大跨度明挖隧道拱形结构自稳定叠合接头力学性能研究

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作者 林志 苟小英 +1 位作者 许章隆 海大鹏 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第4期695-707,共13页

针对重庆市新森大道双向8车道装配式明挖隧道施工中存在的进度缓慢、精度控制难和工程造价高等问题,提出一种创新的倒T形自稳定叠合接头结构。通过现场试验验证该接头结构的承载性能和可靠性,并通过长期监测深入分析接头内混凝土和钢筋... 针对重庆市新森大道双向8车道装配式明挖隧道施工中存在的进度缓慢、精度控制难和工程造价高等问题,提出一种创新的倒T形自稳定叠合接头结构。通过现场试验验证该接头结构的承载性能和可靠性,并通过长期监测深入分析接头内混凝土和钢筋的应力应变、接缝的相对转角和变形,同时与全预制接头进行比较。结果表明:1)拱部上方的覆土回填和长期使用对结构性能影响较大,尤其是覆土回填初期对叠合接头的不利影响会随着时间推移逐渐减弱,接头逐渐由局部受压过渡到全截面受压,结构整体稳定性有所提高;2)倒T型接头后浇区域采用附加环形钢筋搭接连接,优化了受压区钢筋的应力分布,提高了接头的承载性能;3)监测周期内,叠合接头的变形趋势与全预制接头相似,但变形幅度更小,使承载性能得到改善。研究表明,该接头结构在提高施工效率、降低施工精度要求和保障拱顶连接可靠性方面具有潜在优势。 展开更多

关键词 大跨度明挖隧道 拱形预制结构 自稳定叠合接头 现场试验

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复合腔体加固盾构隧道纵缝接头试验研究 被引量：23

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作者 柳献 张晨光 +2 位作者 张衍 万敏 张乐乐 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期376-383,共8页

从现有运营盾构隧道的服役状况来看,大变形区间隧道管片接头的张角变形通常会超出设计要求,必须进行及时加固以控制变形。复合腔体作为一种新型加固材料具有轻型和快速加固的特点,能较好的应用于运营地铁隧道的快速加固。以复合腔体加... 从现有运营盾构隧道的服役状况来看,大变形区间隧道管片接头的张角变形通常会超出设计要求,必须进行及时加固以控制变形。复合腔体作为一种新型加固材料具有轻型和快速加固的特点,能较好的应用于运营地铁隧道的快速加固。以复合腔体加固纵缝接头为试验对象,采用足尺试验方法对加固及未加固的纵缝接头的受力性能及其破坏形态分别进行比较,得到复合腔体加固接头的破坏机理,并对其加固效果进行总体评价。 展开更多

关键词 盾构隧道 纵缝接头 复合腔体 极限承载力

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公路隧道复合式沥青路面结构设计方法 被引量：12

3

作者 石春香 杨群 郭忠印 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期222-225,共4页

建立了公路隧道复合式沥青路面结构的三维有限元分析模型,对单轴双轮轴载作用下的隧道复合式沥青路面结构接缝处沥青混凝土层内部和界面处应力进行了分析比较,确定偏载为最不利加载位置,提炼出关键的设计指标:纵缝边缘加载位中心对应的... 建立了公路隧道复合式沥青路面结构的三维有限元分析模型,对单轴双轮轴载作用下的隧道复合式沥青路面结构接缝处沥青混凝土层内部和界面处应力进行了分析比较,确定偏载为最不利加载位置,提炼出关键的设计指标:纵缝边缘加载位中心对应的沥青混凝土层底水平拉应力和接缝处沥青混凝土层顶面竖向剪应力.利用多元非线性回归技术对分析结果进行整理,得出了高强度基岩下的应力回归公式,并通过工程实例阐明了公路隧道复合式路面结构沥青混凝土层厚度设计计算步骤. 展开更多

关键词 公路隧道 复合式路面结构 路面接缝 设计指标

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FRP加固盾构隧道纵缝接头试验研究 被引量：21

4

作者 柳献 张晨光 +1 位作者 张宸 蒋子捷 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期316-324,共9页

以FRP加固盾构隧道纵缝接头为试验对象,采用足尺试验方法对加固及未加固的纵缝接头的受力性能及其破坏形态分别进行比较,得到FRP加固接头的破坏机理,并对其加固效果进行总体评价。试验结果表明:在FRP材料黏结良好的情况下,加固接头的转... 以FRP加固盾构隧道纵缝接头为试验对象,采用足尺试验方法对加固及未加固的纵缝接头的受力性能及其破坏形态分别进行比较,得到FRP加固接头的破坏机理,并对其加固效果进行总体评价。试验结果表明:在FRP材料黏结良好的情况下,加固接头的转角刚度能够得到提升。 展开更多

