盾构下穿施工既有隧道变形机理数值模拟研究 被引量：1

1

作者 路德春 宋涛 +2 位作者 林庆涛 孟旭 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期485-500,共16页

盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工... 盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工程建立盾构下穿既有隧道三维有限元数值模型,获得了盾构下穿过程中既有隧道结构变形、内力响应、围岩压力,及其周围地层应力的发展变化规律,揭示了既有隧道的变形机理。结果表明:既有隧道在纵向上发生挠曲和扭转变形,挠曲变形呈现为中部沉降两端隆起的“V”形变形,断面扭转变形呈中间大两端小的分布形式,且随盾构掘进先逆时针扭转后顺时针扭转;对于隧道横断面,在x=-0.8D~0.8D隧道断面呈现侧向压扁、竖向伸长的变形模式,在x=±0.8D之外隧道断面呈现侧向伸长、竖向压扁的变形模式,x=-0.8D~0.8D隧道断面变形由盾构开挖引起的土体卸载引起,x=±0.8D之外的隧道断面变形由中间区域隧道断面扭转和沉降变形的传递导致。 展开更多

关键词 盾构 下穿施工 既有隧道 变形机理 数值模拟

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地铁地下结构大型振动台试验模型研究概述 被引量：9

2

作者 张波 王文沛 陶连金 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期153-157,共5页

基于国内外对地铁地下结构大型振动台试验的研究成果和发展现状,分别对开展地铁大型振动台试验所涉及各个要素的关键问题进行论述,包括模型箱的选择和制作、模型结构和土的相似模拟、地震波的输入,以及试验监测和数据采集系统的管理。... 基于国内外对地铁地下结构大型振动台试验的研究成果和发展现状,分别对开展地铁大型振动台试验所涉及各个要素的关键问题进行论述,包括模型箱的选择和制作、模型结构和土的相似模拟、地震波的输入,以及试验监测和数据采集系统的管理。总结以往地铁振动台试验的经验,提出在研究目的和模型制作中存在的问题和难点,并探讨解决思路和方法,为后继的类似试验提供参考。 展开更多

关键词 地铁结构 振动台试验 模型

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城市地下基础设施低碳发展策略研究 被引量：5

3

作者 王国盛 季港澳 +1 位作者 路德春 杜修力 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期30-37,共8页

在韧性城市、海绵城市与城市更新的背景下,城市地下基础设施作为城市建设的重要部分,其低碳、安全、协调发展对推动城市高质量发展,助力我国“双碳”目标实现具有重要作用。本文通过总结城市地下基础设施低碳发展的现状及存在的问题,提... 在韧性城市、海绵城市与城市更新的背景下,城市地下基础设施作为城市建设的重要部分,其低碳、安全、协调发展对推动城市高质量发展,助力我国“双碳”目标实现具有重要作用。本文通过总结城市地下基础设施低碳发展的现状及存在的问题,提出了新建和既有城市地下基础设施低碳发展的实施路径与策略。研究认为,对于新建城市地下基础设施,以源头端、消费端、固碳端三端为抓手,提出了在规划设计、建造物化、运行维护阶段等全面考虑城市地下基础设施全生命周期的低碳发展策略;对于既有城市地下基础设施,提出了电气化、智能化和实用化的绿色改造策略以及新老交汇、和而不同的绿色扩建策略。为进一步推动我国城市地下基础设施低碳发展,从摸清城市地下基础设施温室气体排放家底、完善城市地下基础设施低碳发展顶层设计、加强城市地下基础设施低碳发展技术研发、加强城市地下基础设施低碳发展政策倾斜4个方面提出了对策建议。 展开更多

关键词 城市地下基础设施 碳中和 全生命周期 源头端 消费端 固碳端

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盾尾注浆材料硬化特性对隧道和地层力学响应影响的有限元模拟研究 被引量：2

4

作者 路德春 刘竹根 +2 位作者 林庆涛 孔凡超 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期711-723,共13页

