类矩形盾构隧道开挖引发土体沉降解析解研究 被引量：1

1

作者 肖方奇 朱春柏 +3 位作者 甘晓露 俞建霖 龚晓南 刘念武 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第3期172-176,191,共6页

类矩形盾构隧道施工可能会导致明显的土体沉降,并进一步影响周围既有建筑物的安全。基于Verruijt解和积分法推导得到类矩形盾构隧道开挖作用下的土体响应解析解,并充分考虑土体等量径向收缩、类矩形隧道竖向、水平向以及旋转位移4个变... 类矩形盾构隧道施工可能会导致明显的土体沉降,并进一步影响周围既有建筑物的安全。基于Verruijt解和积分法推导得到类矩形盾构隧道开挖作用下的土体响应解析解,并充分考虑土体等量径向收缩、类矩形隧道竖向、水平向以及旋转位移4个变形分量的影响,以全面描述复杂施工或地层情况下类矩形盾构开挖引发的土体位移模式。利用实际工程实测数据验证解析解的有效性,并通过参数分析研究各个变形参数对地表土体沉降的影响。研究结果表明,解析理论计算结果与实测数据较为吻合,可较好地评估类矩形盾构引发的土体沉降,类矩形隧道的水平位移和旋转位移会使地表沉降呈现非对称形态,并会使最大地表沉降增大。 展开更多

关键词 类矩形盾构 土体沉降 解析解 体积损失 位移模式

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砂土层中类矩形盾构施工对邻近既有隧道造成影响的模型试验研究 被引量：1

2

作者 赵得乾麟 魏纲 +3 位作者 梁禄钜 姜海波 项鹏飞 木志远 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1000-1011,I0050-I0061,共24页

为探究砂土层中考虑新建类矩形盾构隧道施工过程中土体的损失和新建隧道与既有盾构隧道不同位置时,新建类矩形盾构隧道对既有隧道的围压、隧道拱底应变和拱顶位移的影响,采用室内模型试验的方法,进行新建类矩形隧道重叠下穿、夹穿和不... 为探究砂土层中考虑新建类矩形盾构隧道施工过程中土体的损失和新建隧道与既有盾构隧道不同位置时,新建类矩形盾构隧道对既有隧道的围压、隧道拱底应变和拱顶位移的影响,采用室内模型试验的方法,进行新建类矩形隧道重叠下穿、夹穿和不同隧道间距下正交90°下穿的试验。研究结果表明:1)各种工况下新建类矩形盾构隧道在夹穿既有隧道时对上线既有隧道的影响最大;2)夹穿工况下,新建类矩形盾构隧道开挖到既有隧道下方时,上线既有隧道拱底围压发生突变且数值极大;3)隧道的间距是新建类矩形盾构隧道施工时引起既有盾构隧道围压、拱底应变、拱顶位移等发生改变的重要影响因素,实际施工时应尽可能保持新建隧道与原有盾构隧道的间距足够大;4)新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道过程中,既有隧道拱顶存在快速变形的阶段,在实际工程中需要重视这一过程中对隧道拱顶变形速率的控制。 展开更多

关键词 类矩形盾构 既有隧道 下穿 盾构施工 模型试验

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连接螺栓对类矩形盾构隧道结构极限承载力影响的试验研究与分析 被引量：10

3

作者 柳献 叶宇航 +2 位作者 刘震 杨志豪 朱瑶宏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期81-88,95,共9页

针对类矩形盾构隧道衬砌结构纵向接缝处弯矩正负性确定的特点,对纵向接缝连接螺栓位置进行了优化。基于结构整环足尺试验结果,对比分析了优化前后衬砌结构整体变形、接缝变形和螺栓应变的发展,研究了优化前后结构设计阶段受力性能、破... 针对类矩形盾构隧道衬砌结构纵向接缝处弯矩正负性确定的特点,对纵向接缝连接螺栓位置进行了优化。基于结构整环足尺试验结果,对比分析了优化前后衬砌结构整体变形、接缝变形和螺栓应变的发展,研究了优化前后结构设计阶段受力性能、破坏机制、极限承载力和鲁棒性的异同。研究结果表明:(1)螺栓位置优化对结构设计阶段受力性能影响较小;(2)优化后结构在带缝工作阶段的受力性能明显提升,结构整体刚度提高,极限承载力提高30%;(3)优化后结构破坏呈延性破坏特征,属于塑性铰机制,结构结构整体安全性得到提高。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 整体安全性 螺栓位置 足尺试验

