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矩形顶管隧道F承插型接头等效刚度理论研究
1
作者 许有俊 张正曦 +2 位作者 张朝 刘天宇 张旭 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期506-515,共10页
等效刚度是计算隧道纵向变形的重要参数,为探究等效刚度对矩形顶管隧道的影响,以呼和浩特市海亮广场矩形顶管隧道为设计参照,采用纵向变形等效原则,结合Timoshenko梁截面剪切系数,建立了矩形顶管隧道接头等效刚度解析解,以室内试验为验... 等效刚度是计算隧道纵向变形的重要参数,为探究等效刚度对矩形顶管隧道的影响,以呼和浩特市海亮广场矩形顶管隧道为设计参照,采用纵向变形等效原则,结合Timoshenko梁截面剪切系数,建立了矩形顶管隧道接头等效刚度解析解,以室内试验为验证,探究了等效刚度的影响因素。结果标明:(1)剪切作用下接头剪切刚度主要分为弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段。(2)等效刚度理论计算结果与模型试验数据基本相同,验证了解析解的合理性。(3)减小管节宽度的同时增加管节高度可以有效增加接头等效刚度;截面尺寸对等效抗剪刚度影响较小,管节设计应将弯曲变形作为重点研究;钢套环与等效刚度成正比,与提升率呈反比,建议钢套环厚度取值13~17 mm。 展开更多
关键词 矩形顶管隧道 等效刚度 接头变形 参数分析
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基于密贴既有车站深基坑的反压土参数优化
2
作者 许有俊 金辰宇 +1 位作者 张朝 王楠 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第9期1728-1741,共14页
传统支护设计中,往往因为过高的安全冗余度导致资源浪费和成本增加。针对支护设计中反压土的优化问题,为了提高支护结构的安全性与经济性,并避免不必要的过度防护,从而实现资源的高效利用,以呼和浩特市某密贴地铁车站基坑工程为研究对象... 传统支护设计中,往往因为过高的安全冗余度导致资源浪费和成本增加。针对支护设计中反压土的优化问题,为了提高支护结构的安全性与经济性,并避免不必要的过度防护,从而实现资源的高效利用,以呼和浩特市某密贴地铁车站基坑工程为研究对象,结合现场监测与数值模拟方法,系统分析基坑施工中支护结构对基坑和地铁车站变形控制效果。研究重点关注反压土的高度与长度对基坑变形的影响,并在确保实际施工中钢支撑参数不变的前提下,开展反压土体优化分析。通过对不同反压土参数(如长度和高度)的优化分析发现,反压土的高度与长度对地铁车站的最大水平变形具有显著影响。具体来说,随着反压土的高度和长度的增加,地铁车站的水平变形逐渐减小,反之,变形量显著增大。基于这一结论,提出优化的反压土参数选取方案:高度大于7 m,长度大于80 m,以确保地铁车站的变形控制在安全范围内,满足工程的安全和经济要求。此外,还探讨了不同施工阶段反压土参数调整的合理性。 展开更多
关键词 深基坑 反压土 密贴地铁车站 数值模拟 支护方案优化
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衬砌背后空洞对连拱隧道结构受力和破坏的影响研究 被引量：21
3
作者 张旭 黄诗闵 +1 位作者 许有俊 满忠昂 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第1期90-102,共13页
为研究衬砌背后空洞而诱发的连拱隧道结构破坏机制及解决维修整治难题,以衬砌背后存在空洞时的连拱隧道为研究对象,通过相似模型试验和有限元数值模拟,研究空洞位置及尺寸变化时连拱隧道围岩压力分布、结构安全状态及破坏演化规律。结... 为研究衬砌背后空洞而诱发的连拱隧道结构破坏机制及解决维修整治难题,以衬砌背后存在空洞时的连拱隧道为研究对象,通过相似模型试验和有限元数值模拟,研究空洞位置及尺寸变化时连拱隧道围岩压力分布、结构安全状态及破坏演化规律。结果表明:1)因为衬砌背后空洞的存在,连拱隧道内侧拱肩的土压力大于外侧拱肩,雁形区承受较大的围岩荷载;2)空洞位置发生变化时,空洞同侧隧道拱顶、拱腰裂缝的形态及传播规律差距显著,空洞对侧隧道以及连拱隧道底部的影响相对较小;3)当空洞位于中墙顶部时,拱顶安全系数比空洞位于其他位置时更小,而裂缝尺寸更大,且拱顶裂缝最早出现;4)随左洞拱顶空洞尺寸的增加,中墙与右洞拱部交接处越容易产生裂缝,连拱隧道破坏程度越严重,空洞角度比空洞深度对连拱隧道结构破坏影响更明显,空洞角度的增加使得空洞区域内、空洞左侧边缘及左拱脚的裂缝更早出现。研究揭示了空洞位置及尺寸变化时的连拱隧道裂缝分布规律及扩展过程,建议对连拱隧道衬砌背后形成大尺寸的空洞及时进行注浆充填。 展开更多