为了探究注浆材料硬化和注浆压力的消散过程对软土地层和隧道衬砌受力变形的影响,以青岛某地铁隧道为背景,考虑盾构机与土体相互作用、衬砌-注浆层-土体相互作用,以及注浆材料硬化和注浆压力消散过程,基于ABAQUS有限元平台建立了盾构施... 为了探究注浆材料硬化和注浆压力的消散过程对软土地层和隧道衬砌受力变形的影响,以青岛某地铁隧道为背景,考虑盾构机与土体相互作用、衬砌-注浆层-土体相互作用,以及注浆材料硬化和注浆压力消散过程,基于ABAQUS有限元平台建立了盾构施工精细化的有限元数值仿真模型,并利用实测地层沉降和隧道衬砌的收敛变形验证了数值模型的合理性。同时,对注浆材料初凝时间分别为0、2、6、12 h的数值模型进行了计算,获得了地层和隧道衬砌受力变形随注浆材料硬化过程的发展规律,以及注浆材料硬化特性对地层和隧道衬砌受力变形的影响规律。模拟结果表明:盾尾注浆8 h以内,地层的沉降和水平位移以及隧道衬砌的围岩压力和内力增加显著,注浆时间超过8 h后增加变得缓慢;注浆材料的初凝时间越长,地表沉降、地层水平位移和竖向位移则越大;衬砌拱顶和拱腰的径向收敛越大,拱底径向收敛则越小;衬砌的轴力和弯矩在注浆8 h以内增加显著。 展开更多

关键词 盾构施工 盾尾注浆硬化过程 注浆压力消散 有限元数值模拟 地层变形 衬砌力学响应

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基于非局部理论的Hoek-Brown软化塑性模型

5

作者 周鑫 于佳佳 +2 位作者 吴文杰 路德春 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期13-20,共8页

由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用... 由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用过非局部公式将等效塑性剪应变发展为非局部变量,有效规避了结构失效破坏模拟时的网格依赖性问题。利用隐式返回映射应力更新算法求解非局部塑性模型的微分方程组,详细介绍了该模型的有限元实现流程。最后,以经典的缺陷板受压破坏问题和条形基础承载力问题为例,对模型的有效性进行验证。结果表明,在网格细化过程中,非局部Hoek-Brown软化塑性模型的模拟结果对网格尺寸不敏感,预测的剪切带宽度和荷载位移曲线基本不随网格尺寸变化。所提模型可为岩石工程的失效破坏分析提供具有网格客观性的计算工具。 展开更多

关键词 非局部积分方法 软化塑性模型 HOEK-BROWN强度准则 应力更新算法

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基于改进Willam-Warnke准则的断裂相场模型

6

作者 路德春 何钦 +2 位作者 周鑫 赵金科 杜修力 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期932-941,共10页

基于断裂相场理论框架,提出了一种无需应变能分解的相场模型。通过采用拉伸截断的Willam‐Warnke准则构建等效裂纹驱动力,旨在避免传统相场法对能量分解算法的依赖,并表征裂隙岩石的复杂断裂破坏行为。采用交错求解算法,依托Abaqus有限... 基于断裂相场理论框架,提出了一种无需应变能分解的相场模型。通过采用拉伸截断的Willam‐Warnke准则构建等效裂纹驱动力,旨在避免传统相场法对能量分解算法的依赖,并表征裂隙岩石的复杂断裂破坏行为。采用交错求解算法,依托Abaqus有限元平台,编制了相场模型的UEL子程序,并开展预制单/双裂隙岩石板压缩试验的数值模拟。结果表明,单裂隙算例中,相场模型合理捕捉了初始翼型裂纹和次生共面剪切裂纹的起裂、扩展以及贯穿全过程,且与试验结果吻合良好。双裂隙算例的参数分析显示,垂直间距对断裂模式影响较弱,而平行间距变化会诱发岩桥区域出现不同的裂纹汇聚类型。数值模拟成功捕捉到试验中观测到的剪切裂纹交互、翼型裂纹融合、翼型与剪切裂纹汇聚等破坏现象,验证了模型对复杂裂纹拓扑演化的表征能力。 展开更多

关键词 相场模拟 裂纹驱动力 Willam‐Warnke准则 裂纹扩展 岩石力学

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基于超对偶数微分的无约束应力更新算法

7

作者 路德春 石安毓 +1 位作者 周鑫 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1113-1122,共10页

