基于荷载-结构法的黄土隧道结构静力计算分析 被引量：1

1

作者 刘宽富 冯勇 +2 位作者 金明亮 马逸非 苟朝勇 《中国建材科技》 CAS 2021年第6期63-67,共5页

为了保障黄土隧道建设的安全性和牢固性,采用荷载-结构法对衬砌结构的安全系数进行验算,同时借助MIDAS/GTS岩土隧道结构专用有限元分析软件对隧道结构进行检算。结果表明,衬砌的最大水平变形发生在左右拱脚位置,最大竖向变形发生在拱顶... 为了保障黄土隧道建设的安全性和牢固性,采用荷载-结构法对衬砌结构的安全系数进行验算,同时借助MIDAS/GTS岩土隧道结构专用有限元分析软件对隧道结构进行检算。结果表明,衬砌的最大水平变形发生在左右拱脚位置,最大竖向变形发生在拱顶处;拱顶、曲墙脚部和仰拱端部出现较大的拉应力,为受力的不利截面;常家湾隧道二衬厚度总体稳定性达到要求,安全系数符合规范。 展开更多

关键词 隧道工程 二次衬砌 荷载-结构法 数值模拟 安全系数

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山岭隧道预制拼装二次衬砌结构设计及计算方法研究

2

作者 葛俊 陈秀平 +1 位作者 丁献英 郑国平 《现代城市轨道交通》 2023年第3期48-52,共5页

为探索地铁双线山岭隧道中采用预制拼装二次衬砌结构的技术可行性,首先,提出地铁双线山岭隧道结构设计方案,其中二次衬砌采用预制拼装及错缝拼装形式;然后,研究结构内力计算方法,推荐采用荷载-结构法,并采用梁-弹簧模型来模拟预制拼装... 为探索地铁双线山岭隧道中采用预制拼装二次衬砌结构的技术可行性,首先,提出地铁双线山岭隧道结构设计方案,其中二次衬砌采用预制拼装及错缝拼装形式;然后,研究结构内力计算方法,推荐采用荷载-结构法,并采用梁-弹簧模型来模拟预制拼装二次衬砌结构内的接头力学行为,并推荐采用5环梁-弹簧整体分析模型。结构配筋分析结果显示,在3种围岩条件下,30cm厚度预制拼装二衬结构的配筋均在合理范围之内,可实现一套模具适应不同地层情况的效果。 展开更多

关键词 地铁 山岭隧道 预制 二次衬砌 结构计算 荷载-结构法

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临海隧道复合衬砌结构解冻前后荷载分担比研究 被引量：1

3

作者 戴晓威 吉小明 高鹏 《广东建材》 2020年第10期53-58,共6页

为研究解冻对复合衬砌结构荷载比的影响,本文以拱北隧道工程为依托,应用ABAQUS有限元分析软件的面-面接触单元,建立荷载-结构法整体式有限元数值模型,保证荷载在内外层衬砌间进行自适应分配,更符合复合衬砌的实际受力特性。通过对复合... 为研究解冻对复合衬砌结构荷载比的影响,本文以拱北隧道工程为依托,应用ABAQUS有限元分析软件的面-面接触单元,建立荷载-结构法整体式有限元数值模型,保证荷载在内外层衬砌间进行自适应分配,更符合复合衬砌的实际受力特性。通过对复合衬砌的轴力、弯矩、径向压力及安全系数进行计算和分析,进而对复合衬砌解冻前后的荷载比进行对比分析。计算结果表明:解冻对内层衬砌的内力水平影响小于外层衬砌,轴力最大值均出现在仰拱处;解冻不影响外层衬砌的内力分布规律,对内层衬砌内力分布规律影响很小,可忽略不计;复合衬砌的内力水平解冻后整体上升,而内层衬砌的荷载比有所降低;合理的增大截面厚度能有效提高截面的安全系数;外层衬砌的墙脚在解冻前后均为断面薄弱处,在设计中应适当优化该处的配筋率及提高混凝土强度。本研究成果可为类似富水区浅埋大断面公路隧道的设计及安全评估提供依据。 展开更多