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基于SPH的类矩形盾构同步注浆扩散机制及参数获取 被引量：8

4

作者 李培楠 黄德中 +1 位作者 朱雁飞 丁文其 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1592-1601,共10页

异型盾构由于自身断面几何形状的特殊性,需要对其同步注浆的扩散效果及参数控制进行深入研究.利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对国内第1条类矩形盾构法隧道工程中同步注浆扩散机制和参数获取进行研究.分析结果表明,浆液扩散模式具有纵... 异型盾构由于自身断面几何形状的特殊性,需要对其同步注浆的扩散效果及参数控制进行深入研究.利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对国内第1条类矩形盾构法隧道工程中同步注浆扩散机制和参数获取进行研究.分析结果表明,浆液扩散模式具有纵环向相互关联的挤压填充性流动特征,其在盾构顶/底部填充效率较差;高流动度和早强高抗剪性浆液的扩散面弧度与压力损失率效果以及整环流动封闭效率和填充均匀度都优于液态浆和抗剪浆;注入率150%对周边环境的扰动程度最小,上下孔位浆液注入比为4∶3∶2∶1的注浆效果最好,体现为浆液压力分布更均匀;而考虑较快的闭合/充盈时间可以认为对称孔位布置更适合类矩形盾构同步注浆施工. 展开更多

关键词 类矩形盾构 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 数值模拟 同步注浆 扩散机制 参数获取

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类矩形盾构隧道纵缝受剪性能试验研究 被引量：22

5

作者 柳献 张维熙 王东方 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1767-1775,共9页

类矩形盾构隧道纵缝受剪性能的试验方法,包括试件设计、加载方案、测试方案等。过对纵向接缝的原型抗剪试验,获得接缝错台与剪切力的三阶段关系曲线,经过数据分析得到纵缝抗剪刚度在不同轴力作用下变化规律,明确隧道接缝在轴力和剪力共... 类矩形盾构隧道纵缝受剪性能的试验方法,包括试件设计、加载方案、测试方案等。过对纵向接缝的原型抗剪试验,获得接缝错台与剪切力的三阶段关系曲线,经过数据分析得到纵缝抗剪刚度在不同轴力作用下变化规律,明确隧道接缝在轴力和剪力共同作用下的各阶段受力机制,并提出第一、第三阶段抗剪强度的实用计算方法,从中指出螺栓预紧力对接缝受剪性能的有利影响,探讨管片接缝设计中剪力与轴力之比对错台变化的影响,并提出该比值的控制范围。试验结果为类矩形盾构隧道衬砌设计模型剪切参数提供取值范围,并为接缝抗剪设计提供技术支持和依据。 展开更多

关键词 类矩形盾构 纵缝接头 受剪性能

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类矩形盾构隧道错缝管片环间传力性能研究 被引量：6

6

作者 张维熙 董子博 +1 位作者 柳献 朱瑶宏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2637-2644,共8页

针对类矩形错缝拼装盾构隧道,通过三环拼装管片进行环间传力性能试验研究,并与纵缝压弯试验进行对比分析,分析环缝间产生的剪力对纵缝变形的限制作用,明确弯矩传递机制。相同弯矩作用下,随着纵向力的增大,弯矩传递系数呈增大趋势;相同... 针对类矩形错缝拼装盾构隧道,通过三环拼装管片进行环间传力性能试验研究,并与纵缝压弯试验进行对比分析,分析环缝间产生的剪力对纵缝变形的限制作用,明确弯矩传递机制。相同弯矩作用下,随着纵向力的增大,弯矩传递系数呈增大趋势;相同纵向力但不同弯矩作用下的环间传力性能有所变化。研究指出该类型接头的环间作用力的局限性,明确类矩形错缝拼装接缝附近的薄弱环节,对新型地铁衬砌设计和施工提供试验依据和技术支持。 展开更多