关键词 盾构隧道 纵缝接头 FRP材料 加固效果

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盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究 被引量：25

5

作者 张稳军 丁超 +3 位作者 张高乐 王祎 上官丹丹 姜坤 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第2期246-255,共10页

为研究盾构隧道管片接缝复合型密封垫中遇水膨胀橡胶块对其防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,提出基于遇水膨胀橡胶块几何尺寸及截面形式的复合型密封垫选型设计方法。利用该选型方法对中孔通用型复合密封... 为研究盾构隧道管片接缝复合型密封垫中遇水膨胀橡胶块对其防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,提出基于遇水膨胀橡胶块几何尺寸及截面形式的复合型密封垫选型设计方法。利用该选型方法对中孔通用型复合密封垫进行数值选型分析,采用ABAQUS网格间求解变换技术,研究不同遇水膨胀橡胶块截面类型和尺寸对复合型密封垫防水性能的影响,得到复合型密封垫防水性能和压缩性能的变化特征,确定原复合型密封垫的最优化选型结果。结果表明:1)考虑遇水膨胀橡胶的防水性能后,复合型密封垫的二次防水性能有所提高;2)与六边形截面形式的遇水膨胀橡胶块相比,梯形截面形式的遇水膨胀橡胶块能够大幅提升中孔复合型密封垫的防水性能;3)复合型密封垫的压缩量与压缩力的关系呈现出阶段性变化特征,变形较小时表现为线性关系,随着变形逐步增大逐渐过渡为非线性关系。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片接缝 复合型密封垫 遇水膨胀橡胶 选型设计 数值模拟

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岩石围岩盾构钢筋混凝土内衬高内压输水隧洞受力简化分析方法 被引量：8

6

作者 杨光华 贾恺 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第5期1-10,共10页

长距离输水工程在穿越城市群时,往往需要深埋以规避地表及浅层地下的各类建(构)筑物。这种情况下盾构隧洞成为极具优势的选择方案。当这种深埋隧洞的围岩具有较好承载能力时,可以采用钢混凝土内衬与盾构组成复合衬砌,与围岩一起共同承... 长距离输水工程在穿越城市群时,往往需要深埋以规避地表及浅层地下的各类建(构)筑物。这种情况下盾构隧洞成为极具优势的选择方案。当这种深埋隧洞的围岩具有较好承载能力时,可以采用钢混凝土内衬与盾构组成复合衬砌,与围岩一起共同承担管道内的高内水压力。而这种隧道结构的内衬往往会发生开裂,进而改变其受力特征,此时内衬、盾构管片与围岩如何共同受力成为了工程设计的重点和难点,对此目前还没有成熟的计算方法和规程。针对钢筋混凝土受内水压开裂后的受力变形特点,提出了钢筋混凝土内衬开裂后刚度减少的等效刚度计算方法,计算在内水压力作用下复合衬砌与围岩共同作用的受力特点。结果表明:当围岩弹性模量达到2 GPa时,这种结构可以具有较好的承载能力;当围岩弹性模量达到5 GPa时,可以承担1 MPa以上的内水压力,围岩具有较好的利用价值。研究结果为盾构钢筋混凝土内衬高压输水隧洞联合受力提供了简化的计算方法。 展开更多

关键词 盾构隧洞 高压输水 钢筋混凝土内衬 复合衬砌 联合受力

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港珠澳大桥岛隧工程建设的科技创新和运营后应关注的若干问题 被引量：6

7

作者 孙钧 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第10期1592-1602,共11页

针对当年为何在港珠澳大桥东侧主航道海域选用海底巨型沉管隧道,而摒弃不用桥梁或盾构隧道方案进行了阐释。总结了港珠澳大桥岛隧工程建设中几项位居国内外领先水平的创新科技,包括构筑人工岛时采用自稳式的巨型钢质圆筒作为施作基坑围... 针对当年为何在港珠澳大桥东侧主航道海域选用海底巨型沉管隧道,而摒弃不用桥梁或盾构隧道方案进行了阐释。总结了港珠澳大桥岛隧工程建设中几项位居国内外领先水平的创新科技,包括构筑人工岛时采用自稳式的巨型钢质圆筒作为施作基坑围护结构,大面积、超深度"挤密砂桩复合地基"加固处理技术,采用"半刚性管段接头","三明治"式钢-钢筋混凝土组合结构倒梯型最终接头,钢筋混凝土沉管结构的控裂和防腐耐久性设计,中国智慧、中国速度的建造技术,等等不一而足。指出了大桥沉管隧道在运营期间应关注的若干技术问题:1)大桥通车后,沉管隧道后续的工后沉降和差异沉降量是否会进一步发展?最终的收敛值又将有多大?如果超限,又应作何种管控对策? 2)如果发现有大/小管节/管段的接头张开,又该怎样应对处理?如何确保设计预期的沉管各节段间大小接头都要求做到"滴水不漏"?并提出了一些建议及管控对策:1)如果大接头工后沉降(尤其是差异沉降)超限,建议采用深水下的"微扰动注浆"进行后处理; 2)如果接头在底板处有因正弯矩值过大而张开的不测情况,认为只需截断管段顶板内的部分预应力筋,而使截面正弯矩值降低,即可将接头处已张开的底板接缝重新闭合,达到整治的效果。 展开更多

