考虑软黏土结构性的改进小应变硬化模型的参数取值方法研究

1

作者 张振宇 金鑫 +2 位作者 翟洪刚 孙苗苗 吴熙 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期67-74,共8页

通过加装弯曲元模块动三轴仪、常规固结仪系列的室内试验,参考杭州城西地区长大公路隧道明挖基坑工程中考虑土体小应变硬化模型(HSS),在此基础上引入软黏土的结构性参数ω,获得了考虑软黏土结构性的改进型土体小应变硬化模型(MHSS)参数... 通过加装弯曲元模块动三轴仪、常规固结仪系列的室内试验,参考杭州城西地区长大公路隧道明挖基坑工程中考虑土体小应变硬化模型(HSS),在此基础上引入软黏土的结构性参数ω,获得了考虑软黏土结构性的改进型土体小应变硬化模型(MHSS)参数取值方法。可以提升土体本构模型中变形计算的精度,合理分析并确定长大隧道工程基坑变形预警阈值。该研究方法能够使实际工程更容易通过地质勘测报告获取准确的小应变硬化模型参数。 展开更多

关键词 岩土工程 杭州软黏土 MHSS模型 结构性参数 弯曲元

在线阅读 下载PDF 职称材料

外置连接钢板强度对节段拼装CFST桥墩抗震性能的影响试验研究

2

作者 谭兴丰 尹崇力 +4 位作者 王城泉 王新泉 陈斌 吴熙 刘荣阳 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期300-308,共9页

为使桥梁下部结构在地震过程中减少损伤且震后可实现快速修复,基于可恢复功能结构设计理念,提出一种设置有外置耗能连接件(EREDL)的预制填充的钢筋混凝土(PSCFST)桥墩,并针对设置不同强度EREDL的PSCFST桥墩试件进行水平低周往复拟静力... 为使桥梁下部结构在地震过程中减少损伤且震后可实现快速修复,基于可恢复功能结构设计理念,提出一种设置有外置耗能连接件(EREDL)的预制填充的钢筋混凝土(PSCFST)桥墩,并针对设置不同强度EREDL的PSCFST桥墩试件进行水平低周往复拟静力加载试验。试验结果表明,EREDL可实现预期的作用效果,且Q355强度的EREDL抵抗变形的能力更强;通过对比分析,两组桥墩的滞回性能、耗能能力、残余位移以及退化刚度,发现在5%的偏移率范围内EREDL强度的提升会降低桥墩的承载力,并增大桥墩的残余位移。研究成果可为节段预制拼装桥墩的设计和抗震性能优化提供重要参考。 展开更多

关键词 节段拼装钢管混凝土桥墩 外置可更换耗能连接钢板 抗震性能 可恢复性能 试验分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于极限分析上限法的地震作用下分层地基盾构隧道开挖面稳定性研究 被引量：2

3

作者 张治国 罗杰 +2 位作者 朱正国 PAN Y T 孙苗苗 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1201-1213,共13页

目前针对盾构隧道开挖面稳定性的研究还较少考虑土体分层特性和地震作用的耦合影响,因此构建了一种在分层土体中考虑地震作用的开挖面三维对数螺旋破坏模型进行研究。首先,将地震引起的动态响应通过拟静力法简化为水平和竖直两个方向上... 目前针对盾构隧道开挖面稳定性的研究还较少考虑土体分层特性和地震作用的耦合影响,因此构建了一种在分层土体中考虑地震作用的开挖面三维对数螺旋破坏模型进行研究。首先,将地震引起的动态响应通过拟静力法简化为水平和竖直两个方向上的惯性力作用;其次,在均质土体中的三维对数螺旋破坏机制的基础上,将其改进为适用于分层土体的三维对数螺旋破坏机制;再次,根据上限定理,在虚功率方程中引入地震惯性力所做功率,得到考虑土体分层特性和地震作用条件下的盾构隧道开挖面支护力的上限解;最后,将上限理论解与三维数值模拟结果和既有模型试验结果进行对比,得到了较好的一致性。此外,针对水平地震加速度系数和地层厚度对关键物理特征进行了影响因素分析。结果表明,当比例系数ζ>0时,极限支护力随水平地震加速度系数的增大显著增大;当ζ<0时,极限支护力随水平地震加速度系数增大而增大的趋势减弱。当水平地震加速度系数kh=0时,即在无地震作用情况下,归一化极限支护力不随ζ的变化而变化;在上硬下软土层中,下部土层厚度比的增大会引起极限支护力的增大,在上软下硬土层中,下部土层厚度比的增大会引起极限支护力的减小。 展开更多