关键词 类矩形盾构 环缝 弯矩传递系数 纵向力

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大断面类矩形盾构衬砌结构横向刚度有效率 被引量：3

7

作者 张子新 朱叶艇 +1 位作者 朱雁飞 黄昕 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期729-736,共8页

基于大断面类矩形盾构隧道衬砌结构原型加载试验,通过在原型试验管片领域引入三维激光扫描设备获取管片内弧面三维形变数据,对类矩形盾构管片形变、横向和水平向横向刚度有效率进行研究.给出了自重状态和设计状态下类矩形盾构管片横向... 基于大断面类矩形盾构隧道衬砌结构原型加载试验,通过在原型试验管片领域引入三维激光扫描设备获取管片内弧面三维形变数据,对类矩形盾构管片形变、横向和水平向横向刚度有效率进行研究.给出了自重状态和设计状态下类矩形盾构管片横向刚度有效率值,分析了类矩形盾构管片形变和横向刚度有效率随覆土埋深和侧压力系数增加的变化规律,揭示了极限破坏工况条件下管片结构形变和横向刚度有效率的两阶段线性特征.通过壳-弹簧模型详细对比了类矩形和圆形管片形变和横向刚度有效率的异同点,证明了结构自重在反映类矩形盾构管片整体结构刚度上的重要影响. 展开更多

关键词 类矩形盾构 原型试验 三维激光扫描 横向刚度有效率

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类矩形盾构施工对地下管线影响的模型试验研究 被引量：18

8

作者 魏纲 王辰 +4 位作者 蔡诗淇 许讯 洪子涵 崔程虹 徐银峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1489-1495,共7页

类矩形盾构隧道开挖使土体以不均匀沉降形式作用于地下管线,导致管线产生纵向变形、破坏。针对类矩形盾构隧道施工,采用室内缩尺寸模型试验,综合考虑管隧相对位置、管线埋深及土体损失率3个影响因素,研究类矩形盾构隧道在砂土地层中施工... 类矩形盾构隧道开挖使土体以不均匀沉降形式作用于地下管线,导致管线产生纵向变形、破坏。针对类矩形盾构隧道施工,采用室内缩尺寸模型试验,综合考虑管隧相对位置、管线埋深及土体损失率3个影响因素,研究类矩形盾构隧道在砂土地层中施工,地下管线沉降、变形及地表沉降的规律变化。研究结果表明:管隧垂直工况时,管线竖向位移曲线呈高斯分布,竖线位移反弯点出现在隧道轴线附近处,管线弯矩呈"M"型分布,最大竖向位移及弯矩位于隧道轴线正上方;管隧斜交工况所受影响比管隧垂直工况影响更大;管线埋深越大,管线受影响程度越深;管线竖向位移随土体损失率减小相应降低,隧道轴线正上方管线竖向位移与管线最大正弯矩及两个较大负弯矩减小幅度较大,管线两端受影响程度较小;地表沉降受土体损失影响较大,沉降值比管线大。 展开更多

关键词 类矩形盾构 缩尺寸模型试验 土体损失 沉降 弯矩

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类矩形盾构隧道结构极限承载力分析 被引量：15

9

作者 柳献 赵子蓬 +1 位作者 叶宇航 刘震 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1283-1295,共13页

建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道... 建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道结构受力性能和极限承载力的关键因素进行参数分析。结果表明:类矩形盾构隧道结构破坏源于管片接头破坏,最终因T块管片破坏导致结构失去承载力,结构破坏模式与纵向接头、管片本体及中柱的力学性能相关;类矩形盾构隧道结构理想的破坏模式是在管片接头充分发挥承载力的同时,管片本体主筋屈服、结构发生延性破坏。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 极限承载力 非线性数值模拟 参数分析

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类矩形盾构隧道纵向等效抗弯刚度解析解 被引量：17

10

作者 梁荣柱 王凯超 +4 位作者 黄亮 孙廉威 李忠超 张莉 吴小建 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期212-223,共12页