加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的K... 加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的Karush-Kuhn-Tucker条件,将受不等式约束的非线性应力积分方程组问题,转化为无约束的最小化问题,计算时无需加卸载判断。针对导数计算问题,新算法利用超对偶数微分方法代替解析求导,获得光滑函数的1阶导数以及塑性势函数的1阶和2阶导数,用于构造非线性计算的迭代公式,以保证局部应力更新迭代和全局平衡迭代的二次收敛速度。数值算例表明,相较于其它数值微分方法,超对偶数微分方法不受截断误差和减法消去误差影响,计算结果等同于解析求导。最后,基于所提算法编写了光滑莫尔库仑塑性模型的UMAT子程序,并通过3个典型边值问题的数值分析,验证了算法的有效性和收敛性速度。 展开更多

关键词 应力更新算法 塑性模型 超对偶数数值微分 一致性切线刚度矩阵 有限元法

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某大型高速公路滑坡稳定性分析及锚桩加固的模拟研究 被引量：23

8

作者 陶连金 沈小辉 +2 位作者 王开源 魏云杰 王文沛 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期259-265,共7页

某大型高速公路高陡岩质边坡地质条件复杂、软弱结构面发育、开挖高度大、坡度陡、临空面多,为边坡变形提供了有利的空间,故边坡多处出现失稳破坏迹象。在已查明滑坡工程地质条件、滑动面、滑带位置的基础上,分析评价了该滑坡体的稳定... 某大型高速公路高陡岩质边坡地质条件复杂、软弱结构面发育、开挖高度大、坡度陡、临空面多,为边坡变形提供了有利的空间,故边坡多处出现失稳破坏迹象。在已查明滑坡工程地质条件、滑动面、滑带位置的基础上,分析评价了该滑坡体的稳定性现状;根据钻孔资料提供的岩土体和滑面的参数,并结合参数的反算,得到了滑面的c、φ值,最后计算得到非正常工况下(暴雨)的滑坡稳定安全系数为0.91,说明当遇到长时间暴雨时,滑坡会进一步发展,需要及时治理。文中提出了相应的治理设计措施,即在对滑坡体进行削方减载后,在边坡的一级平台位置设置预应力锚索抗滑桩。在对该边坡破坏过程和机制定性分析的基础上,采用离散元程序UDEC进行了滑坡治理效果的数值模拟。根据已确定的滑面,采用UDEC模拟边坡开挖,通过对治理前后边坡位移图的比较分析,表明采用预应力锚索抗滑桩的治理措施安全有效。通过抗滑桩与预应力锚索抗滑桩的对比,揭示了预应力锚索抗滑桩改变了传统抗滑桩的受力状态,变悬臂梁为类简支梁,变被动支护为施加预应力,具有诸多优点。 展开更多

关键词 公路滑坡 稳定性分析 UDEC 预应力锚索抗滑桩

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节理岩体爆破的颗粒流离散元的模拟研究 被引量：8

9

作者 陶连金 董洪昌 +2 位作者 孟涛 刘璐 李积栋 《爆破》 CSCD 北大核心 2013年第4期14-19,共6页

节理在浅表岩体中的存在具有普遍性、多样性及复杂性。由于节理与岩石波阻抗的差异,使得节理对爆破能量具有一定的吸收、反射作用,从而改变了能量的传播路径及正常衰减规律,进而影响爆破效果。为定量研究不同节理分布形式对爆破能量传... 节理在浅表岩体中的存在具有普遍性、多样性及复杂性。由于节理与岩石波阻抗的差异,使得节理对爆破能量具有一定的吸收、反射作用,从而改变了能量的传播路径及正常衰减规律,进而影响爆破效果。为定量研究不同节理分布形式对爆破能量传播的影响程度,本文采用LS-DYNA软件及PFC程序相结合的方法建立节理岩体爆破模型,对爆破发生过程中关键点速度峰值进行分析。结果表明:节理的存在加大了岩体对能量的正常衰减作用,并且衰减程度随能量透过节理数量的增加而增大;当节理经过药包位置并通向临空面时,能量从药包处外泄,爆破效果也会明显降低;节理与药包最小抵抗线的相交位置也会影响其对能量的衰减效果,当节理分别与药包最小抵抗线和其延长线相交时,后者对能量的衰减作用更加明显。 展开更多