关键词 盾构隧道 开挖面稳定性 地震作用 分层土体 上限定理

在线阅读 下载PDF 职称材料

复合成层地层盾构隧道施工引起土体变形计算研究 被引量：3

4

作者 魏纲 朱德涵 +3 位作者 王哲 齐永洁 姜海波 项鹏飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期919-926,共8页

为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了... 为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了重新的划分。将修正后的统一土体解析解法与类随机介质理论相结合,得到可以解决盾构开挖面上存在多种土层情况的计算方法,并且可适用于任意开挖面形状的盾构施工。研究结果表明:经过多组工程案例验算,验证了方法的可行性;开挖面上某一土层厚度等量增加会使土体变形发生非线性变化;由于土体损失比变形传递路径对土体变形的影响更大,相同洞径比下的土体变形可能存在差异。 展开更多

关键词 复合地层 盾构施工 土体变形 统一土体解析解法 类随机介质理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑颗粒形状的离散元法在岩土工程中的应用进展 被引量：6

5

作者 张世民 陈万里 +1 位作者 刘嘉英 孙宏磊 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第2期447-454,共8页

随着计算条件的不断发展,颗粒离散元方法在岩土工程数值分析中已有一定应用。在真实条件下,颗粒形状往往较为复杂,因此对复杂颗粒形状的模拟在研究岩土颗粒材料物理力学特性中至关重要。简要阐释了目前颗粒离散元法在岩土工程中的应用现... 随着计算条件的不断发展,颗粒离散元方法在岩土工程数值分析中已有一定应用。在真实条件下,颗粒形状往往较为复杂,因此对复杂颗粒形状的模拟在研究岩土颗粒材料物理力学特性中至关重要。简要阐释了目前颗粒离散元法在岩土工程中的应用现状,并重点分析了离散元模拟颗粒形状的两方面:模拟典型颗粒形状,模拟真实颗粒形状;同时根据已有研究总结离散元模拟颗粒形状方法存在的一些问题,提出颗粒形状模拟在岩土工程中的应用前景。 展开更多

关键词 岩土工程 离散元 数值分析 颗粒形状

在线阅读 下载PDF 职称材料

盾构隧道内堆载对基坑开挖引起的隧道上浮量的控制效果研究 被引量：3

6

作者 魏纲 周烨波 +1 位作者 王哲 翁家华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2727-2736,共10页

基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮,隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法,推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先,基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力,采用能够考虑土质条... 基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮,隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法,推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先,基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力,采用能够考虑土质条件的方法计算得到隧道内堆载引起的隧道附加应力,叠加得到总的附加应力;其次,采用转动与错台协同模型计算得到隧道受力与变形;使用Midas有限元软件对具体工况进行三维建模,并将隧道纵向隆起量数值模拟结果与公式计算结果进行对比。研究结果表明:本文方法计算结果与有限元模拟结果较吻合,验证了本文方法的合理性;假设基坑开挖长度为L,最佳堆载范围为距离堆载中心±L/3范围内,超出最佳范围时堆载控制效果减弱;土体内摩擦角对隧道变形影响较大,土体内摩擦角越小,堆载对隧道变形的控制效果越好。 展开更多

关键词 基坑工程 盾构隧道 隧道内堆载 影像源法 附加应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