结合类矩形盾构隧道截面特点,分别对中性轴位于截面上部边缘(环缝完全闭合)、截面上拱部、截面腰部和截面下拱部4种情况进行分析,并进一步考虑螺栓预紧力和环缝影响范围,推导得到类矩形盾构隧道的纵向等效抗弯刚度解析解,并对影响纵向... 结合类矩形盾构隧道截面特点,分别对中性轴位于截面上部边缘(环缝完全闭合)、截面上拱部、截面腰部和截面下拱部4种情况进行分析,并进一步考虑螺栓预紧力和环缝影响范围,推导得到类矩形盾构隧道的纵向等效抗弯刚度解析解,并对影响纵向等效刚度的相关因素进行探究。研究表明:当施加弯矩小于环缝启动弯矩时,环缝全部闭合,等效纵向抗弯刚度有效率为1,中性轴位于截面上部外缘;随着弯矩进一步增加,环缝逐渐张开,同时中性轴位置逐步下移,等效纵向抗弯刚度减小;纵向等效抗弯刚度有效率随环缝作用区系数增大呈现先迅速下降而后缓慢减小的趋势;螺栓预紧力越大,纵向等效刚度越大,中性轴位置随之上移;随宽高比增大,等效纵向抗弯刚度有效率逐渐下降,中性轴位置随之下移,并在中性轴位置角与小圆弧圆心角相等时出现转折点。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 等效抗弯刚度 等效抗弯刚度有效率 螺栓预紧力 中性轴

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类矩形盾构隧道横向刚度有效率分析 被引量：1

11

作者 丁祖德 付江 +2 位作者 王志良 郭永发 李向红 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3181-3188,共8页

基于变形等效,建立类矩形盾构管片结构梁-接头模型,研究通缝、错缝拼装下类矩形盾构隧道横向刚度有效率。分析地基抗力系数、接头刚度比及接头数量对刚度有效率的影响,并建立了类矩形盾构隧道刚度有效率计算公式。研究结果表明:通缝、... 基于变形等效,建立类矩形盾构管片结构梁-接头模型,研究通缝、错缝拼装下类矩形盾构隧道横向刚度有效率。分析地基抗力系数、接头刚度比及接头数量对刚度有效率的影响,并建立了类矩形盾构隧道刚度有效率计算公式。研究结果表明:通缝、错缝拼装下管片结构横向刚度有效率平均值分别为0.47和0.54,错缝比通缝提高约15%。刚度有效率随地基抗力系数的增加呈非线性增长,随接头刚度比的增大呈线性增长,随接头数量的增加呈线性减小。类矩形盾构管片横向刚度有效率在0.3～0.8之间变化。建立的刚度有效率计算公式拟合精度高,可为类矩形盾构隧道结构计算提供依据。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 梁-接头模型 横向刚度有效率 影响因素

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类矩形盾构隧道上穿施工引起既有隧道剪切错台变形研究 被引量：8

12

作者 傅鹤林 于归 +2 位作者 邓皇适 吴疆 张凯源 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3923-3935,共13页

基于镜像法和Mindlin解,建立类矩形盾构隧道上穿施工计算模型,推导出土体损失、盾构正面推力、盾壳摩擦力和注浆压力在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式。采用剪切错台模型将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,运用最小... 基于镜像法和Mindlin解,建立类矩形盾构隧道上穿施工计算模型,推导出土体损失、盾构正面推力、盾壳摩擦力和注浆压力在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式。采用剪切错台模型将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,运用最小势能原理得出既有隧道的竖向位移计算公式。依托工程实例,对比理论计算结果和数值模拟结果,验证本文计算方法的适用性。最后,分析既有隧道的竖向位移、环间错台量和剪切力随掘进施工的变化过程,并对工程中的关键参数进行敏感性分析。研究结果表明:相比于Winker地基梁模型,剪切错台模型计算结果与数值模拟结果更接近,验证了本文计算公式的正确性;随着新建隧道掘进,既有隧道的隆起变形、环间错台量和剪切力不断增大,在盾构机通过既有隧道轴线20 m后趋于稳定;在既有隧道隆起变形最大处,环间错台量和剪切力最小;在隆起变形曲线反弯点处,环间错台量和剪切力最大;随着隧道矩形长边宽度和土体损失间隙增大,既有隧道隆起变形增加,隆起拱宽度增加;随着既有隧道埋深增加,隆起变形减小,隆起拱宽度变化不明显。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 既有隧道 上穿施工 镜像法 MINDLIN解 剪切错台模型