关键词 节理岩体 能量衰减 PFC LS-DYNA

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地铁列车运行诱发地面邻近建筑振动的数值模拟研究 被引量：13

10

作者 路德春 高泽军 +3 位作者 孔凡超 马一丁 沈晨鹏 杜修力 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期113-124,共12页

为研究城市地铁运行产生的振动波在地面邻近建筑物中的传播规律,以地铁沿线邻近建筑为研究对象,参数取值参考实际工程量值范围,建立地铁列车-轨道-隧道-地层-建筑物整体有限元数值模型,重点研究地面邻近建筑中同楼层和不同楼层间振动响... 为研究城市地铁运行产生的振动波在地面邻近建筑物中的传播规律,以地铁沿线邻近建筑为研究对象,参数取值参考实际工程量值范围,建立地铁列车-轨道-隧道-地层-建筑物整体有限元数值模型,重点研究地面邻近建筑中同楼层和不同楼层间振动响应的传递分布规律和频谱特性。结果表明:地铁运行对建筑的振动激励以中低频1~50 Hz为主;房间面积越大,楼板自振频率位于激励荷载优势频段范围越多,越易引起楼板共振;楼板跨中点的振动强度通常大于边角点的振动强度,角点的振动会在低频段1.25~2.0 Hz超过楼板跨中点;随着楼层的升高,三向振动加速度响应均呈波动性变化。通过多工况的计算,分析了运行车速、隧道埋深和振中距对邻近地铁建筑物振动响应的影响规律。 展开更多

关键词 地铁振动 邻近建筑 整体分析法 数值模拟 振动分布

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某地铁工程深基坑排桩围护结构变形规律分析 被引量：38

11

作者 房师军 付拥军 姚爱军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期223-226,共4页

在地铁明挖深基坑工程中,受工程地质条件和工程环境的影响,其围护结构的变形规律千差万别。以某地铁车站明挖基坑工程为例,依据基坑工程排桩围护结构变形实际监测数据,并结合数值模拟方法,详细分析了基坑施工各阶段的围护桩体变形规律... 在地铁明挖深基坑工程中,受工程地质条件和工程环境的影响,其围护结构的变形规律千差万别。以某地铁车站明挖基坑工程为例,依据基坑工程排桩围护结构变形实际监测数据,并结合数值模拟方法,详细分析了基坑施工各阶段的围护桩体变形规律。研究结果认为:基坑刚开始开挖时支护桩测斜曲线呈线性变化,随着基坑开挖和钢支撑的架设,围护结构变形曲线转为弓形,最大水平位移在基坑开挖深度的2/3处,可为类似深基坑工程的围护结构优化设计和科学施工提供参考。 展开更多

关键词 深基坑 围护结构变形 数值模拟 现场监测

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典型膨胀土路堤边坡失稳机理及控制方法研究 被引量：6

12

作者 陶连金 沈小辉 +2 位作者 夏进平 王开源 侯森 《铁道建筑》 北大核心 2012年第8期74-77,共4页

膨胀土路基在受到浸泡后承载力降低极易失稳。本文以广西某高速公路膨胀土路堤边坡为工程背景,采用有限差分软件对路堤边坡的失稳模式进行了模拟分析,结合现场地质条件,分析了膨胀土路堤边坡失稳机理。在此基础上,提出了反压墙和抗滑桩... 膨胀土路基在受到浸泡后承载力降低极易失稳。本文以广西某高速公路膨胀土路堤边坡为工程背景,采用有限差分软件对路堤边坡的失稳模式进行了模拟分析,结合现场地质条件,分析了膨胀土路堤边坡失稳机理。在此基础上,提出了反压墙和抗滑桩两种不同的路堤边坡加固方法,并基于数值模拟结果进行比选研究,确定了以抗滑桩治理路堤边坡失稳的方法。研究结果可为类似膨胀土路堤工程治理提供借鉴。 展开更多