地面爆炸作用下地下综合管廊动力响应的实验研究

7

作者 钱海敏 潘亚豪 +3 位作者 宗周红 甘露 吴熙 孙苗苗 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期155-171,共17页

为研究地下综合管廊结构的抗外部爆炸性能,针对整体现浇管廊和预制节段拼装管廊结构在地面爆炸作用下的动力响应特性和破坏模式开展了野外爆炸实验研究。通过11个工况的野外爆炸实验,观测了现浇管廊和预制节段拼装管廊在不同比例距离爆... 为研究地下综合管廊结构的抗外部爆炸性能,针对整体现浇管廊和预制节段拼装管廊结构在地面爆炸作用下的动力响应特性和破坏模式开展了野外爆炸实验研究。通过11个工况的野外爆炸实验,观测了现浇管廊和预制节段拼装管廊在不同比例距离爆炸工况下的破坏特征和动力响应,对比分析了现浇管廊和预制节段拼装管廊的抗爆性能。结果表明:在地面爆炸作用下,现浇管廊和预制节段拼装管廊的顶板最终均出现弯剪破坏,整体现浇管廊的抗爆性能总体上优于预制节段拼装管廊。起爆位置对预制节段拼装管廊爆炸响应的影响较大,在节段中心上方起爆时结构损伤最严重。在小比例距离地面爆炸作用下,现浇管廊的损伤区域大于预制节段拼装管廊,预制节段拼装管廊的损伤集中在近爆心下方所在的节段或连接接缝处,节段间可产生较大残余滑移。 展开更多

关键词 地下综合管廊 预制节段拼装 地面爆炸实验 动力响应 破坏模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

复合成层地层双线水平盾构隧道施工引起土体变形研究

8

作者 魏纲 朱德涵 +1 位作者 王哲 张治国 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第8期1544-1553,共10页

基于三维统一解结合类随机介质理论的理论方法,建立适用于复合地层条件下的双线水平盾构隧道施工引起土体变形的计算模型,并推导土体竖向和水平变形的计算公式。公式利用三维统一解考虑不同土质条件对盾构施工引起土体变形的影响,利用... 基于三维统一解结合类随机介质理论的理论方法,建立适用于复合地层条件下的双线水平盾构隧道施工引起土体变形的计算模型,并推导土体竖向和水平变形的计算公式。公式利用三维统一解考虑不同土质条件对盾构施工引起土体变形的影响,利用类随机介质理论将土体损失区域按照地层进行分割,考虑土体损失区域内不同土层的土质条件对土体变形的影响。本文公式不仅可用于复合地层条件下的盾构施工,还可以解决开挖面上存在多种地层的工况,并且考虑施工顺序和双线相互作用对土体变形的影响。研究结果表明:1)经过多组工程案例验算,验证了本文方法的可行性;本文方法广泛适用于各类双线水平盾构施工工程。2)通过计算发现,随着土体深度的增大,土体的水平变形量先增大后减小,最大水平变形量发生在隧道顶部埋深处,且由于双线隧道的相互作用,土体的竖向和水平变形均发生了偏移。3)通过对上硬下软与上软下硬2种工况下开挖面内土层分布变化的单因素分析发现,随着较硬土层在开挖面内的占比提高,土体变形量呈非线性变化,占土体损失区域面积越大的土体对变形的影响越大,且双线盾构隧道施工引起的沉降槽曲线呈现更窄长的“W”形;软土的占比增加时,则“W”形趋向于扁平。 展开更多

关键词 复合地层 双线水平盾构隧道 土体变形 解析解法

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑地层损失的隔离桩对基坑旁侧盾构隧道变形保护研究 被引量：3

9

作者 魏纲 木志远 +2 位作者 齐永洁 郭丙来 项鹏飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期480-489,共10页