关键词 港珠澳大桥 沉管隧道 岛隧工程 自稳式巨型钢质圆筒围护结构 “八锤同步振沉”技术 “挤密砂桩复合地基”技术 半刚性管段接头 钢-钢筋混凝土组合结构型最终接头 混凝土控裂 防腐耐久性设计 工后沉降 差异沉降 接头漏水及整治

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复合式衬砌结构联合承载的原位试验与数值分析 被引量：7

8

作者 何灏典 唐欣薇 +2 位作者 严振瑞 郑怀丘 李代茂 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期560-568,I0008,F0003,共11页

针对复合式双层衬砌开展了原位加载试验与三维有限元数值仿真,分析了该结构在内压加载中的联合承载和结构失效过程,并对多种围岩强度下结构的受力变形规律进行了探讨。结果表明:橡胶囊体与钢反力架相结合的加载方式可较好地模拟大直径... 针对复合式双层衬砌开展了原位加载试验与三维有限元数值仿真,分析了该结构在内压加载中的联合承载和结构失效过程,并对多种围岩强度下结构的受力变形规律进行了探讨。结果表明:橡胶囊体与钢反力架相结合的加载方式可较好地模拟大直径断面内水压力的作用,光纤感测技术可实现隧洞结构的全断面连续监测;在内压作用下,复合式衬砌联合承载作用明显,内外衬均呈现“横椭圆”且向外膨胀受拉的变形趋势;内衬混凝土开裂成为结构承载力下降的控制因素,当内外压差超过0.40 MPa时,内衬达到正常使用极限状态,联合承载性能降低;随着围岩强度的提高,结构变形及内力响应减小,围岩分担内压的效果增强,宜适当优化衬砌厚度。 展开更多

关键词 输水隧洞 复合式衬砌 联合承载 原位试验 精细化模型

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复合材料叠合衬砌加固管片接头抗负弯矩试验研究 被引量：6

9

作者 万敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期75-80,共6页

复合材料叠合衬砌是加强各种隧道的一种新型结构形式。这种结构具有强度高、操作轻便、施工效率高、构件所占空间小等优点,特别适合于城市地铁隧道修复时复杂的施工条件。通过复合材料叠合衬砌加固管片接头抗负弯矩试验,对加固前后管片... 复合材料叠合衬砌是加强各种隧道的一种新型结构形式。这种结构具有强度高、操作轻便、施工效率高、构件所占空间小等优点,特别适合于城市地铁隧道修复时复杂的施工条件。通过复合材料叠合衬砌加固管片接头抗负弯矩试验,对加固前后管片接头的荷载-挠度曲线、荷载-接缝张角、荷载-转角刚度曲线等进行了对比分析,研究了复合构件加固接头的破坏形态。结果表明,加固管片接头在挠度10mm时负弯矩承载力较未加固提高221%,负弯矩极限承载弯矩较未加固提高101%,加固管片接头平均转角刚度较未加固接头提高约4.3倍,复合材料叠合衬砌有效提高了管片接头在负弯矩区的抗弯承载能力和接头转角刚度,可作为隧道管片加固的一种新方法。 展开更多

关键词 盾构隧道加固 复合材料叠合衬砌 复合腔体 管片接头 荷载试验

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汕头至汕尾铁路汕头湾海底隧道设计综述 被引量：11

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作者 吴强 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第10期38-44,共7页

汕头湾海底隧道为设计时速350 km的单洞双线高铁海底隧道,具有高水压(隧底最大水压力达0.97 MPa)、高侵蚀性(海域段落氯盐侵蚀环境等级L3)和高烈度地震区(8度地震区)的特点。隧道施工工法复杂,涉及矿山法(海域矿山法、陆域矿山法)、盾... 汕头湾海底隧道为设计时速350 km的单洞双线高铁海底隧道,具有高水压(隧底最大水压力达0.97 MPa)、高侵蚀性(海域段落氯盐侵蚀环境等级L3)和高烈度地震区(8度地震区)的特点。隧道施工工法复杂,涉及矿山法(海域矿山法、陆域矿山法)、盾构法、明挖法、矿山法+盾构空推法。为进一步探究海底隧道的设计施工关键技术,对汕头至汕尾铁路汕头湾海底隧道设计及关键技术进行阐述,有效解决了盾构机整体无损拆解、穿活动断层带抗震抗断、阈值泄压限排、盾构接缝防水、穿越复合地层适应性、防灾疏散救援、隧道全生命周期健康监测等关键技术问题。 展开更多