关键词 荷载-结构法 接触分析 整体计算模型 内力特征 荷载分担比

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基于不同计算方法的综合管廊结构特性对比研究 被引量：2

4

作者 刘伟明 何江达 《四川水力发电》 2021年第2期126-129,共4页

综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”,也是当前和今后一段时间内我国大中型城市市政工程建设的重点。笔者基于Midas GTS NX软件,分别采用荷载-结构法与地层-结构法,对比研究了地下管廊结构特性随上覆土石回填高度的变化... 综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”,也是当前和今后一段时间内我国大中型城市市政工程建设的重点。笔者基于Midas GTS NX软件,分别采用荷载-结构法与地层-结构法,对比研究了地下管廊结构特性随上覆土石回填高度的变化规律。研究表明:两种方法计算所得的底板挠度极值及基底平均应力均值相差不大,但荷载-结构法计算所得的顶板挠度及应力极值、基底最大应力量值明显大于地层-结构法结果,且地层-结构法结果呈现非线性增长规律。经分析比较,地层-结构法计算假设较少,且能够充分体现地层与管廊结构的相互作用,计算结果较优。建议在今后地下综合管廊的设计计算中逐步推广地层-结构模型及数值计算方法,为工程安全与经济性提供有力支撑与保障。 展开更多

关键词 荷载-结构法 地层-结构法 综合管廊 数值计算

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某引水隧洞工程衬砌结构分析 被引量：10

5

作者 赵晓红 王海军 +2 位作者 张军 严俊 马超峰 《水电能源科学》 北大核心 2016年第7期104-107,共4页

某引水隧洞为大型供水工程中的重要工程,全面系统地验证其衬砌结构的安全稳定性对工程意义重大。首先采用荷载-结构法对典型断面衬砌结构的配筋情况进行复核,其次采用地层-结构法,借助三维数值软件FLAC^(3D)对典型断面衬砌结构进行仿真... 某引水隧洞为大型供水工程中的重要工程,全面系统地验证其衬砌结构的安全稳定性对工程意义重大。首先采用荷载-结构法对典型断面衬砌结构的配筋情况进行复核,其次采用地层-结构法,借助三维数值软件FLAC^(3D)对典型断面衬砌结构进行仿真模拟分析,并评估衬砌结构的混凝土强度是否满足要求。结果表明,引水隧洞衬砌结构应力满足混凝土强度要求,承载能力满足安全要求,为引水隧洞加固设计提供了参考。 展开更多

关键词 引水隧洞 衬砌 地层-结构法 荷载-结构法 FLAC3D

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铁路隧道复合衬砌内力计算方法研究 被引量：11

6

作者 宋玉香 刘勇 齐键旭 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2015年第8期73-75,110,共4页

研究目的:随着新奥法的普及,采用复合式衬砌的隧道越来越多,目前对其进行计算的方法主要分为荷载-结构法和地层-结构法。荷载-结构法通过弹簧支撑来模拟围岩对支护的约束,并不能真实的反映围岩与支护结构的相互作用;地层-结构法在围岩... 研究目的:随着新奥法的普及,采用复合式衬砌的隧道越来越多,目前对其进行计算的方法主要分为荷载-结构法和地层-结构法。荷载-结构法通过弹簧支撑来模拟围岩对支护的约束,并不能真实的反映围岩与支护结构的相互作用;地层-结构法在围岩压力释放率的问题上存在一定的经验性。本文从复合式衬砌角度出发,以荷载作用于地层边界的模型对复合式衬砌的初支及二衬进行计算,并与传统荷载-结构法计算结果进行对比。研究结论:(1)通过对比荷载-结构法与地层-结构法的优缺点,提出了将荷载作用于地层边界的共同作用模型,即用均匀施加在四周的荷载代替围岩产生的压力,同时又用围岩自身的形变来抑制支护结构的位移,将围岩作为荷载的传递介质,充分体现了围岩和支护结构的共同作用和变形协调;(2)采用共同作用模型对铁路隧道复合衬砌的初期支护及二次衬砌进行了内力分析,并与荷载-结构法所得结果进行对比,结果说明共同作用模型更能符合新奥法的思想,在考虑围岩相互作用的同时大大减少了计算时间;(3)本研究成果为复合衬砌内力分析提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 复合式衬砌 共同作用模型 荷载-结构法 有限元法