基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地... 基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地层损失,推导了基坑卸荷引起的附加应力计算公式,基于Kerr地基模型并对地基系数做出调整,得到隔离桩挠曲变形计算公式,建立隔离桩挠曲变形影响区,根据影响区的地层损失推导了既有隧道水平位移计算公式,同时进行了案例验证与影响因素分析,对隔离桩的“牵引作用”与“保护作用”在理论上做出了解释。研究结果表明:计算结果与工程实测数据及数值模拟结果相互吻合;设置隔离桩能够有效降低隧道水平位移,起到很好的保护作用;保护作用随着隔离桩桩长的增加而逐渐增加;桩长达到临界点后,隔离桩“牵引作用”产生,保护作用随桩长增加而减小;桩间距较小时保护效果较好;隔离桩设置靠近基坑一侧时保护效果明显优于设置在靠近隧道一侧。 展开更多

关键词 地层损失 盾构隧道 基坑开挖 隔离桩 Kerr地基模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形时效分析

10

作者 张治国 陈胤吉 +4 位作者 魏纲 倪寅 李骏杰 师敏之 木林隆 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1793-1803,共11页

目前针对软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,且较少分析曲型隧道变形的特性,因此无法准确预测时间效应下基坑开挖对既有小曲率半径隧道变形的影响。首先,建立分数阶Mer... 目前针对软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,且较少分析曲型隧道变形的特性,因此无法准确预测时间效应下基坑开挖对既有小曲率半径隧道变形的影响。首先,建立分数阶Merchant黏弹性软土基坑开挖诱发邻近既有小曲率半径隧道变形力学模型,按照Laplace时域变化特性推导出分数阶黏弹性土体Laplace域参数;其次,基于基坑卸载和Mindlin应力解理论,求解出邻近既有小曲率半径隧道上附加应力场,再根据Pasternak地基和Timoshenko梁理论,通过有限差分法和Laplace正逆变换推导出既有小曲率半径隧道径向和竖向变形时域解;最后,将工程实测数据及三维数值模拟结果与解析解进行对比验证,得到了较好的一致性。 展开更多

关键词 基坑开挖 黏弹性地基 分数阶 时域解 小曲率半径隧道 变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

软土小曲率盾构隧道开挖诱发黏弹性地层沉降的解析解

11

作者 张治国 陈胤吉 +2 位作者 朱正国 魏纲 孙苗苗 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期309-321,共13页

目前针对小曲率盾构开挖诱发地层沉降的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,因此无法准确预测时间效应下盾构沿曲线路径开挖的沉降变化。首先,建立Boltzmann黏弹性地基中的小曲率隧道掘进力学模型,将线弹性地层... 目前针对小曲率盾构开挖诱发地层沉降的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,因此无法准确预测时间效应下盾构沿曲线路径开挖的沉降变化。首先,建立Boltzmann黏弹性地基中的小曲率隧道掘进力学模型,将线弹性地层参数泊松比、剪切模量进行Laplace变换,得到了黏弹性地层的时域参数;其次,将地层损失解及Mindlin位移解进行Laplace正逆变换,推导出黏弹性地层小曲率盾构施工中,因超挖地层损失、盾构尾部地层损失、刀盘面不平衡推力、盾壳不平衡摩擦力及盾尾注浆压力共同影响的沉降解;最后,将工程实测数据及三维数值模拟结果与解析解进行对比验证,得到了较好的一致性。此外,针对隧道曲率半径、盾构刀盘面半径及黏弹性地层剪切模量比等进行参数分析。分析结果表明:小曲率隧道内外侧横向地表沉降呈不对称分布,沉降峰值向内侧偏移,随时间增长,沉降槽曲线向下移动,沉降量增大;相较于较大的隧道曲率半径,较小的曲率半径发生等量变化时对地层沉降的影响更显著;隧道曲率半径及黏弹性地层剪切模量比的减小,刀盘面半径及超挖量的增大,使得盾构尾部处横向地表沉降增大,也使得刀盘面前方和后方地表的隆起与沉降均增大。 展开更多

关键词 黏弹性地层 小曲率隧道 超挖量 地层沉降 LAPLACE变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

