针对性的控制措施,以指导工程实践。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 等效梁模型 权重分析 敏感性分析法
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基于等效梁模型的运载火箭动力学特性仿真预示研究 被引量:3
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作者 朴思扬 朱春艳 +1 位作者 褚福运 张亚辉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2020年第3期280-291,共12页
针对运载火箭动力学特性仿真预示问题,提出了一种基于等效梁模型,其是可考虑贮箱内液体推进剂影响高效、准确的仿真预示方法.应用等效厚度法建立了运载火箭的等效梁模型,并将运载火箭精细有限元模型的模态分析结果作为目标,通过有限元... 针对运载火箭动力学特性仿真预示问题,提出了一种基于等效梁模型,其是可考虑贮箱内液体推进剂影响高效、准确的仿真预示方法.应用等效厚度法建立了运载火箭的等效梁模型,并将运载火箭精细有限元模型的模态分析结果作为目标,通过有限元模型修正提升了等效梁模型的精度.以某型号运载火箭为算例,应用该文方法,建立了其等效梁模型,并基于集中质量法和耦合质量法两种液体推进剂等效方法对其进行了考虑贮箱内液体推进剂影响的动力学特性预测,比较了两种方法的分析结果. 展开更多
关键词 运载火箭 等效梁模型 液体推进剂 模型修正 模型简化
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盾构隧道非均质等效梁模型的建立与分析 被引量:3
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作者 高云龙 郭小红 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期123-128,共6页
盾构隧道管片设计力学模型有均质圆环模型、多铰圆环模型、梁-弹簧模型等。在分析上述力学模型基础上,从管片接头截面力学性质出发,提出一种盾构隧道力学分析方法,建立非均质等效梁模型,即接头处单元与非接头处单元均采用等效参数不同... 盾构隧道管片设计力学模型有均质圆环模型、多铰圆环模型、梁-弹簧模型等。在分析上述力学模型基础上,从管片接头截面力学性质出发,提出一种盾构隧道力学分析方法,建立非均质等效梁模型,即接头处单元与非接头处单元均采用等效参数不同的梁单元模拟,并从理论上推导接头处梁单元高度、宽度、弹性模量等截面性质等效参数解析式。根据现场试验数据,采用正交试验反演分析截面性质等效参数,验证理论解析式的有效性,得到一定条件下截面性质等效参数。将该模型内力结果与现场试验结果及梁-弹簧模型结果进行对比得出:非均质等效梁模型控制性截面内力值比现场试验值偏于安全,其安全系数介于现场试验值与梁-弹簧模型之间。结果表明:该模型可使管片接头力学性质更直观、明确,可在工程中推广应用。 展开更多
关键词 盾构隧道 非均质等效梁模型 截面性质等效参数 现场试验 正交试验
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预应力盾构隧道的等效刚度梁模型及纵向变形控制研究
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作者 王亚 廖少明 +1 位作者 马思浩 刘颖彬 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期610-621,共12页
