盾构衬砌管片环向接头刚度解析法及参数研究 被引量：12

1

作者 晏启祥 陈行 +2 位作者 陈文宇 张君臣 黄希 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1555-1565,共11页

基于接头断面的不均匀变形、接头细部构造分析在正、负弯矩作用下接头分离前后的力学特性,分别给出管片环向接头的抗拉刚度和抗弯刚度在接头分离前后的非线性解析公式,以及接头抗压刚度和抗剪刚度的线性解析公式。在此基础上,得到不同... 基于接头断面的不均匀变形、接头细部构造分析在正、负弯矩作用下接头分离前后的力学特性,分别给出管片环向接头的抗拉刚度和抗弯刚度在接头分离前后的非线性解析公式,以及接头抗压刚度和抗剪刚度的线性解析公式。在此基础上,得到不同管片厚度和螺栓等级工况下线性接头和非线性接头模型的转角与弯矩的关系,并对线性接头模型和非线性接头模型的内力和变形特性进行对比分析。研究结果表明:在接头分离前,其抗弯刚度随管片厚度增大而增大;在接头分离后,接头抗弯刚度急剧减小,但不同管片厚度下的接头抗弯刚度分布规律大致相同;随着螺栓等级提高,接头分离时的突变转角与弯矩逐渐增大;在正弯矩作用下各等级螺栓的弯矩增量比负弯矩作用下的弯矩增量大,但各等级螺栓的转角增量要比负弯矩作用下的转角增量小;在荷载作用下,隧道管片弯矩随螺栓等级提高而逐渐减小;螺栓等级提高对线性与非线性模型的轴力影响较小,管片厚度变化对线性和非线性模型的剪力影响较小,但线性和非线性模型管片的剪力随螺栓等级提高而减小。 展开更多

关键词 盾构隧道 环向接头 接头刚度 解析方法 力学特征

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鹅公岩轨道专用桥主缆锚固区模型试验研究 被引量：9

2

作者 狄谨 曾奎 +2 位作者 涂熙 秦凤江 邹杨 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期58-63,共6页

重庆鹅公岩轨道专用桥为主跨600m的自锚式悬索桥,为研究其主缆锚固区的受力性能与传力规律,设计制作缩尺比1∶5的主缆锚固区节段模型进行静力试验,测试模型的应力与压缩变形,并将试验结果与有限元分析结果进行对比。结果表明:设计荷载... 重庆鹅公岩轨道专用桥为主跨600m的自锚式悬索桥,为研究其主缆锚固区的受力性能与传力规律,设计制作缩尺比1∶5的主缆锚固区节段模型进行静力试验,测试模型的应力与压缩变形,并将试验结果与有限元分析结果进行对比。结果表明:设计荷载作用下,主缆锚固区未出现开裂;加载至2.0倍设计荷载时,模型出现2条裂缝,裂缝最大宽度为0.15mm;试验加载过程中,主缆锚固区各构件的纵向应力随荷载增大均线性增大,结构处于弹性工作阶段;各构件纵向正应力由锚固横梁向结合段横梁纵向变化规律总体表现为先增大后减小;2.0倍设计荷载作用下,锚固区各构件压应力均小于混凝土抗压强度标准值,结构具有足够的安全储备。 展开更多

关键词 自锚式悬索桥 主缆锚固区 模型试验 有限元法 受力性能 应力

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隧道穿越煤矿采空区帷幕注浆圈堵瓦斯技术——以华蓥山隧道工程为例

3

作者 刘磊 郝生炜 +5 位作者 黄飞 罗太友 罗亚飞 钟小凤 龙其毕 谭钢 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第5期992-1000,共9页