关键词 膨胀土 数值模拟 反压墙 抗滑桩

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悬臂抗滑桩加固边坡地震动力响应模型试验研究 被引量：12

13

作者 姚爱军 史高平 梅超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期53-58,共6页

为研究悬臂抗滑桩加固边坡的地震响应和抗滑桩桩身弯矩分布规律,利用北京工业大学结构实验室的大型振动台进行悬臂抗滑桩加固边坡模型的振动试验。在试验过程中,输入汶川地震重华镇波,记录边坡不同位置加速度的时程变化,并作对比分析,... 为研究悬臂抗滑桩加固边坡的地震响应和抗滑桩桩身弯矩分布规律,利用北京工业大学结构实验室的大型振动台进行悬臂抗滑桩加固边坡模型的振动试验。在试验过程中,输入汶川地震重华镇波,记录边坡不同位置加速度的时程变化,并作对比分析,采集抗滑桩桩身的应变,用于分析桩身弯矩分布。结果表明,地震过程中边坡内部加速度自下而上逐渐放大,边坡顶部放大效果达到最大;悬臂抗滑桩的加固效应和桩间土体成拱作用使附近土体的动力响应受到限制;抗滑桩的嵌固端与悬臂部分分界面随着地震波的输入应变急剧增大,而悬臂部分随着高度增加应变减小,反映了悬臂抗滑桩弯矩的"凸"形分布规律。 展开更多

关键词 悬臂抗滑桩 边坡 模型试验 振动台 地震响应

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盾构隧道开挖对邻近桩基三维影响试验研究 被引量：15

14

作者 路德春 丁超 +1 位作者 林庆涛 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期732-741,共10页

参考清华园隧道盾构段全线近距离侧穿北京地铁13号线桩基的工程背景建立试验模型,开展卵石地层中盾构施工对邻近桩基三维扰动特征研究。试验模型中共布置5根模型桩(1#~5#桩)。以1#桩为例分析了盾构掘进过程对桩基的三维影响特征,发现附... 参考清华园隧道盾构段全线近距离侧穿北京地铁13号线桩基的工程背景建立试验模型,开展卵石地层中盾构施工对邻近桩基三维扰动特征研究。试验模型中共布置5根模型桩(1#~5#桩)。以1#桩为例分析了盾构掘进过程对桩基的三维影响特征,发现附加弯矩主要产生在刀盘距桩基-0.5D至0D阶段,横向弯矩最大值是纵向弯矩最大值的2倍;附加轴力主要产生在-0.5D至1.5D阶段,桩顶附加沉降主要产生在-1D至1D阶段,桩端附加承载力在-0.5D至2D阶段持续增长。对比1#、2#和3#桩研究了桩-隧不同水平间距对桩基扰动规律的影响,发现桩基的附加沉降、附加弯矩和附加轴力均随与隧道水平距离的增大而减小,弯矩最大值的位置随着距离的增大而逐渐上移。对比1#、4#和5#桩分析了桩端相对竖向位置对桩基扰动规律的影响,得出桩端位于隧道拱顶的桩基的附加弯矩明显小于桩端位于中心线及拱底处桩基的附加弯矩。 展开更多

关键词 盾构开挖 桩 模型试验 卵石地层 三维影响

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饱和砂土的渐近状态力学特性试验研究 被引量：1

15

作者 路德春 程星磊 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期18-22,共5页

利用GDS多功能三轴仪,通过控制土样应变增量比开展了饱和砂土部分排水三轴试验;利用超静孔隙水压力、有效应力路径和应力应变关系三方面的实验结果,研究了饱和砂土的渐近状态特性。研究表明,控制应变增量比为常数进行常规三轴加载时,饱... 利用GDS多功能三轴仪,通过控制土样应变增量比开展了饱和砂土部分排水三轴试验;利用超静孔隙水压力、有效应力路径和应力应变关系三方面的实验结果,研究了饱和砂土的渐近状态特性。研究表明,控制应变增量比为常数进行常规三轴加载时,饱和砂土的有效应力比也趋于某一常数,形成渐近状态,且渐近状态应力比随应变增量比的增大而减小。基于土的剪胀特性给出了渐近状态形成的物理机制,并给出了北京某砂土在部分排水条件下渐近状态应力比的试验结果。 展开更多