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土质隧道角部土压力对衬砌结构受力影响分析

7

作者 高玄涛 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期69-73,81,共6页

研究目的:现行土质隧道衬砌结构设计顶部垂直土压力通常按均布荷载考虑,而隧道拱顶至拱腰之间的角部土压力荷载对衬砌结构受力的影响鲜有研究。为研究拱顶至拱腰之间的角部土压力荷载对衬砌结构受力的影响,本文依托成都地铁13号线四川... 研究目的:现行土质隧道衬砌结构设计顶部垂直土压力通常按均布荷载考虑,而隧道拱顶至拱腰之间的角部土压力荷载对衬砌结构受力的影响鲜有研究。为研究拱顶至拱腰之间的角部土压力荷载对衬砌结构受力的影响,本文依托成都地铁13号线四川师大站—娇子立交站区间暗挖隧道,采用荷载-结构法就角部土压力荷载对衬砌结构受力的影响进行分析论证,以期为后续土质隧道衬砌结构设计提供有益帮助。研究结论:(1)考虑隧道拱顶至拱腰之间的角部土压力荷载时,衬砌结构内力极值及配筋量较垂直土压力均布荷载作用模式均增大,其中轴力较弯矩增幅更大;(2)随着围岩条件的提高和隧道埋深的增加,考虑角部土压力荷载作用下隧道衬砌结构内力极值及配筋量增幅均逐渐减小,因此当隧道围岩条件较差或隧道(超)浅埋时,衬砌结构设计应合理考虑角部土压力荷载的影响,以确保隧道的长期安全性;(3)本研究成果可为后续土质隧道衬砌结构设计提供有益借鉴和参考。 展开更多

关键词 土质隧道 荷载-结构法 角部土压力荷载 衬砌受力

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不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响 被引量：21

8

作者 孙铁军 王伟 +2 位作者 罗明睿 王万平 王亚琼 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2017年第3期82-90,共9页

为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响,以某实体隧道工程为依托,采用荷载-结构法建立有限元数值模型,分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空4种工况下进行数值计算,对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。... 为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响,以某实体隧道工程为依托,采用荷载-结构法建立有限元数值模型,分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空4种工况下进行数值计算,对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。结果表明:当隧道衬砌存在强度不足和厚度不足缺陷时,缺陷部位单元的安全系数减小,而其他部位的安全系数基本不变,随着衬砌厚度不足程度的加深,相应缺陷位置的安全系数也随之降低;当衬砌背后脱空面积较大时,衬砌脱空部位与其相邻位置处的剪力和弯矩均发生正负突变,衬砌结构受力与变形模式发生改变,脱空区域安全系数明显减小,但脱空部位相邻区域衬砌结构的安全系数反而增大,其他部位安全系数没有明显变化,与正常状态下基本保持一致。 展开更多

关键词 隧道工程 衬砌结构缺陷 荷载-结构法 数值分析 安全系数

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盾构隧道结构设计模型综述 被引量：7

9

作者 武振国 常翔 叶飞 《隧道建设》 2008年第2期182-185,共4页

基于盾构隧道结构设计中常用的荷载-结构法,对盾构隧道的结构设计模型进行了全面归纳和总结,系统介绍了用于盾构隧道结构设计的结构模型及荷载模式,并分析了各模型的适用条件以及存在的问题。

关键词 盾构隧道 结构设计 计算模型 荷载-结构法

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基于ANSYS的单线铁路隧道结构受力模拟分析 被引量：5

10

作者 王恒松 陈燕 《铁道勘察》 2011年第4期49-51,共3页

利用有限元的理论方法,通过大型有限元软件ANSYS,采用"荷载-结构法"对隧道衬砌结构进行模拟分析。通过对支护衬砌结构轴力图、剪力图和弯矩图的分析,对结构的安全性做出评价。