关键词 连拱隧道 结构破坏 模型试验 衬砌背后空洞
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S形空间曲线顶管开挖引起的地表沉降计算——以宁波市潘桥变电站迁建工程为例 被引量：5
4
作者 许有俊 孟毅欣 +3 位作者 张朝 韩志强 郭飞 高胜雷 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第1期48-57,共10页
为研究S形空间曲线顶管隧道施工引起的地表沉降规律,基于Mindlin弹性力学解和随机介质理论,构建S形空间曲线顶管施工引起的地表沉降计算模型,获得顶管施工各参数和空间曲线段施工地层损失引起的沉降规律,并与宁波市潘桥变电站顶管隧道... 为研究S形空间曲线顶管隧道施工引起的地表沉降规律,基于Mindlin弹性力学解和随机介质理论,构建S形空间曲线顶管施工引起的地表沉降计算模型,获得顶管施工各参数和空间曲线段施工地层损失引起的沉降规律,并与宁波市潘桥变电站顶管隧道工程地表沉降实测值进行对比验证。研究结果表明:1)考虑顶管施工引起的附加荷载、水平与竖向超挖间隙等因素所构建的S形空间曲线顶管施工引起的地表沉降计算方法,理论计算值与实测值吻合较好,能够对地表沉降进行较为准确的预测;2)空间曲线顶管施工引起的地表沉降槽不以顶管中心轴线对称,在顶管机头无超挖刀参与掘进的情况下,最大沉降值向弯道外侧偏移,且顶管机平面转弯产生的超挖间隙对沉降槽偏移影响最大;3)在S形空间曲线顶进时,地层损失是造成地表沉降的主要原因,应严格控制注浆参数,理论注浆量应包括环形空隙与超挖间隙注浆量体积之和。 展开更多
关键词 S形曲线顶管隧道 MINDLIN解 随机介质理论 地表变形
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S型空间曲线圆形顶管管道应力分析——以宁波市电力隧道顶管工程为例 被引量：4
5
作者 许有俊 韩志强 +2 位作者 张朝 孟毅欣 高胜雷 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第8期1375-1385,共11页
为探索顶管在S型曲线顶进过程中管道结构荷载变化,以宁波电力顶管隧道工程为背景,结合施工参数对管道环向、纵向钢筋应力和管土接触应力的影响进行实测分析,建立三维数值模拟进行对比,同时采用多工况模拟进行拓展分析。分析结果表明:1)... 为探索顶管在S型曲线顶进过程中管道结构荷载变化,以宁波电力顶管隧道工程为背景,结合施工参数对管道环向、纵向钢筋应力和管土接触应力的影响进行实测分析,建立三维数值模拟进行对比,同时采用多工况模拟进行拓展分析。分析结果表明:1)环向钢筋应力分布不均匀且受转弯影响较小,受注浆压力影响较大,管顶和管底外侧受拉、内侧受压,管腰则相反;纵向钢筋应力主要受顶力影响,在S型曲线上管腰应力交替波动,管底内外侧均受拉,其余部位外侧受拉、内侧受压。2)顶管转向产生不均匀的管土间隙,使注浆压力不均匀,纠偏使管道处于泥浆套的右下方,实测管土接触应力大小为管道左侧>管顶≈管底>管道右侧,模拟管土接触应力与实测数据有着相似的变化趋势,应力分布不均匀,且管顶与管底受转弯影响较小,管腰受转弯影响较大。3)拓展模拟得出,管道埋深和坡度较大时,管顶和管底管壁应力变化尤为显著;适当增加注浆压力,可缓解管壁应力不对称、不均匀现象;水平纠偏时纠偏程度不宜过大,避免产生管道应力集中的现象;增大顶力不能使应力重分布,且纵向应力增加不大。 展开更多
关键词 圆形顶管隧道 S型空间曲线顶管 管道应力 施工参数 现场监测 数值模拟
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地震动参数对地裂缝场地动力响应的影响规律研究 被引量：2
6
作者 张朝 聂绪致 +2 位作者 熊仲明 许有俊 张旭 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第5期110-118,共9页
为系统地研究地震动参数对地裂缝场地土体动力响应的影响规律,探究动力放大系数在地裂缝场地土体内部的分布规律,以西安地裂缝为研究对象,开展了地裂缝场地土体振动台物理模型试验和数值模拟分析。研究结果表明:加速度和Arias强度放大... 为系统地研究地震动参数对地裂缝场地土体动力响应的影响规律,探究动力放大系数在地裂缝场地土体内部的分布规律,以西安地裂缝为研究对象,开展了地裂缝场地土体振动台物理模型试验和数值模拟分析。研究结果表明:加速度和Arias强度放大系数从模型土底部到顶部逐渐增大,地表放大系数远大于土体底部的;在单向或者多向地震作用下,地裂缝场地上、下盘有不同的动力响应规律,表现出上下盘效应和非一致性,上盘的动力响应更剧烈,影响范围更大;随着地震动强度的增大,上、下盘的动力放大效应均呈减弱趋势,同时上、下两盘的数值差异逐渐减小,上下盘效应也不再显著;地震波输入方向、频谱特性以及强震持时均对地裂缝场地的动力响应有很大影响,但影响规律和程度不尽相同。 展开更多
