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考虑接头非线性转动效应的盾构隧道纵向变形简化解
1
作者
张志伟
郑刚
+4 位作者
程雪松
梁荣柱
杨海滨
赵静
仲志武
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第8期1583-1594,共12页
纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能...
纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能和环间螺栓弹塑性行为,基于严格的隧道横断面椭圆参数方程推导其环缝分别处于弱拉弯、纯弯和压弯状态下的环间接头转动刚度计算公式;其次将盾构隧道沿纵向简化为一系列由非线性转动弹簧和线性剪切弹簧连接而成的Timoshenko短梁,同时采用沿隧道外壁均匀分布的法向和切向Winkler地基弹簧模拟土-隧道相互作用;然后借助状态空间法推导外荷载作用下盾构隧道纵向不连续位移解答,并提出轴向压力作用下隧道纵向变形迭代求解流程;最后通过对比已有理论方法和某基坑开挖引发下方盾构隧道纵向变形工程的实测结果验证所提方法的合理性,并基于某地表堆载诱发盾构隧道纵向变形的工程案例研究纵向轴力和横向刚度对隧道纵向变形的影响。研究结果表明:盾构隧道环间螺栓屈服会显著增大接头张开量和环缝的受拉面积;轴向压力的施加能够显著降低隧道因基坑卸荷引发的纵向位移、接头张开和环间错台变形。参数分析表明:随着纵向轴力由拉力增加为压力,既有隧道最大纵向位移和最大截面转角均逐渐减小,且减小速率先增大后减小,而最大接头张开量近似线性减小;既有隧道横向刚度的降低会导致其纵向位移和接头张开量的显著增加以及环间错台量的略微减小。
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关键词
盾构隧道
环间接头
非线性转动效应
纵向梁-弹簧模型
状态空间法
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职称材料
基于小应变模型的软土地区超深基坑开挖模拟与变形特性分析
2
作者
杨海滨
《中国铁路》
北大核心
2025年第7期65-74,共10页
以天津地铁8号线下瓦房站的基坑工程为研究对象,采用岩土工程分析软件PLAXIS 3D进行三维有限元建模,基于HSS小应变本构模型对深基坑开挖过程进行数值模拟。基于计算结果,重点分析基坑开挖过程中土体及围护结构的变形特征,并将模拟计算...
以天津地铁8号线下瓦房站的基坑工程为研究对象,采用岩土工程分析软件PLAXIS 3D进行三维有限元建模,基于HSS小应变本构模型对深基坑开挖过程进行数值模拟。基于计算结果,重点分析基坑开挖过程中土体及围护结构的变形特征,并将模拟计算结果与实测结果进行对比分析。结果表明,基坑开挖引起的地表沉降随着距坑边距离的增加而减小,墙后土体的水平位移在竖向空间上呈现出圆弧形分布,总位移在竖向空间上出现滑移带。基坑开挖对长边墙后土体变形的影响比短边的显著,具体表现为长边墙后地表沉降大、土体在竖向空间上的总位移量大、坑内开挖卸载在长边墙后土体的影响范围宽等特征。围护墙体水平位移均随着地连墙埋深的变化呈现出典型的“纺锤”形分布。围护墙体变形受到基坑长宽比的影响较显著,长边墙体水平位移大,短边墙体变形小。模拟计算结果与现场实测结果吻合较好,采用HSS模型计算深基坑开挖的土体及围护结构的变形结果可靠有效。
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关键词
超深基坑
软土
小应变模型
变形性质
有限元模拟
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职称材料
机器视觉下的钢轨廓形提取与磨耗测量
被引量:
2
3
作者
赵静
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2023年第12期159-163,177,共6页
随着中国高速铁路的迅速发展,传统的接触式钢轨磨耗检测方法测量效率较低且易受钢轨变形与表面伤损的影响,已无法满足钢轨维修养护的需求。为了快速精确测量钢轨廓形及钢轨磨耗,本文提出了一种基于机器视觉的轮廓提取方法,搭建单目机器...