关键词 ANSYS 荷载-结构法 衬砌结构

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基于层次分析法的超大隧道断面多准则优化分析 被引量：5

11

作者 李凌志 周骏 +2 位作者 滕鸣翰 田伟 郑国平 《交通科技》 2022年第4期119-124,共6页

四车道超大断面公路隧道的几何参数会影响工程造价和结构稳定,为了合理拟定隧道断面尺寸,以温州大罗山隧道为依托,在0.4~0.5区间内拟定了5个不同矢跨比的断面方案,并综合考虑断面面积、衬砌周长、水平收敛、拱顶下沉、拱顶偏心距5个因... 四车道超大断面公路隧道的几何参数会影响工程造价和结构稳定,为了合理拟定隧道断面尺寸,以温州大罗山隧道为依托,在0.4~0.5区间内拟定了5个不同矢跨比的断面方案,并综合考虑断面面积、衬砌周长、水平收敛、拱顶下沉、拱顶偏心距5个因素作为准则层,采用荷载-结构法对不同矢跨比的大断面隧道进行数值分析,并采用层次分析法对分析结果进行多准则优化分析。结果表明,矢跨比为0.43的断面为适合依托工程的最佳断面。 展开更多

关键词 公路隧道 断面优化 层次分析法 荷载-结构法

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矩形隧道衬砌结构优化数值模拟分析 被引量：5

12

作者 邓磊 《市政技术》 2020年第6期152-156,共5页

为提出合理的明挖法城市地下矩形隧道结构优化形式,建立了衬砌厚度和衬砌拐角优化后的荷载-结构力学模型,运用有限元软件对衬砌结构的内力和变形进行数值模拟分析。研究结果表明:当对衬砌结构厚度进行优化时,矩形隧道结构的最大变形值... 为提出合理的明挖法城市地下矩形隧道结构优化形式,建立了衬砌厚度和衬砌拐角优化后的荷载-结构力学模型,运用有限元软件对衬砌结构的内力和变形进行数值模拟分析。研究结果表明:当对衬砌结构厚度进行优化时,矩形隧道结构的最大变形值与衬砌结构厚度成反比;衬砌厚度减薄,对整体结构内力分布变化影响较小,但是在衬砌结构拐角处产生应力过大的现象。而对衬砌拐角处结构形式进行优化时,衬砌结构的变形量明显减小,整体结构变形分布较均匀,而产生水平位移最大值的位置出现"下移"的现象;衬砌结构形式的优化,使衬砌结构内力分布特征产生较大差异,对整体结构受力是有利的。因此考虑结构受力和使用空间等方面的要求,采用该种衬砌结构优化形式,不仅能够充分发挥衬砌结构的潜能,而且可以节约工程造价。 展开更多

关键词 矩形隧道 衬砌结构 优化设计 数值模拟 荷载-结构法

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某运营隧道结构安全性数值分析研究 被引量：1

13

作者 焦兴华 《北方交通》 2018年第5期136-139,共4页

为保障隧道工程运营安全,对隧道工程进行专项质量检测,利用检测数据结果,采用荷载-结构法对隧道结构典型断面的内力及安全系数进行计算分析,结果表明,隧道工程结构安全,可为运营养护提供参考。

关键词 隧道 荷载-结构法 安全系数

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新型覆土波纹钢板-混凝土组合桥设计计算模型探讨

14

作者 刘瑞 金浩然 +2 位作者 孟根喜 刘保东 张继磊 《内蒙古公路与运输》 2021年第5期5-10,14,共7页

近年来,重载交通、高填方、大跨度等新工况的出现对覆土波纹钢板桥涵提出更高的要求,覆土波纹钢板-混凝土组合桥成为解决该类问题的可行方案之一。文章基于该新桥型的结构特点进行分析,探讨既有计算理论和模型应用于该结构的可行性,并... 近年来,重载交通、高填方、大跨度等新工况的出现对覆土波纹钢板桥涵提出更高的要求,覆土波纹钢板-混凝土组合桥成为解决该类问题的可行方案之一。文章基于该新桥型的结构特点进行分析,探讨既有计算理论和模型应用于该结构的可行性,并选择适当的有限单元模型以及计算平台,通过3D及2D有限元模型分析了在不同混凝土覆层厚度及填高工况下结构整体刚度和变形特性的区别,通过CANDE软件对内蒙古自治区省道203线阿尔山-乌兰浩特公路某覆土波纹钢板-混凝土组合桥进行建模计算分析。结果表明:周边土体-结构相对刚度影响整体结构的屈曲模态,保守的采用基于CANDE软件的土体-结构相互作用模型进行该类结构设计是可行的。 展开更多