关键词 地裂缝场地 振动台试验 数值模拟 地震动参数 动力响应
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地铁暗挖隧道密贴下穿污水箱涵变形特征研究 被引量：4
7
作者 张丽丽 张旭 +1 位作者 成鹤 许有俊 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第20期8921-8929,共9页
为了解决地铁暗挖隧道密贴下穿大断面污水箱涵变形控制的工程难题,通过Midas GTS NX模拟分析了不同污水流量下暗挖隧道施工引起的既有箱涵的结构变形规律,通过现场监测对施工效果进行评价,结果表明:污水荷载的变化对箱涵的沉降值影响较... 为了解决地铁暗挖隧道密贴下穿大断面污水箱涵变形控制的工程难题,通过Midas GTS NX模拟分析了不同污水流量下暗挖隧道施工引起的既有箱涵的结构变形规律,通过现场监测对施工效果进行评价,结果表明:污水荷载的变化对箱涵的沉降值影响较大,箱涵内充满污水时的最大沉降值是箱涵内没有污水的1.75倍;当污水高度控制在箱涵管径的0.754 m高度以下时,可以保证箱涵结构的安全性;在距离箱涵的间距约13 m范围内进行降水以及开挖施工对箱涵扰动较大,沉降最大值为16.86 mm,该阶段箱涵的最大沉降值占总沉降值的70%~75%;采用叠加法修正Peck公式能够描述下穿段箱涵结构沉降曲线,暗挖隧道施工时箱涵的沉降槽宽度取值范围为6.32~6.9 m,沉降曲线最终呈“U”形。 展开更多
关键词 呼和浩特地铁 暗挖隧道 密贴下穿 污水箱涵 变形特征
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矩形顶管隧道F型承插接头剪切性能研究 被引量：3
8
作者 许有俊 庞跃魁 +2 位作者 张朝 康佳旺 黄正东 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期957-966,共10页
通过接头剪切试验研究在地基沉降、施工扰动及上部荷载变化等情况下矩形顶管隧道的F型承插接头剪切受力性能及变形特征.通过在管节底部布置等效地基弹簧的方式,模拟不同地层条件下土体对矩形顶管的支撑作用.结果表明:在管节接头发生剪... 通过接头剪切试验研究在地基沉降、施工扰动及上部荷载变化等情况下矩形顶管隧道的F型承插接头剪切受力性能及变形特征.通过在管节底部布置等效地基弹簧的方式,模拟不同地层条件下土体对矩形顶管的支撑作用.结果表明:在管节接头发生剪切变形过程中,钢套环刚度与地基刚度越大,接头抗剪承载能力越强,错台量越小.钢套环焊缝强度严重制约管节的承载能力,裂缝出现使得接头的抗剪承载力下降29.5%~51.5%.在剪切作用下,接头钢套环容易发生翘曲变形或者焊缝开裂,接头处与钢套环接触的混凝土容易被压碎,接头根部混凝土容易开裂. 展开更多
关键词 矩形顶管 F型承插接头 剪切刚度 受力性能 失效机制
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矩形顶管隧道F型承插接头抗弯性能试验研究
9
作者 许有俊 庞跃魁 +3 位作者 张朝 聂绪致 张旭 刘天宇 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第7期1099-1108,共10页
为研究矩形顶管隧道在地基沉降及上部荷载变化等情况下F型承插接头的抗弯性能、变形规律及破坏特征,在管节底部布置不同数量的等效地基弹簧来模拟不同地质条件,开展不同地层条件下的接头弯曲试验。试验结果表明:1)加载初期,接头弯曲变... 为研究矩形顶管隧道在地基沉降及上部荷载变化等情况下F型承插接头的抗弯性能、变形规律及破坏特征,在管节底部布置不同数量的等效地基弹簧来模拟不同地质条件,开展不同地层条件下的接头弯曲试验。试验结果表明:1)加载初期,接头弯曲变形主要为钢套环变形,各等效地基下接头抗弯刚度差异较小。2)当位移加载至15~25 mm时,管节顶底板内侧与侧墙外侧出现裂缝,由于管节自身变形使得接头张开量随着加载位移的增大出现减缓,接头抗弯刚度曲线斜率增大,并以0.007 rad张开量为界线划分为2个阶段。3)根据拉线式位移计变化、接头混凝土应变及钢套环应变可知,顶底板中部及侧墙中部挠曲应力最大,且在上方荷载作用下,管节表现出被压扁的趋势。4)接头弯曲变形中,插口端混凝土会与承口端混凝土及钢套环发生挤压,顶板混凝土被压碎,钢套环由于挤压而发生翘曲。 展开更多
关键词 矩形顶管 F型承插接头 模型试验 弯曲刚度 受力性能 变形特征
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