关键词 饱和砂土 部分排水 渐近状态 应变增量比

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基于改进GAP模型盾构隧道开挖诱发地表沉降规律研究 被引量：1

16

作者 李文博 陶连金 +2 位作者 王文沛 张印涛 杨丁铭 《铁道建筑》 北大核心 2012年第10期44-46,49,共4页

基于Rowe提出的GAP模型,考虑管片背后注浆对隧道开挖收敛模式的影响,对该模型进行了改进,通过自行编写Fish语言在FLAC2D软件中实现了该模型。利用改进后的模型研究了盾构隧道开挖引起地表沉降规律。结果表明:当隧道埋深较浅时,沉降槽窄... 基于Rowe提出的GAP模型,考虑管片背后注浆对隧道开挖收敛模式的影响,对该模型进行了改进,通过自行编写Fish语言在FLAC2D软件中实现了该模型。利用改进后的模型研究了盾构隧道开挖引起地表沉降规律。结果表明:当隧道埋深较浅时,沉降槽窄而深,反之,沉降槽宽而浅;当隧道埋深小于临界值时,隧道埋深和地表最大沉降值近似线形关系;当隧道埋深大于临界值时,逐渐变成平缓的曲线;随着埋深的增加,地表沉降坡度逐渐减小,最终趋于零。评价隧道开挖对临近建筑物影响时,采用地表最大沉降值和沉降曲率两个参数作为控制标准更为合理。 展开更多

关键词 盾构隧道 地表沉降 GAP模型 数值模拟

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地铁列车运行诱发低频振动控制数值研究

17

作者 路德春 马帅 +2 位作者 孔凡超 杜修力 马一丁 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1291-1303,共13页

地铁列车运行诱发的低频振动问题受到人们的广泛关注,对于低频振动的控制研究具有重要意义。采用移动激振力函数来模拟轮轨之间相互作用力,建立轨道-隧道-地层三维动力有限元模型。核心思想是通过降低地层中能量传递密度的方式来减小低... 地铁列车运行诱发的低频振动问题受到人们的广泛关注,对于低频振动的控制研究具有重要意义。采用移动激振力函数来模拟轮轨之间相互作用力,建立轨道-隧道-地层三维动力有限元模型。核心思想是通过降低地层中能量传递密度的方式来减小低频振动,首先分析地铁列车运行诱发的地层和地表动力响应规律,揭示低频振动的传播衰减机理。之后通过普通整体道床轨道和钢弹簧浮置板轨道两个不同的轨道型式,系统地分析普通整体道床轨道中隧道衬砌参数和道床参数对地表低频振动的影响规律,对钢弹簧浮置板轨道进行优化,增大底板的刚度和厚度,研究优化后底板参数和隔振器排列方式对地表低频振动的控制效果。计算结果表明:低频部分随着与隧道纵向轴线距离的增加,在地层和地表均衰减较慢;普通整体道床轨道中道床刚度和高度、隧道衬砌刚度均对低频振动的影响较大,而隧道衬砌厚度对低频振动的影响较小;钢弹簧浮置板轨道中随着底板刚度和长度的增加,低频振动的控制效果越好,隔振器数量越少,越有利于低频振动的控制。 展开更多

关键词 地铁 低频振动控制 普通整体道床轨道 钢弹簧浮置板轨道 动力有限元模拟

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下穿施工时盾构-卵石地层-既有隧道相互作用模型试验研究 被引量：11

18

作者 林庆涛 路德春 +4 位作者 雷春明 李晓强 苗金波 龚秋明 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期328-337,共10页