关键词 覆土波纹钢板-混凝土组合桥 计算模型 有限单元法 刚度对比系数 荷载-结构法 土结相互作用

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盾构通过后横向风道暗挖法受力分析

15

作者 叶家强 丁静泽 《现代城市轨道交通》 2023年第8期37-42,共6页

北京地铁17号线区间隧道采用盾构先行通过后横向暗挖风道的施工工艺,上层风道跨越盾构隧道开挖至端墙,下层风道开挖至临近盾构隧道。在上层风道二衬结构保护下,倒挂井壁开挖盾构隧道两侧土体,施工竖井二衬,保留盾构隧道范围内的下层风... 北京地铁17号线区间隧道采用盾构先行通过后横向暗挖风道的施工工艺,上层风道跨越盾构隧道开挖至端墙,下层风道开挖至临近盾构隧道。在上层风道二衬结构保护下,倒挂井壁开挖盾构隧道两侧土体,施工竖井二衬,保留盾构隧道范围内的下层风道侧墙及底板不施工,以保证后期施工安全。因需要进行多次受力转换,采用荷载-结构法对二衬结构进行各阶段内力分析。采用地层-结构法对开挖风道、竖井、拆除管片进行各阶段变形及应力分析,结果表明地表沉降满足不超过6cm的要求。监测结果反映地表沉降达到9.91cm,主要原因为竖井开挖到底后遇到承压水,未及时封底,导致支护结构无法闭合成环形成整体受力体系,竖井底部土体无法对底板提供支撑,最终导致地表沉降超标。 展开更多

关键词 地铁 盾构隧道 暗挖风道 荷载-结构法 地层-结构法 沉降分析

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基于ABAQUS的隧道复合支护结构的内力特征研究

16

作者 戴晓威 《广东建材》 2022年第7期55-58,共4页

为了研究复合支护结构的内力特征,基于有限元分析软件ABAQUS,建立了隧道的荷载-结构模型,应用ABAQUS内置的膜单元模拟各支护结构间的作用,更符合支护结构的实际受力特性,通过数值计算模型对两种结构进行内力特征研究。结果表明:相比于... 为了研究复合支护结构的内力特征,基于有限元分析软件ABAQUS,建立了隧道的荷载-结构模型,应用ABAQUS内置的膜单元模拟各支护结构间的作用,更符合支护结构的实际受力特性,通过数值计算模型对两种结构进行内力特征研究。结果表明:相比于复合式衬砌全截面受压,单层衬砌中二次衬砌的局部截面表现为拉力。相比于复合式衬砌,单层衬砌中初期支护对应截面弯矩较小,二次衬砌上对应截面弯矩较大;单层衬砌在相同截面上的总内力高于复合式衬砌,经计算复合式衬砌结构中二次衬砌荷载分担比例高于单层衬砌结构,说明该结构更加充分发挥二次衬砌的承载特性;整体上看两种支护结构均满足规范要求,复合式衬砌大多截面的安全系数高于单层衬砌,复合式衬砌拱顶处的安全系数略高于规范要求,在设计中可适当提高该处的配筋率或混凝土强度。本研究成果可为深埋公路隧道的设计及安全评估提供依据。 展开更多