地质条件、附加荷载以及约束条件等变化易使盾构隧道纵向产生不均匀变形,引发接缝渗漏,施加纵向预应力可以有效解决这一问题。为探究预应力盾构隧道的纵向力学特性,针对完全闭合、部分张开2种环缝接触状态下的预应力盾构隧道建立纵向等... 地质条件、附加荷载以及约束条件等变化易使盾构隧道纵向产生不均匀变形,引发接缝渗漏,施加纵向预应力可以有效解决这一问题。为探究预应力盾构隧道的纵向力学特性,针对完全闭合、部分张开2种环缝接触状态下的预应力盾构隧道建立纵向等效刚度梁模型,基于提出的7个纵向变形控制指标,结合上海某越江隧道工程实例,优化确定隧道的最佳纵向预应力,分析最佳预应力对超限纵向弯矩的影响。研究结果表明:某越江隧道在最佳预应力9.24MN下的纵向抗弯刚度及纵向曲率半径均大幅增加,且环缝变形量减小99.67%,环缝密封性显著提升;最佳预应力盾构隧道在纵向弯曲过程中,纵向曲率半径先达到界限值15000m,随后部分螺栓进入屈服状态、环缝张开量相继达到2mm、6mm,混凝土应力达到抗压强度,最后部分螺栓达到抗拉变形量发生破坏;与非预应力盾构隧道相比,最佳预应力隧道的超限纵向弯矩和抗弯刚度增大2.46~9.33倍,纵向承载能力显著增强,但纵向曲率半径减小了2.13%~6.70%。建议通过施加纵向预应力降低盾构隧道纵向不均匀变形,在施加过程中,重点关注隧道纵向曲率半径和螺栓应力的变化。 展开更多
关键词 等效刚度模型 盾构隧道 最佳预应力 纵向变形控制 超限纵向弯矩
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大型空间柔性桁架结构等效建模与动力学分析 被引量:5
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作者 刘梅 曹登庆 +1 位作者 黄庭轩 孙禄君 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期69-75,共7页
大型空间柔性桁架结构具有周期性、大柔度、构型复杂等特点,其等效建模是进行振动控制器设计的关键性技术之一。基于能量等效原理和经典Timoshenko梁理论,对刚性连接的大型空间柔性正三棱柱桁架结构进行了等效建模与动力学分析,采用Tay... 大型空间柔性桁架结构具有周期性、大柔度、构型复杂等特点,其等效建模是进行振动控制器设计的关键性技术之一。基于能量等效原理和经典Timoshenko梁理论,对刚性连接的大型空间柔性正三棱柱桁架结构进行了等效建模与动力学分析,采用Taylor展开方法推导了等效梁模型的刚度和质量表达式,对比分析桁架结构与等效梁模型的固有振动特性,二者吻合较好。数值结果表明了等效方法的有效性且等效梁模型具有较高的精度。 展开更多
关键词 大型空间柔性桁架结构 周期性 能量等效原理 等效梁模型 固有振动特性
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基础隔震高层建筑结构减震系数研究 被引量:8
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作者 赖正聪 潘文 +3 位作者 白羽 叶燎原 张田庆 贾毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期35-41,共7页
针对质量、刚度沿高度分布相对均匀的基础隔震高层建筑结构建立其等效梁模型,基于振型分解反应谱法对隔震及非隔震结构振型数、振型参与质量、地震剪力、力矩等关键指标进行探讨分析。给出了确定水平向减震系数指标的临界刚度比、临界... 针对质量、刚度沿高度分布相对均匀的基础隔震高层建筑结构建立其等效梁模型,基于振型分解反应谱法对隔震及非隔震结构振型数、振型参与质量、地震剪力、力矩等关键指标进行探讨分析。给出了确定水平向减震系数指标的临界刚度比、临界周期比,进一步分析了该两个临界比值对减震系数的一般性控制规律。研究结论表明:当隔震后、前结构基本周期比r_(T1)>1.3或上部结构整体等效刚度与隔震层水平等效刚度之比r_(kh)>0.8时,可有效抑制高层剪力墙隔震结构高阶振型反应,仅需考虑基本振型对结构地震反应的贡献;结构隔震后、前的底部剪力比、力矩比与上部结构整体等效刚度与隔震层水平等效刚度之比r_(kh)、基本周期比r_(T1)有关,与质量、阻尼等参数无关;当r_(kh)小于临界刚度比r_(kh)B或r_(T1)小于临界周期比r_(T 1B)时,底部力矩减震效果较剪力要差,应以隔震后、前结构底部力矩比作为减震效能评价指标,当r_(kh)大于临界刚度比r_(kh)B或r_(T1)大于临界刚度比r_(T 1B)时,则应以底部剪力比作为评价指标。其中,r_(kh)B,r_(T 1B)可按该研究所给数值取用。所得相关研究成果可为相关理论研究及工程应用提供参考和依据。 展开更多
关键词 高层建筑结构 基础隔震 等效梁模型 临界刚度比 减震系数