随着中国高速铁路的迅速发展,传统的接触式钢轨磨耗检测方法测量效率较低且易受钢轨变形与表面伤损的影响,已无法满足钢轨维修养护的需求。为了快速精确测量钢轨廓形及钢轨磨耗,本文提出了一种基于机器视觉的轮廓提取方法,搭建单目机器视觉钢轨廓形提取系统,通过自由平面靶标定位,采用基于结构光颜色和Steger算法的粗精二级钢轨廓形提取方法,提出基于粒子群优化的双圆拟合钢轨廓形匹配算法,实现测量廓形与标准廓形对齐,并得出磨耗值。试验结果表明,该系统检测精度达0.128 mm,同时具备较高的测量效率。
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关键词
高速铁路
轨道轮廓提取
线结构光
光平面标定
图像处理
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职称材料
题名
考虑接头非线性转动效应的盾构隧道纵向变形简化解
1
作者
张志伟
郑刚
程雪松
梁荣柱
杨海滨
赵静
仲志武
机构
天津
大学建筑工程学院
中国地质大学(武汉)工程学院
中铁建
(
天津
)
轨道交通
投资
发展
有限公司
出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第8期1583-1594,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52178343)。
文摘
纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能和环间螺栓弹塑性行为,基于严格的隧道横断面椭圆参数方程推导其环缝分别处于弱拉弯、纯弯和压弯状态下的环间接头转动刚度计算公式;其次将盾构隧道沿纵向简化为一系列由非线性转动弹簧和线性剪切弹簧连接而成的Timoshenko短梁,同时采用沿隧道外壁均匀分布的法向和切向Winkler地基弹簧模拟土-隧道相互作用;然后借助状态空间法推导外荷载作用下盾构隧道纵向不连续位移解答,并提出轴向压力作用下隧道纵向变形迭代求解流程;最后通过对比已有理论方法和某基坑开挖引发下方盾构隧道纵向变形工程的实测结果验证所提方法的合理性,并基于某地表堆载诱发盾构隧道纵向变形的工程案例研究纵向轴力和横向刚度对隧道纵向变形的影响。研究结果表明:盾构隧道环间螺栓屈服会显著增大接头张开量和环缝的受拉面积;轴向压力的施加能够显著降低隧道因基坑卸荷引发的纵向位移、接头张开和环间错台变形。参数分析表明:随着纵向轴力由拉力增加为压力,既有隧道最大纵向位移和最大截面转角均逐渐减小,且减小速率先增大后减小,而最大接头张开量近似线性减小;既有隧道横向刚度的降低会导致其纵向位移和接头张开量的显著增加以及环间错台量的略微减小。
关键词
盾构隧道
环间接头
非线性转动效应
纵向梁-弹簧模型
状态空间法
Keywords
shield tunnel
circumferential joint
nonlinear rotational effect
longitudinal beam-spring model
state space method
分类号
TU432 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于小应变模型的软土地区超深基坑开挖模拟与变形特性分析
2
作者
杨海滨
机构
中铁建
(
天津
)
轨道交通
投资
发展
有限公司
出处
《中国铁路》
北大核心
2025年第7期65-74,共10页
文摘
以天津地铁8号线下瓦房站的基坑工程为研究对象,采用岩土工程分析软件PLAXIS 3D进行三维有限元建模,基于HSS小应变本构模型对深基坑开挖过程进行数值模拟。基于计算结果,重点分析基坑开挖过程中土体及围护结构的变形特征,并将模拟计算结果与实测结果进行对比分析。结果表明,基坑开挖引起的地表沉降随着距坑边距离的增加而减小,墙后土体的水平位移在竖向空间上呈现出圆弧形分布,总位移在竖向空间上出现滑移带。基坑开挖对长边墙后土体变形的影响比短边的显著,具体表现为长边墙后地表沉降大、土体在竖向空间上的总位移量大、坑内开挖卸载在长边墙后土体的影响范围宽等特征。围护墙体水平位移均随着地连墙埋深的变化呈现出典型的“纺锤”形分布。围护墙体变形受到基坑长宽比的影响较显著,长边墙体水平位移大,短边墙体变形小。模拟计算结果与现场实测结果吻合较好,采用HSS模型计算深基坑开挖的土体及围护结构的变形结果可靠有效。
关键词
超深基坑
软土
小应变模型
变形性质
有限元模拟
Keywords
ultra-deep foundation pit
soft soil
small-strain model
deformation characteristics
finite element simulation
分类号
U455 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
机器视觉下的钢轨廓形提取与磨耗测量
被引量:
2
3
作者
赵静
机构
中铁建
(
天津
)
轨道交通
投资
发展
有限公司
出处
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2023年第12期159-163,177,共6页
基金
天津市交通运输科技发展计划(2022-40)。
文摘
随着中国高速铁路的迅速发展,传统的接触式钢轨磨耗检测方法测量效率较低且易受钢轨变形与表面伤损的影响,已无法满足钢轨维修养护的需求。为了快速精确测量钢轨廓形及钢轨磨耗,本文提出了一种基于机器视觉的轮廓提取方法,搭建单目机器视觉钢轨廓形提取系统,通过自由平面靶标定位,采用基于结构光颜色和Steger算法的粗精二级钢轨廓形提取方法,提出基于粒子群优化的双圆拟合钢轨廓形匹配算法,实现测量廓形与标准廓形对齐,并得出磨耗值。试验结果表明,该系统检测精度达0.128 mm,同时具备较高的测量效率。
关键词
高速铁路
轨道轮廓提取
线结构光
光平面标定
图像处理
Keywords
high-speed rail
rail contour extraction
linear structured light
optical plane calibration
image processing
分类号
P23 [天文地球—摄影测量与遥感]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑接头非线性转动效应的盾构隧道纵向变形简化解
张志伟
郑刚
程雪松
梁荣柱
杨海滨
赵静
仲志武
《岩土工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于小应变模型的软土地区超深基坑开挖模拟与变形特性分析
杨海滨
《中国铁路》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
机器视觉下的钢轨廓形提取与磨耗测量
赵静
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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