关键词 复合式衬砌 单层衬砌 荷载-结构法 整体计算模型 内力特征

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登楼山隧道膨胀岩变形机理及防治措施

17

作者 向立辉 谢剑雄 《低温建筑技术》 2024年第9期77-80,100,共5页

膨胀岩是工程中的一种特殊地质,隧道穿越膨胀岩层极易引起隧道结构变形和破坏。研究膨胀岩隧道变形破坏机理有重要的工程实践意义。依托弥玉高速公路登楼山隧道,通过室内试验,结合工程地质、水文地质和施工工艺等对膨胀岩变形原因进行... 膨胀岩是工程中的一种特殊地质,隧道穿越膨胀岩层极易引起隧道结构变形和破坏。研究膨胀岩隧道变形破坏机理有重要的工程实践意义。依托弥玉高速公路登楼山隧道,通过室内试验,结合工程地质、水文地质和施工工艺等对膨胀岩变形原因进行了深入分析。通过荷载-结构法对多种工况的隧道结构安全性进行了定量评价,在此基础上提出优化隧道断面、动态调整支护参数和地下水防治的综合处治措施,可为膨胀岩隧道工程的设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 膨胀岩层 荷载-结构法 隧道断面 支护参数

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公路隧道衬砌火灾后力学行为分析 被引量：2

18

作者 李强 郭军 夏铃 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第5期693-696,共4页

公路隧道发生火灾后,衬砌结构将发生物理与力学性能的改变,如厚度变薄和弹模降低等。首先分析混凝土构件在火灾后的损伤机理、力学特性和耐火性能,然后根据混凝土火损等级,进一步研究衬砌结构厚度与弹性模量的变化对衬砌结构体系的影响... 公路隧道发生火灾后,衬砌结构将发生物理与力学性能的改变,如厚度变薄和弹模降低等。首先分析混凝土构件在火灾后的损伤机理、力学特性和耐火性能,然后根据混凝土火损等级,进一步研究衬砌结构厚度与弹性模量的变化对衬砌结构体系的影响。采用荷载-结构法分析超高次公路隧道结构体系在火损后的力学行为,探寻其残余承载能力及内力与变形规律,找出特征破坏点与破坏机制。 展开更多

关键词 公路隧道 火灾 二次衬砌 荷载-结构法

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盾构隧道衬砌CAD软件的设计及应用 被引量：1

19

作者 朱合华 杨金松 +1 位作者 郑国平 姜勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期632-636,共5页

基于荷载-结构法并采用面向对象的设计方法,介绍了盾构隧道衬砌计算机辅助设计(GeoFBA)软件编制的理论依据、软件的适用范围及特点。软件考虑了各种可能的线性和非线性模式以及规范验算方法,实现了计算的图形化输入,适用于管片通缝和错... 基于荷载-结构法并采用面向对象的设计方法,介绍了盾构隧道衬砌计算机辅助设计(GeoFBA)软件编制的理论依据、软件的适用范围及特点。软件考虑了各种可能的线性和非线性模式以及规范验算方法,实现了计算的图形化输入,适用于管片通缝和错逢拼装计算。该软件已经得到了广泛的应用,为工程设计人员和科研人员提供了有力的工具,极大地提高了设计人员的生产效率。 展开更多

关键词 盾构隧道 初砌 计算机辅助设计 CAD 荷载-结构法

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应用常微分方程求解泰沙基理论及泰沙基理论的应用 被引量：1

20

作者 赵应 杨丹 《科学技术创新》 2019年第11期1-2,共2页

随着人类活动范围的增加,对地下结构工程空间的利用在整个建设工程占据比例也相应增大,对其承载能力、结构形式、尺寸规模等要求也越来越多。因此地下结构空间的整体稳定性、安全性及适用性是保证建筑安全使用的前提条件。在地下结构设... 随着人类活动范围的增加,对地下结构工程空间的利用在整个建设工程占据比例也相应增大,对其承载能力、结构形式、尺寸规模等要求也越来越多。因此地下结构空间的整体稳定性、安全性及适用性是保证建筑安全使用的前提条件。在地下结构设计前需对其承受的荷载进行计算。教材上及相应标准规范上都没有公式的具体求解过程。线性微分方程是高等数学微分方程部分的重要内容,理论联系实际是微分方程教学的内在要求。本文基于高等数学中求解一阶常微分方程的方法推导出泰沙基理论计算公式,为地下结构的教学及其应用提供相应的理论支撑,也为高等数学教学提供一个理论联系实际的案例。 展开更多

关键词 微分方程 地下结构 荷载-结构法 泰沙基理论

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