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盾构隧道纵向接头局部足尺试验研究 被引量:7
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作者 耿萍 郭翔宇 +4 位作者 王琦 唐睿 陈昌健 何川 张艳阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期92-101,128,共11页
沿盾构隧道纵向,管片环与管片环之间的接头称之为纵向接头。纵向接头是变形的薄弱部位,在变形过程中受到相邻管片的约束,其受力特点与管片接头不同。文章首先采用数值模拟方法,研究纵向接头局部试验的可行性,然后开展纵向接头局部足尺试... 沿盾构隧道纵向,管片环与管片环之间的接头称之为纵向接头。纵向接头是变形的薄弱部位,在变形过程中受到相邻管片的约束,其受力特点与管片接头不同。文章首先采用数值模拟方法,研究纵向接头局部试验的可行性,然后开展纵向接头局部足尺试验,研究接头的受力变形特征,所得结论如下:对纵向接头进行分析时,对比整环模型及纵向等效刚度梁模型计算结果,两者接头张开量、螺栓应力相差在11%以内,管片结构塑性损伤区分布特征基本一致,故纵向等效刚度梁模型可作为纵向接头局部足尺试验的依据;纵向接头局部足尺试验时,纵向接头张开量的变化对轴力更加敏感,螺栓应变增长与环间力(轴力、弯矩)的增加基本保持一致。接缝转角在环间拉力下趋近于0,且追随环间弯矩的变化;各工况中构件表面混凝土最大拉应变出现在套筒侧管片外表面中部,最大压变出现在手孔侧管片的内表面。破坏试验中,纵向拉力323.2kN时管片结构先于螺栓破坏,此时螺栓未达屈服强度。 展开更多
关键词 盾构隧道 纵向接头 纵向等效刚度模型 整环模型 局部足尺试验
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盾构法隧道的纵向刚度计算方法 被引量:39
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作者 田敬学 张庆贺 《中国市政工程》 2001年第3期35-37,共3页
为进行盾构法隧道的纵向变形与内力分析 ,对“等效连续梁模型”进行了深化 ,提出了盾构法隧道纵向拉压刚度与弯曲刚度的计算方法。并将此方法应用于上海市地铁二号线区间隧道的计算 ,为设计提供理论依据。
关键词 盾构法 隧道 等效连续模型 等效刚度 纵向变形
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基于钻孔数据的盾构隧道纵向结构参数化计算 被引量:3
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作者 李霖皓 陈珂 +1 位作者 胡云华 龙凡 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第9期1615-1621,共7页
为推动盾构隧道工程数字化设计的发展,提升结构计算效率,提出一种基于地质钻孔数据的盾构隧道纵向结构参数化计算方法。本方法考虑了三维地质空间的不确定性以及隧道纵向结构的三维空间线型特点,利用K最近邻与普通克里金算法建立地层数... 为推动盾构隧道工程数字化设计的发展,提升结构计算效率,提出一种基于地质钻孔数据的盾构隧道纵向结构参数化计算方法。本方法考虑了三维地质空间的不确定性以及隧道纵向结构的三维空间线型特点,利用K最近邻与普通克里金算法建立地层数据库;然后,与隧道轴线的空间信息建立引用关系,并输出结构约束条件与荷载大小;最后,利用等效刚度梁模型进行隧道纵向结构计算。以武汉市两湖隧道东湖段QXK6+300~+400区间为对象,将本方法与现有方法进行对比,结果表明:本方法的约束条件可以不依赖人工经验保守取值,而通过预编译的程序自动计算得出;同时,参数化计算流程有利于满足后续多区间核算需求,并且可以把内力分析结果精确地反映在三维应力云图上。因此,本方法能有效提升设计效率。 展开更多
关键词 地质钻孔 盾构隧道 纵向结构 参数化设计 等效刚度模型
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