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基于对数曲线和塌落拱组合的砂卵石隧道开挖面稳定分析
1
作者
王海峰
崔小普
+2 位作者
李鹏飞
魏英杰
吕治鹏
《铁道标准设计》
北大核心
2024年第10期169-175,183,共8页
合理的支护力对于砂卵石土隧道开挖面的稳定性至关重要。借助已有对数螺旋曲线破坏模式,将塌落拱模型与极限分析法结合,建立砂卵石隧道开挖面破坏模型,并提出适用于砂卵石隧道的开挖面极限支护力计算方法。然后,将本文理论解析与数值模...
合理的支护力对于砂卵石土隧道开挖面的稳定性至关重要。借助已有对数螺旋曲线破坏模式,将塌落拱模型与极限分析法结合,建立砂卵石隧道开挖面破坏模型,并提出适用于砂卵石隧道的开挖面极限支护力计算方法。然后,将本文理论解析与数值模拟、已有理论进行对比,获得不同内摩擦角和黏聚力下的破坏区域。最后,利用理论解析与数值模拟方法对北京某盾构隧道进行开挖面稳定性分析。结果显示,本文解析解与已有研究获得的极限支护力吻合较好,计算便捷,精度较高。极限支护力随着内摩擦角的增大呈非线性减小,且在摩擦角较小时,极限支护力对内摩擦角变化更为敏感。极限支护力随着黏聚力的增大呈近似线性减小。当埋深比较小时,其对极限支护力有着较为明显的影响。当C/D>1.0时,隧道埋深的增加对极限支护力的大小没有明显影响,摩擦角对破坏区域有非常明显的影响。随着内摩擦角的增大,破坏区域显著减小。黏聚力对破坏区域的影响非常小,即不同黏聚力下耗能面的大小几乎不变。针对北京某盾构隧道计算可以发现,基于极限分析法提出的破坏模式优化塌陷范围及形状后,使得破坏模式更加合理,同时破坏范围更大,取得了很好的工程应用效果。
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关键词
支护力
砂卵石隧道
开挖面稳定性
对数螺旋线
塌落拱
极限分析
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职称材料
盾构隧道管片螺栓连接纵缝压弯承载力解析
被引量：
7
2
作者
王海峰
高晓静
+1 位作者
李鹏飞
贾子琦
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期114-122,共9页
盾构隧道管片接头的力学特性直接决定了隧道结构的整体性及其承载能力.为明确管片螺栓连接接头受力全过程的力学特性,建立了压弯作用下管片环向接头分段受力性态的理论解析模型.在接头受力的第四阶段引入了外缘混凝土受压区高度影响系数...
盾构隧道管片接头的力学特性直接决定了隧道结构的整体性及其承载能力.为明确管片螺栓连接接头受力全过程的力学特性,建立了压弯作用下管片环向接头分段受力性态的理论解析模型.在接头受力的第四阶段引入了外缘混凝土受压区高度影响系数α,通过正交分析及数值模拟明确了α的主要影响因素为接头空隙,并进一步明确了外缘混凝土压碎时α的计算公式,且对于我国绝大多数地铁盾构隧道α可近似取为0.2,最后通过数值分析验证了接头分段力学模型的合理性.研究结果表明:基于管片纵缝承压过程的4个阶段及外缘混凝土受压区高度影响系数的理论公式,可提出计算盾构隧道管片螺栓连接纵缝承压全过程的理论解析模型,利用该模型可分析任意荷载作用下管片接头的力学状态,可为管片接头设计及病害预测提供相关理论依据.
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关键词
盾构隧道
管片接头
接头模型
破坏机理
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职称材料
题名
基于对数曲线和塌落拱组合的砂卵石隧道开挖面稳定分析
1
作者
王海峰
崔小普
李鹏飞
魏英杰
吕治鹏
机构
南通铁建建设构件有限公司
北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室
中
铁
十四局集团
有限公司
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2024年第10期169-175,183,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51978019,52278382)
北京市自然科学基金项目(8222004)。
文摘
合理的支护力对于砂卵石土隧道开挖面的稳定性至关重要。借助已有对数螺旋曲线破坏模式,将塌落拱模型与极限分析法结合,建立砂卵石隧道开挖面破坏模型,并提出适用于砂卵石隧道的开挖面极限支护力计算方法。然后,将本文理论解析与数值模拟、已有理论进行对比,获得不同内摩擦角和黏聚力下的破坏区域。最后,利用理论解析与数值模拟方法对北京某盾构隧道进行开挖面稳定性分析。结果显示,本文解析解与已有研究获得的极限支护力吻合较好,计算便捷,精度较高。极限支护力随着内摩擦角的增大呈非线性减小,且在摩擦角较小时,极限支护力对内摩擦角变化更为敏感。极限支护力随着黏聚力的增大呈近似线性减小。当埋深比较小时,其对极限支护力有着较为明显的影响。当C/D>1.0时,隧道埋深的增加对极限支护力的大小没有明显影响,摩擦角对破坏区域有非常明显的影响。随着内摩擦角的增大,破坏区域显著减小。黏聚力对破坏区域的影响非常小,即不同黏聚力下耗能面的大小几乎不变。针对北京某盾构隧道计算可以发现,基于极限分析法提出的破坏模式优化塌陷范围及形状后,使得破坏模式更加合理,同时破坏范围更大,取得了很好的工程应用效果。
关键词
支护力
砂卵石隧道
开挖面稳定性
对数螺旋线
塌落拱
极限分析
Keywords
supporting force
sandy pebble tunnel
excavation face stability
logarithmic spiral
collapse arch
limit analysis
分类号
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
盾构隧道管片螺栓连接纵缝压弯承载力解析
被引量：
7
2
作者
王海峰
高晓静
李鹏飞
贾子琦
机构
南通铁建建设构件有限公司
北京工业大学城市安全与灾害工程教育部重点实验室
出处
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期114-122,共9页
基金
国家自然科学基金(51978019,52278382)
北京市自然科学基金(8222004)。
文摘
盾构隧道管片接头的力学特性直接决定了隧道结构的整体性及其承载能力.为明确管片螺栓连接接头受力全过程的力学特性,建立了压弯作用下管片环向接头分段受力性态的理论解析模型.在接头受力的第四阶段引入了外缘混凝土受压区高度影响系数α,通过正交分析及数值模拟明确了α的主要影响因素为接头空隙,并进一步明确了外缘混凝土压碎时α的计算公式,且对于我国绝大多数地铁盾构隧道α可近似取为0.2,最后通过数值分析验证了接头分段力学模型的合理性.研究结果表明:基于管片纵缝承压过程的4个阶段及外缘混凝土受压区高度影响系数的理论公式,可提出计算盾构隧道管片螺栓连接纵缝承压全过程的理论解析模型,利用该模型可分析任意荷载作用下管片接头的力学状态,可为管片接头设计及病害预测提供相关理论依据.
关键词
盾构隧道
管片接头
接头模型
破坏机理
Keywords
shield tunnel
segment joint
joint structural model
failure mechanism
分类号
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于对数曲线和塌落拱组合的砂卵石隧道开挖面稳定分析
王海峰
崔小普
李鹏飞
魏英杰
吕治鹏
《铁道标准设计》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
盾构隧道管片螺栓连接纵缝压弯承载力解析
王海峰
高晓静
李鹏飞
贾子琦
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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