为解决公路隧道穿越煤矿采空区面临的采空区瓦斯涌出难题,依托华蓥山隧道正穿高顶山煤矿采空区工程,剖析瓦斯来源、涌出规律及潜在风险,提出采用超前帷幕注浆圈堵瓦斯技术方案并进行优化设计,并对帷幕注浆的瓦斯封堵效果进行检验。研究... 为解决公路隧道穿越煤矿采空区面临的采空区瓦斯涌出难题,依托华蓥山隧道正穿高顶山煤矿采空区工程,剖析瓦斯来源、涌出规律及潜在风险,提出采用超前帷幕注浆圈堵瓦斯技术方案并进行优化设计,并对帷幕注浆的瓦斯封堵效果进行检验。研究结果表明:1)隧道掌子面连通采空区后,采空区内的瓦斯气体在压差作用下涌入隧道内部,同时邻近采空区和煤岩层不断解吸瓦斯气体对采空区进行补给,导致隧道内部瓦斯体积分数持续升高;2)帷幕注浆采用全孔一次性注浆工艺和分段前进式注浆工艺,隧道掌子面布置8圈注浆孔,注浆形成4段喇叭状帷幕圈,帷幕注浆填充率达80%,帷幕圈能有效填堵围岩裂隙、固结破碎岩石、隔离瓦斯气体;3)在应用帷幕注浆圈堵瓦斯技术后,在采空区孔内检测瓦斯体积分数,其最大值由帷幕注浆前的80%降低至注浆后的9.6%。该技术成功应用于华蓥山隧道穿越高顶山煤矿采空区,有效防治了隧道穿越采空区的瓦斯灾害,提高了采空区瓦斯的排放效率。 展开更多

关键词 隧道 瓦斯治理 瓦斯圈堵 超前帷幕注浆 煤矿采空区

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成昆铁路K295泥石流灾害特征分析及治理对策研究 被引量：6

4

作者 刘科 李云鹏 +5 位作者 郦亚军 罗实 谭钢 陈夕童 邱敏捷 姚中山 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第7期1246-1256,共11页

为消除山区铁路泥石流灾害威胁,确保铁路长期运营安全,结合成昆铁路峨攀段K295泥石流灾害整治工程,分析泥石流灾害情况、规模、分区、成因、危害程度及发展趋势等。基于“以疏为主、兼顾防护”的整治思路,采用“基底注浆加固+导流式渡... 为消除山区铁路泥石流灾害威胁,确保铁路长期运营安全,结合成昆铁路峨攀段K295泥石流灾害整治工程,分析泥石流灾害情况、规模、分区、成因、危害程度及发展趋势等。基于“以疏为主、兼顾防护”的整治思路,采用“基底注浆加固+导流式渡槽明洞+隧底泄水涵+导流槽+急流槽”的综合处治方案。为避免明洞现浇造成既有铁路运营中断,综合考虑现场地形、结构安全及施工工期,创新地在既有运营铁路上采用明洞拱圈预制拼装技术方案,减小了施工作业与铁路运输的相互干扰,大幅缩短了工期。 展开更多

关键词 既有铁路 泥石流 导流槽 预制拼装 明洞

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山岭隧道机械化大断面法设计关键技术 被引量：8

5

作者 刘科 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第4期703-713,共11页

为解决长大山岭隧道钻爆法机械化安全、快速、高质量施工所面临的技术问题,依托郑万铁路湖北段隧道工程,采用“科研先行、试验验证、推广应用”的工作方法,开展隧道大型机械化修建技术研究与现场试验。结合国内外调研情况及工程实践,得... 为解决长大山岭隧道钻爆法机械化安全、快速、高质量施工所面临的技术问题,依托郑万铁路湖北段隧道工程,采用“科研先行、试验验证、推广应用”的工作方法,开展隧道大型机械化修建技术研究与现场试验。结合国内外调研情况及工程实践,得出如下结论:1)隧道机械化修建方法是对传统方法的系统性改变;2)Ⅳ、Ⅴ级围岩传统多台阶法、被动支护、围岩压力“分担比”理论与机械化大断面法不相适应;3)机械化大断面法施工的核心要点是“快挖、快支、主动支、快封闭”;4)隧道结构设计采用规范中基于松散压力的围岩压力计算方法与实际存在差异,可采用形变压力计算方法;5)对于采用机械化大断面法施工的隧道,掌子面超前主动支护体系与洞身主动支护体系是确保隧道掌子面附近围岩稳定的关键。 展开更多

关键词 隧道 机械化大断面法 掌子面稳定系数 形变压力 主动支护

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郑万铁路巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案研究 被引量：4