应力各向异性对散粒体三维强度影响的拓扑机理

12

作者 金子煜 刘嘉英 +3 位作者 赵婷婷 孙宏磊 王新泉 杨舒涵 《力学学报》 北大核心 2025年第6期1446-1456,共11页

岩土类散体材料在实际中往往处于三维各向异性应力状态,初始应力各向异性对散体材料后续加卸载过程的宏微观力学特性有一定影响.采用离散单元法制得不同初始各向异性应力的试样,在等平均主应力条件下进行不同加载方向的真三轴试验,绘制... 岩土类散体材料在实际中往往处于三维各向异性应力状态,初始应力各向异性对散体材料后续加卸载过程的宏微观力学特性有一定影响.采用离散单元法制得不同初始各向异性应力的试样,在等平均主应力条件下进行不同加载方向的真三轴试验,绘制了不同初始各向异性应力试样在π平面上所得到的强度包络线,并对峰值强度前不同初始应力试样向强度包络线上同一点加载过程中的微观结构变化,以及峰值强度前、后相同初始各向异性应力试样的强接触网络的拓扑结构进行了分析.研究发现,峰值前不同初始各向异性应力对散体强度包络线影响不大,峰值后试样的强度包络线形状与峰值前试样相似但对应的屈服应力更小;在向强度包络线上某一点加载过程中,峰值前不同试样内部微观结构在加载初期差异迅速减小且随着加载的进行逐渐趋于相同;峰值前、后相同初始各向异性应力试样虽处于相同的应力状态,但内部接触以及强接触网络的拓扑结构差异明显,可能是影响颗粒材料三维强度的重要因素. 展开更多

关键词 颗粒材料 初始应力各向异性 接触力网络 离散单元法 强度包络线

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平注浆对既有盾构隧道横向变形与内力的纠偏控制效果研究 被引量：7

13

作者 冯非凡 魏纲 +2 位作者 王哲 梁禄钜 张勇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2987-2999,共13页

为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例... 为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例,计算既有隧道在各个阶段下的围压变化,并根据数值软件建立三环管片模型,得到注浆对既有隧道横向收敛、混凝土应力以及螺栓应力的影响,最后对注浆量、注浆距离以及注浆范围进行参数分析。研究结果表明:水平注浆作用会引起既有隧道围压重分布,其作用在隧道上的附加围压主要呈现为“横椭圆”分布,本案例下隧道两侧腰部的围压复原率达到40%,隧道的收敛及内力复原率均达到了50%。随着注浆量的不断增大,横向收敛及内力均线性增大。随着注浆距离的减小,横向收敛和内力呈现指数型线性增大。单一改变注浆量和注浆距离均可使隧道的变形和内力恢复至正常状态,可考虑首要改变注浆距离以节约资源。注浆效果对注浆深度的敏感性远不及注浆量和注浆距离,注浆深度的改变较小时,注浆效果无明显差异。通过分析隧道复原率可确定注浆工程的参数设置,研究成果可为注浆纠偏邻近既有隧道工程提供参考。 展开更多

关键词 水平注浆 盾构隧道 横向收敛纠偏 内力变化 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

旁侧基坑开挖卸载工况下槽钢加固盾构管片的加固效果研究 被引量：6

14

作者 王钦 魏纲 +1 位作者 章丽莎 杨仲轩 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期285-295,共11页