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类矩形盾构机刀盘受力分析与检测研究 被引量：6

13

作者 吴恩启 侯天凡 +2 位作者 闵锐 刘高宏 王晓辉 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期538-545,共8页

类矩形盾构采用双辐条式圆形大刀盘加两个偏心刀盘的组合切削形式,刀盘受力状态复杂。为了研究掘进过程中各刀盘推力的变化,提出了一种基于与有限元分析相结合的在线检测方法。首先建立刀盘推力和扭矩的计算模型,结合有限元分析确定胸... 类矩形盾构采用双辐条式圆形大刀盘加两个偏心刀盘的组合切削形式,刀盘受力状态复杂。为了研究掘进过程中各刀盘推力的变化,提出了一种基于与有限元分析相结合的在线检测方法。首先建立刀盘推力和扭矩的计算模型,结合有限元分析确定胸板上应力测点的位置,得到刀盘推力和测点应力之间的关系。然后,搭建刀盘应力采集系统,获取盾构掘进过程中测点的实时应力状态,与仿真结果进行对比,推导出刀盘的实际推力以及推力在各刀盘的分布状态。实验结果表明:该方法可实时检测类矩形盾构施工时各刀盘的推力,为盾构机刀盘的结构设计和安全操作提供理论指导和参考依据。 展开更多

关键词 类矩形盾构机 刀盘推力 有限元分析 应力分布 推力检测

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类矩形盾构隧道纵向抗弯刚度分析 被引量：16

14

作者 黄亮 梁荣柱 +3 位作者 吴小建 孙廉威 张莉 吴文兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2094-2102,共9页

类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度是分析其纵向受力变形的重要参数。基于等效连续化模型的基本原理,建立类矩形盾构隧道纵向等效连续化模型,推导得到类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度解析解。通过参数分析,研究螺栓、管片宽度、厚度和截面形... 类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度是分析其纵向受力变形的重要参数。基于等效连续化模型的基本原理,建立类矩形盾构隧道纵向等效连续化模型,推导得到类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度解析解。通过参数分析,研究螺栓、管片宽度、厚度和截面形状等参数对类矩形盾构隧道纵向抗弯刚度有效率的影响。研究表明,由于类矩形盾构隧道截面的特殊性,在建立等效抗弯刚度模型时,需分别对中性轴在隧道腰部和拱底两种不同的情况进行讨论;增加螺栓数量和加大管片宽度可提高类矩形盾构隧道的等效抗弯刚度有效率,中性轴位置随着上移,环缝受拉张开区域减小;增加管片厚度可增加隧道绝对等效抗弯刚度,但是等效抗弯刚度有效率下降,中性轴位置下移;中性轴位置随着宽高比增大而快速下移,当中性轴位置角度与小圆弧圆心角相等时,中心轴下移曲线发生转折;当宽高比为1时,所得解析解退化为圆形盾构隧道等效抗弯刚度解。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 等效抗弯刚度 等效抗弯刚度有效率 解析解

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类矩形盾构隧道衬砌结构设计模型研究 被引量：10

15

作者 叶宇航 柳献 +3 位作者 刘震 张维熙 杨志豪 朱瑶宏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1187-1195,共9页