6

作者 刘科 郦亚军 +2 位作者 王青川 刘雄伟 尚寒春 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第10期1771-1780,共10页

郑万铁路湖北段巴东至香炉坪隧道群在穿越可溶岩地区地质勘察期间,深孔钻探揭示到能听见水声、伴有冷风冒出、超过80 m的巨型半充填溶洞等。为解决上述不良地质问题,在经过区域水文地质调查及系统的地下水动力分析,推测该溶洞底部为暗河... 郑万铁路湖北段巴东至香炉坪隧道群在穿越可溶岩地区地质勘察期间,深孔钻探揭示到能听见水声、伴有冷风冒出、超过80 m的巨型半充填溶洞等。为解决上述不良地质问题,在经过区域水文地质调查及系统的地下水动力分析,推测该溶洞底部为暗河,施工图设计阶段对初步设计阶段既定线路方案进行优化。由于受车站位置、标高及线路纵坡等因素控制,无法从竖向空间进行综合调整,进而从平面上提出5种线路方案,并从主要不良地质、岩溶发育程度、围岩级别、辅助坑道、施工风险、工程投资等方面进行综合比选,推荐出施工风险相对较低、投资相对较少的线路取直且绕避暗河的D8K线路方案。施工开挖揭示表明,隧道成功避开岩溶强烈发育区的巨型含水地下暗河,巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案是成功的。 展开更多

关键词 铁路隧道 不良地质 岩溶 地质选线 线路改移 方案比选

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预制拼装式明洞结构在成昆铁路K279崩塌落石治理中的应用 被引量：5

7

作者 尚寒春 刘科 +1 位作者 郦亚军 刘雄伟 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第S01期330-336,共7页

针对成昆铁路峨攀段K279发生的崩塌落石灾害,首先,采用Rockfall软件进行落石轨迹及冲击动能分析,评定落石对铁路的危害程度。然后,根据冲击动能计算结果确定坡面帘式防护网的设置范围及被动网和其他防护措施的设置,根据落石影响范围确... 针对成昆铁路峨攀段K279发生的崩塌落石灾害,首先,采用Rockfall软件进行落石轨迹及冲击动能分析,评定落石对铁路的危害程度。然后,根据冲击动能计算结果确定坡面帘式防护网的设置范围及被动网和其他防护措施的设置,根据落石影响范围确定明洞接长范围。对于接长明洞,结合现场地形,提出在铁路运营期间增设明洞时采用明洞内外边墙现浇、明洞拱圈预制拼装的方案。最后,介绍明洞内外边墙现浇、明洞拱圈预制拼装方案的设计及施工情况。根据最终的整治效果可知,采用预制拼装式明洞结构方案可安全快速地在既有线增设明洞结构。 展开更多

关键词 成昆铁路 崩塌落石 预制拼装式明洞结构

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盾构隧道管片环向接头刚度的解析分析法 被引量：16

8

作者 晏启祥 陈行 +3 位作者 吴聪 宋乐阳 陈文宇 黄希 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期52-60,共9页

基于盾构隧道管片接头的细部构造,分析在正、负弯矩作用下接头分离前后接头的不同力学机理。通过建立接头力学平衡关系,给出在正、负弯矩作用下接头分离前后接头的抗拉刚度和抗弯刚度的非线性解析公式,以及接头的抗压刚度和抗剪刚度的... 基于盾构隧道管片接头的细部构造,分析在正、负弯矩作用下接头分离前后接头的不同力学机理。通过建立接头力学平衡关系,给出在正、负弯矩作用下接头分离前后接头的抗拉刚度和抗弯刚度的非线性解析公式,以及接头的抗压刚度和抗剪刚度的线性解析公式。利用给出的解析公式获得接头的力学参数,通过建立匀质圆环模型、线性接头模型和非线性接头模型3种有限元模型,对比3种模型的内力和变形特征。结果表明:接头抗弯刚度会在接头分离时出现突变,此后接头抗弯刚度较分离前会表现出一定程度的减弱;螺栓预紧力是影响接头分离时螺栓拉力的主要因素,决定接头分离时的分离转角;考虑接头效应,衬砌的弯矩和剪力都会出现明显的减小,衬砌变形会出现较大程度的增加,但对轴力影响较小;管片环向接头分离后,接头抗弯刚度减弱,管片环弯矩尚有进一步减小,变形尚有进一步扩大的趋势。 展开更多