以实际工程为背景,设计了具有单一卵石层和2个既有隧道的试验模型.基于自主研发的土压平衡盾构试验平台,开展了卵石地层盾构下穿既有马蹄形隧道和矩形隧道的模型试验.在试验过程中,记录了盾构机的施工动力和排土量,同时监测了试验模型... 以实际工程为背景,设计了具有单一卵石层和2个既有隧道的试验模型.基于自主研发的土压平衡盾构试验平台,开展了卵石地层盾构下穿既有马蹄形隧道和矩形隧道的模型试验.在试验过程中,记录了盾构机的施工动力和排土量,同时监测了试验模型的地表沉降,以及既有隧道的应变和作用在其上的土压力.通过盾构机施工动力和排土量的变化,分析了既有隧道对盾构施工状态的影响.利用盾构下穿过程中盾构排土量的变化,解释了既有隧道周围卵石土体发生塌落破坏的原因.基于实测的地表沉降和作用在既有隧道上土压力的变化规律,揭示了盾构下穿过程中既有隧道与卵石土体的相互作用机理. 展开更多

关键词 盾构下穿 既有隧道 卵石地层 模型试验 隧道变形 地表沉降

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城市地下基础设施韧性发展现状及策略 被引量：9

19

作者 廖英泽 王国盛 +1 位作者 李喆 江媛 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1183-1190,共8页

韧性已成为我国新时代城市的新理念,提升城市地下基础设施韧性水平对韧性城市建设具有重要意义。本文明确了韧性的内涵,总结了国内外单体建筑和基础设施系统两个尺度的韧性评价方法。结合我国城市地下基础设施的发展现状,分析其在韧性... 韧性已成为我国新时代城市的新理念,提升城市地下基础设施韧性水平对韧性城市建设具有重要意义。本文明确了韧性的内涵,总结了国内外单体建筑和基础设施系统两个尺度的韧性评价方法。结合我国城市地下基础设施的发展现状,分析其在韧性理念下存在的短板,提出既有和新建城市地下基础设施韧性发展实施路径。对于既有城市地下基础设施,首要任务是评价其功能,建立韧性评价方法;对于新建城市地下基础设施,关键是融合韧性理念的规划和设计,明确恢复路径。最后提出城市地下基础设施韧性发展策略,从设施、管理、文化、经济和智能5个维度提出相应建议:提升既有和新建城市地下基础设施韧性;健全城市地下基础设施应急管理机制,加强主动管理理念;提升全社会人民韧性意识,提高自救互救能力;优化地下空间布局,设立城市地下基础设施应急专项资金;推进城市地下基础设施智能化,辅助管理决策。 展开更多

关键词 城市地下基础设施 韧性城市 抗力韧性 恢复韧性

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基于机器学习的盾构隧道地表沉降曲线智能预测方法 被引量：1

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作者 路德春 徐冰 +2 位作者 孔凡超 马一丁 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1285-1300,共16页

联合机器学习模型和启发式智能优化算法,提出盾构隧道开挖地表沉降曲线智能预测方法。首先,建立盾构隧道开挖数值分析模型,在考虑等代层弹性模量、土体弹性模量、隧道半径、土体摩擦角、黏聚力影响的基础上,构建了1680组不同工况影响的... 联合机器学习模型和启发式智能优化算法,提出盾构隧道开挖地表沉降曲线智能预测方法。首先,建立盾构隧道开挖数值分析模型,在考虑等代层弹性模量、土体弹性模量、隧道半径、土体摩擦角、黏聚力影响的基础上,构建了1680组不同工况影响的地表沉降曲线数据库;然后,分析地层和衬砌力学参数、隧道几何参数对地表沉降曲线的影响规律,采用Peck函数对获得的地表沉降槽曲线进行拟合,获得对应工况下地表最大沉降和沉降槽宽度系数;最后,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)分别优化4种机器学习方法即多层感知机(multi-layer perceptron,MLP)、极限学习机(extreme learning machine,ELM)、随机森林(random forest,RF)和支持向量回归(support vector regression,SVR)的超参数或随机数,建立了4种盾构隧道开挖有限元模拟代理模型,预测了盾构隧道地表沉降曲线,并对模型的预测结果、预测误差和评价指标进行了对比分析,结果表明PSO-SVR模型在训练和测试过程中性能最佳。建立的盾构隧道地表沉降智能预测方法具有较高的计算精度及计算效率,能合理高效地预测地表沉降曲线分布规律。 展开更多

关键词 机器学习 PECK公式 盾构隧道 数值模拟 地表沉降曲线 智能预测方法

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