为了得到适用于类矩形盾构隧道结构设计模型,通过整环足尺试验模拟类矩形盾构隧道在正常运营工况下的实际受力,得到试验结构的变形和内力,采用等效刚度模型和梁-弹簧模型对试验结果进行分析,得到有效的类矩形盾构隧道结构设计参数.结果... 为了得到适用于类矩形盾构隧道结构设计模型,通过整环足尺试验模拟类矩形盾构隧道在正常运营工况下的实际受力,得到试验结构的变形和内力,采用等效刚度模型和梁-弹簧模型对试验结果进行分析,得到有效的类矩形盾构隧道结构设计参数.结果表明:采用等效刚度模型作为类矩形盾构隧道结构计算模型,难以得到同时符合结构长短轴变形的管片刚度折减系数;采用梁-弹簧模型作为类矩形盾构隧道结构计算模型,结构变形和结构内力计算结果和足尺试验结果较为匹配,能真实反应类矩形盾构隧道结构受力,选用梁-弹簧模型作为类矩形盾构隧道结构计算模型更为合理,所研究类矩形结构管片接缝的抗剪刚度建议为341×106~368×10^6 N/m;负弯矩接缝抗弯刚度建议为114×10^6~491×10^6 N·m/rad,正弯矩接缝抗弯刚度范围为85×10^6~177×10^6 N·m/rad. 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 足尺试验 等效刚度模型 梁-弹簧模型

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类矩形盾构法隧道关键技术研究与应用 被引量：29

16

作者 朱瑶宏 朱雁飞 +3 位作者 黄德中 杨志豪 柳献 刘爽 《隧道建设》 北大核心 2017年第9期1055-1062,共8页

在宁波地铁4号线工程中,创新采用"科研—设计—施工一体化"的管理模式,开发了"轨道交通类矩形盾构隧道"技术体系。该技术体系在类矩形盾构法隧道的衬砌结构设计方面,解决了管片设计、结构优化等问题;在类矩形盾构方... 在宁波地铁4号线工程中,创新采用"科研—设计—施工一体化"的管理模式,开发了"轨道交通类矩形盾构隧道"技术体系。该技术体系在类矩形盾构法隧道的衬砌结构设计方面,解决了管片设计、结构优化等问题;在类矩形盾构方面,开发了全断面切削刀盘与驱动系统、壳体铰接与密封、环臂式拼装机等技术;在施工技术方面,研究了同步注浆技术、管片拼装仿真与工艺优化、盾构轴线控制等关键技术。这一新的技术体系将为我国地铁建设提供一种全新的单峒双线隧道类型,以解决都市核心区和老旧城区"地下空间摆不下、邻近设施碰不起"的普遍问题。 展开更多

关键词 类矩形盾构 衬砌结构设计 全断面切削 环臂式拼装机 管片拼装 同步注浆

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大断面类矩形盾构隧道管片接头极限抗剪切承载力试验研究 被引量：21

17

作者 巩一凡 丁文其 +1 位作者 龚琛杰 姜弘 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期120-128,共9页

类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究... 类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究。文章以某大断面类矩形盾构隧道为原型,以混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对其抗剪切性能进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了剪轴比(接头剪力/轴力)-相对错台量关系等整体力学响应特性,得到了剪力-螺栓应变曲线和剪力-混凝土表面应变等局部力学响应特性,并引入数字照相分析技术(DIC)对接头结构的开裂破坏全过程进行记录,分析剪切裂缝的扩展规律,最后对结构的抗剪承载性能进行评价。基于试验数据总结了管片错台随剪轴比的"四阶段"变化规律:克服摩擦阶段(剪轴比小于0.4)、间隙闭合阶段(剪轴比为0.4~0.75)、抗剪强化阶段(剪轴比为0.75~2.76)、屈服破坏阶段(剪轴比大于2.76)。试验结果表明,剪切荷载作用下该断面形式的大断面类矩形盾构隧道接头抗剪切屈服剪轴比为2.76,具有较好的抗剪切承载性能。研究成果可以为类似类矩形盾构隧道工程提供理论支撑和技术参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 接头性能 足尺试验 抗剪切性能 大断面类矩形盾构隧道

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类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构力学性能模型研究 被引量：2

18

作者 班勇婷 周俊宏 +4 位作者 郦亮 夏汉庸 刘震 柳献 管攀峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第12期56-61,共6页