关键词 汕头湾海底隧道 无损拆解 抗震抗断技术 阈值泄压限排 接缝防水材料 复合地层 疏散救援 健康监测

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复合交通荷载下叠合式公轨合建隧道动力响应

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作者 邱友根 李明睿 +3 位作者 黄展军 孙志浩 候世磊 徐长节 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第14期6238-6247,共10页

叠合式公轨合建隧道不同于其他公轨合建隧道,汽车-列车荷载作用下其动力响应也有所不同。为研究复合交通荷载下叠合式公轨合建隧道动力响应,用激振力法、元胞自动机、汽车动力模型模拟列车荷载、车流和汽车荷载,用有限元软件Plaxis3D分... 叠合式公轨合建隧道不同于其他公轨合建隧道,汽车-列车荷载作用下其动力响应也有所不同。为研究复合交通荷载下叠合式公轨合建隧道动力响应,用激振力法、元胞自动机、汽车动力模型模拟列车荷载、车流和汽车荷载,用有限元软件Plaxis3D分析了不同荷载及有无垫层工况下隧道的动力响应。结果表明:公路隧道、铁路隧道分别主要对汽车荷载、列车荷载产生加速度响应,铁路隧道的加速度响应要明显大于公路隧道,约为后者的20倍;隧道不同位置处,对两种交通荷载的应力响应情况不同,铁路隧道应力响应主要受列车荷载控制,但当公路隧道中有大型车辆通过时,会对铁路隧道应力响应产生较大影响,甚至起到主导作用;公路、铁路隧道之间设置垫层会增大公路隧道的动力响应,但同时会减小公路隧道下方土层的刚度差异进而减小其应力值,综合作用下,设置垫层后公路隧道的应力状态会有所改善。 展开更多

关键词 复合交通荷载 叠合式公轨合建隧道 动力响应 数值模拟 元胞自动机

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管廊双面叠合墙新型拼缝构造研究

12

作者 陈俊凯 赵志红 +1 位作者 董经民 刘国华 《混凝土》 CAS 北大核心 2022年第10期135-138,共4页

目前,预制叠合装配式管廊侧墙多采用双面叠合墙,即一种在预制双面叠合板中间空腔内浇筑混凝土的结构形式。相邻管段的拼接处仅依赖现浇混凝土层连接,成为抗弯、抗拉、抗裂和抗渗的薄弱环节,易产生开裂变形和渗漏。针对此问题,提出一种... 目前,预制叠合装配式管廊侧墙多采用双面叠合墙,即一种在预制双面叠合板中间空腔内浇筑混凝土的结构形式。相邻管段的拼接处仅依赖现浇混凝土层连接,成为抗弯、抗拉、抗裂和抗渗的薄弱环节,易产生开裂变形和渗漏。针对此问题,提出一种管廊双面叠合墙新型拼缝构造,具有提高拼缝处防裂防渗性能、可大规模预制生产、缩短建设工期等技术优势,工程应用价值高。最后在工程实例基础上,作有限元结构计算分析,论证该新型拼缝构造对受力性能的改善效果。 展开更多

关键词 预制叠合装配式管廊 双面叠合墙 拼缝构造 错缝

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不均匀上覆荷载下的叠合装配式管廊承载性能研究

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作者 吕佳云 苗智超 +2 位作者 朱红满 范宝秀 刘国华 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第12期217-221,共5页

在不均匀上覆荷载作用下,叠合装配式管廊薄弱部位极易发生开裂、错动等破坏,进而导致管廊出现渗水渗泥现象,影响管廊日常运行。针对此问题,基于山西某叠合装配式管廊工程建立数值模型,分析不均匀上覆荷载作用下叠合装配式管廊的承载性... 在不均匀上覆荷载作用下,叠合装配式管廊薄弱部位极易发生开裂、错动等破坏,进而导致管廊出现渗水渗泥现象,影响管廊日常运行。针对此问题,基于山西某叠合装配式管廊工程建立数值模型,分析不均匀上覆荷载作用下叠合装配式管廊的承载性能和破坏特征。计算出叠合装配式管廊工程的容许上覆荷载并确定了最不利荷载形式。通过对比3种典型荷载工况下管廊顶板的裂缝和钢筋应力分布发现,管廊顶板支座的拼缝和变形缝附近混凝土开裂明显,容易导致变形缝产生较大变形,进而形成渗漏通道。 展开更多

关键词 叠合装配式管廊 容许上覆荷载 承载性能 拼缝 有限元分析

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