关键词 盾构隧道 环向接头 接头刚度 解析公式 弯矩 剪力 轴力

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近距离垂直交叠盾构隧道的列车振动响应特性及损伤规律 被引量：13

9

作者 晏启祥 陈文宇 +3 位作者 陈行 唐启童 包芮 黄希 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期78-84,共7页

基于拟合的列车振动荷载,采用数值模拟方法研究当列车在上部隧道行驶时近距离垂直交叠盾构隧道的动力响应特性,以及在不同隧道净距时上部隧道的损伤分布规律。结果表明:在列车振动荷载作用下,列车距离分析断面越近,分析断面上隧道衬砌... 基于拟合的列车振动荷载,采用数值模拟方法研究当列车在上部隧道行驶时近距离垂直交叠盾构隧道的动力响应特性,以及在不同隧道净距时上部隧道的损伤分布规律。结果表明:在列车振动荷载作用下,列车距离分析断面越近,分析断面上隧道衬砌的振动加速度和振动最大主应力增量均越大;拱底的振动加速度最大,拱腰次之,拱顶最小;在交叠中心断面处,上部隧道的最大主应力增量远大于下部隧道;压致损伤和拉致损伤主要集中在上部隧道底部附近130°的范围内,且在交叠中心处达到最大。随着两个隧道净距的减小,上部隧道的压致和拉致损伤均增大;当两个隧道净距为6m时,仅交叠中心处上部隧道拱顶出现较小的压致和拉致损伤,当两个隧道净距为4和2m时,交叠中心处上部隧道的压致和拉致损伤增量较大,远离交叠处上部隧道仅出现较小的压致和拉致损伤,说明两个隧道近距离垂直交叠时,下部隧道对上部隧道的振动加速度、最大主应力增量和压致及拉致损伤具有放大效应。 展开更多

关键词 空间交叠隧道 盾构隧道 列车振动荷载 衬砌动力响应 衬砌损伤

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列车振动荷载作用下近距离空间交叠盾构隧道的动力响应特性及损伤规律分析 被引量：5

10

作者 陈行 晏启祥 +2 位作者 包芮 陈文宇 黄希 《铁道建筑》 北大核心 2017年第12期59-63,共5页

采用拟合的列车振动荷载,研究在上部列车振动荷载作用以及不同围岩等级、不同隧道间距条件下空间交叠盾构隧道的动力响应特性和损伤分布规律。结果表明:上部隧道衬砌振动加速度在拱底最大,拱腰相对较小,拱顶最小,下部隧道衬砌振动加速... 采用拟合的列车振动荷载,研究在上部列车振动荷载作用以及不同围岩等级、不同隧道间距条件下空间交叠盾构隧道的动力响应特性和损伤分布规律。结果表明:上部隧道衬砌振动加速度在拱底最大,拱腰相对较小,拱顶最小,下部隧道衬砌振动加速度在拱顶最大,拱腰相对较小,拱底最小;上部隧道的压致与拉致损伤均在拱底最大,拱腰次之,其余各处相对较小,且上部隧道底部约130°范围为损伤主要区域;随着围岩等级的提高,上部隧道衬砌的最大主应力逐步增大,最大主应力峰值由拱腰逐渐向拱底转移;随着隧道间距的增大,上部隧道衬砌的最大主应力逐步减小。 展开更多

关键词 铁路隧道 列车振动 数值计算 交叠盾构隧道 动力响应 损伤分析

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落石冲击下大跨度拱形明洞结构力学响应 被引量：5

11

作者 蒋敦荣 周晓军 +1 位作者 唐建辉 刘科 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第4期122-127,共6页