目的:类矩形无立柱盾构隧道结构能适用于隧道渡线段,但缺乏该新型结构的针对性力学性能分析模型,故有必要对此开展研究。方法:基于无立柱盾构隧道原型结构试验结果,初步分析了钢结构管片在设计运营工况下的整体变形及位移特征。进一步... 目的:类矩形无立柱盾构隧道结构能适用于隧道渡线段,但缺乏该新型结构的针对性力学性能分析模型,故有必要对此开展研究。方法:基于无立柱盾构隧道原型结构试验结果,初步分析了钢结构管片在设计运营工况下的整体变形及位移特征。进一步采用等效刚度均质环模型和梁-弹簧模型对结构的受荷响应进行了模拟,其中梁-弹簧模型的计算参数通过接头足尺试验来标定。将2种模型的计算结果与足尺试验结果进行对比,分析了不同模型的优劣,给出了不同模型的适用范围。最后,结合力法原理和2种计算分析模型对类矩形无立柱衬砌结构的变形机理进行了分析,探究钢结构管片不同部分的变形贡献。结果及结论:等效刚度均质环模型及梁-弹簧模型均可用于类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构的计算分析,其中梁-弹簧模型对于钢结构管片力学性能的模拟更加精确,尤其是在变形方面;等效刚度均质环模型对于钢结构管片响应的模拟精度稍差,但是用于结构设计仍然能保证足够的安全储备。针对结构变形机理的分析表明,类矩形无立柱盾构隧道结构的收敛变形主要来源于管片本体及接头两部分,其中接头变形约其占2/3。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 无立柱结构 等效刚度均质环法 梁-弹簧法 变形机理分析

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宁波轨道交通3号线出入段线类矩形盾构隧道工程勘察实践与建议 被引量：5

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作者 林乃山 陈斌 +1 位作者 姚燕明 张春进 《隧道建设》 北大核心 2017年第6期722-729,共8页

为了解决软土城市开展国内首条类矩形盾构隧道工程勘察遇见的技术难题,从勘察执行的技术标准及等级的确定、勘察的重难点、勘察方案、高流变性软土工程地质特征、场地水文地质条件、工程措施建议等方面进行分析。主要得出以下结论:1)按... 为了解决软土城市开展国内首条类矩形盾构隧道工程勘察遇见的技术难题,从勘察执行的技术标准及等级的确定、勘察的重难点、勘察方案、高流变性软土工程地质特征、场地水文地质条件、工程措施建议等方面进行分析。主要得出以下结论:1)按现行《城市轨道交通岩土工程勘察规范》3.0.8条文及说明、7.3.5条文分别确定软土地区场地复杂程度等级、类矩形盾构隧道工程勘探孔深度,结果往往会偏于保守、安全,势必会造成勘察工作量浪费问题;2)在第四纪松散海相沉积软土地区建设类矩形盾构隧道,按中等复杂场地控制勘探孔间距,以分别进入隧道底以下不小于2H(一般性孔,H为隧道高)、3H(控制性孔)控制勘探孔孔深是经济合理且满足工程需求的;3)本工程勘察方案对今后类矩形盾构隧道工程勘察及相关勘察规范标准修编具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 宁波轨道交通 类矩形盾构隧道 勘察 软土 水文地质条件

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类矩形盾构下穿施工引起邻近隧道变形研究 被引量：2

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作者 孙伟 任洋 王永刚 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第10期4339-4347,共9页

基于镜像法和Mindlin解,考虑土体损失、刀盘推力、盾壳摩擦力和注浆压力的影响,推导出类矩形盾构隧道施工在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式,将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,结合最小势能原理推导出既有隧道竖向... 基于镜像法和Mindlin解,考虑土体损失、刀盘推力、盾壳摩擦力和注浆压力的影响,推导出类矩形盾构隧道施工在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式,将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,结合最小势能原理推导出既有隧道竖向位移计算公式。依据工程实例构建数值计算模型,对比本文计算结果和数值模拟结果,验证本文计算方法的适用性。研究结果表明:本文计算方法的结果与数值模拟结果吻合程度高,验证了本文计算方法的正确性;随着类矩形盾构隧道掘进,邻近隧道的纵向位移、环间剪切量和剪切力不断增大,在盾构机通过邻近隧道轴线20 m后趋于稳定;邻近隧道沉降变形最大处的环间剪切量和剪切力最小,沉降变形曲线反弯点处的环间剪切量和剪切力最大。 展开更多

关键词 地铁 位移变形 理论分析 类矩形盾构隧道 下穿施工

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