为研究大跨度铁路隧道拱形明洞结构在落石冲击下的受力情况,以双耳墙式拱形明洞为研究对象,采用动力有限元方法,通过改变回填土厚度、落石质量和冲击速度对拱形明洞结构的力学响应进行了研究。研究结果表明:在落石冲击作用下,当回填土... 为研究大跨度铁路隧道拱形明洞结构在落石冲击下的受力情况,以双耳墙式拱形明洞为研究对象,采用动力有限元方法,通过改变回填土厚度、落石质量和冲击速度对拱形明洞结构的力学响应进行了研究。研究结果表明:在落石冲击作用下,当回填土厚度小于2.5 m时,拱顶处力学响应最显著,当回填土厚度大于3.0 m时,拱脚处力学响应最显著;随着回填土厚度的增加,拱脚Mises等效应力和应变增大,而拱顶Mises等效应力和应变先减小后增大;当回填土厚度为2.0 m时,明洞结构受到的Mises等效应力和应变最小,对结构最有利,建议回填土厚度取1.5~2.5 m;随着落石冲击速度和质量的增大,各关键部位Mises等效应力和位移均增大。 展开更多

关键词 铁路隧道 大跨度隧道 力学响应 数值计算 拱形明洞 落石冲击

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广邻路华蓥山特长隧道岩溶地质问题与对策 被引量：5

12

作者 唐科行 万川 +1 位作者 谭钢 陈子龙 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期480-487,共8页

公路、铁路等线路穿越岩溶地区时,合适的选线方法可降低工程造价、减少工程病害及环境影响,从而科学解决穿越与避让问题。拟建广安至邻水公路为双向四车道一级公路标准,初步设计阶段在工程可行性研究基础上采用低线A线和高线K线方案进... 公路、铁路等线路穿越岩溶地区时,合适的选线方法可降低工程造价、减少工程病害及环境影响,从而科学解决穿越与避让问题。拟建广安至邻水公路为双向四车道一级公路标准,初步设计阶段在工程可行性研究基础上采用低线A线和高线K线方案进行研究。华蓥山特长隧道穿越岩溶地区,为本项目的控制性工程。以华蓥山特长隧道为研究对象,在充分收集既有G42沪蓉高速华蓥山隧道相关资料的基础上,通过分析岩溶区岩溶发育规律、水文地质特点和岩溶地区公路选线的相关要点,采用多种辅助技术,总结出选线原则,最终推荐K线方案为总体最优方案。通过此工程实例,提出在复杂地质岩溶区公路选线的过程中要遵守"多比选,慎选择"的原则、践行地质环保选线原则和"以避为主,避重就轻,动态设计"的设计要点。 展开更多

关键词 特长隧道 岩溶 地表水袭夺 涌水突泥 地质选线

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跨线钢箱梁斜拉桥列车风荷载及风致振动 被引量：2

13

作者 周小刚 张迅 +2 位作者 陈韬 邱敏捷 罗实 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第1期94-100,共7页

为获得高速列车下穿时的列车风和桥梁振动响应特性,以某独塔无背索钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用CFD仿真获得钢箱梁不同部位的列车风荷载,并基于桥梁动力模型研究施工阶段和运营阶段的风致振动响应。结果表明:高速列车下穿时,钢箱梁翼缘... 为获得高速列车下穿时的列车风和桥梁振动响应特性,以某独塔无背索钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用CFD仿真获得钢箱梁不同部位的列车风荷载,并基于桥梁动力模型研究施工阶段和运营阶段的风致振动响应。结果表明:高速列车下穿时,钢箱梁翼缘板、腹板及底板的表面风压均表现出明显的“头波”“尾波”特性;随着车-桥间距和距轨道中心线距离的增加,风压极值逐渐衰减,底板和腹板处的衰减速率较翼缘板处更快;在距轨道中心线20 m处,梁体受到的升力、阻力及扭矩极值分别下降为轨道中心线处的28%,23%和11%;当车速为350 km/h、轨面距梁底为7.25 m时,合龙前梁端最大竖桥向位移为9.89 mm、最大竖桥向加速度为164.58 mm/s^(2),运营阶段跨中最大竖桥向位移为3.24 mm、最大竖桥向加速度为91.95 mm/s^(2)。 展开更多

关键词 高速列车 铁路桥 跨线桥 斜拉桥 钢箱梁 列车风 风致振动 数值仿真

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