为解决日益增长的盾构隧道修复治理问题,丰富现有隧道管片的加固体系,针对已有的槽钢加固中的不足开展槽钢加固盾构管片截面的有限元研究,通过MIDAS GTS NX有限元软件建立精细三维管片模型,并将模拟结果与足尺试验结果对比验证,然后开... 为解决日益增长的盾构隧道修复治理问题,丰富现有隧道管片的加固体系,针对已有的槽钢加固中的不足开展槽钢加固盾构管片截面的有限元研究,通过MIDAS GTS NX有限元软件建立精细三维管片模型,并将模拟结果与足尺试验结果对比验证,然后开展槽钢环数、拼装形式、加固形式等影响因素的研究,旨在更全面地认识旁侧基坑开挖卸载工况下槽钢加固管片的受力变形性能和加固效果。研究结果表明:1)4环槽钢加固可有效限制管片的收敛变形并减小螺栓主应力;2)错缝拼装形式下管片的顶底收敛变形和螺栓应力在槽钢加固前后均呈现小于通缝拼装管片的特点;3)槽钢最大主应力主要出现在顶部、腰部和200°~220°过渡段,可对这些部位采取局部加强措施;4)槽钢-钢板组合加固是一种可靠的加固方式,对管片顶底收敛变形的加固效果明显,最大加固效率可以达到45.8%且经济性良好。 展开更多

关键词 盾构管片 有限元模拟 槽钢加固 卸载工况 加固效果

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于统一解的重叠盾构隧道施工土体变形研究 被引量：2

15

作者 魏纲 朱德涵 +2 位作者 赵得乾麟 王哲 郭丙来 《浙江工业大学学报》 北大核心 2023年第5期489-496,共8页

针对重叠盾构隧道施工引起土体变形问题,综合考虑了土体损失、开挖面附加推力、盾构机侧壁摩擦力和注浆压力4种因素引起的土体变形。对于掘进过程中土体损失引起的土体变形,修正了统一土体移动模型三维解,考虑了掘进过程中土质条件对纵... 针对重叠盾构隧道施工引起土体变形问题,综合考虑了土体损失、开挖面附加推力、盾构机侧壁摩擦力和注浆压力4种因素引起的土体变形。对于掘进过程中土体损失引起的土体变形,修正了统一土体移动模型三维解,考虑了掘进过程中土质条件对纵向土体变形的影响,采用叠加法得到由于土体损失产生的重叠隧道施工土体变形计算公式;对于开挖面附加推力、盾构机侧壁摩擦力和注浆压力3种因素引起的土体变形,采用Mindlin解进行计算,并根据重叠隧道计算模型将上下线的计算公式进行叠加,得到考虑以上3种因素产生土体变形的计算公式;将公式进行组合,最终推导出重叠盾构隧道施工过程中多重因素共同作用下土体变形的计算公式。结合工程案例对该方法进行验证,对比发现:修正后的三维统一解适用的土质条件范围更广,且预测值更为吻合;考虑多种因素比仅考虑土体损失的预测结果更贴合实测值,证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 重叠隧道 盾构施工 土体变形 三维统一解 MINDLIN解

在线阅读 下载PDF 职称材料

类矩形盾构穿越既有隧道引起土体沉降的模型试验研究 被引量：10

16

作者 魏纲 赵得乾麟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期222-232,共11页

类矩形盾构邻近既有隧道施工的土体变形控制是今后隧道工程要面对的难题,但目前该方面的研究较少。通过开展室内缩尺寸模型试验模拟类矩形盾构邻近既有隧道施工,探究了新旧隧道不同间距以及正交、斜交、重叠、夹穿等工况下由于土体损失... 类矩形盾构邻近既有隧道施工的土体变形控制是今后隧道工程要面对的难题,但目前该方面的研究较少。通过开展室内缩尺寸模型试验模拟类矩形盾构邻近既有隧道施工,探究了新旧隧道不同间距以及正交、斜交、重叠、夹穿等工况下由于土体损失导致的地表和深层土体纵向变形情况;对Peck公式进行了拓展,将无既有隧道沉降值与既有隧道造成土体二次扰动沉降值叠加得到适用于类矩形盾构穿越既有隧道的地表沉降计算方法。研究结果表明:随着新建隧道的施工,地表沉降逐渐增大,最后趋于稳定;地表沉降与深层土体沉降趋势基本一致,深层土体沉降值大于地表沉降;相比正交、斜交工况,重叠工况对地表沉降影响最大,其最大沉降值比其余2组最大沉降值大1倍;斜交工况与正交工况地表沉降最大值基本相同,但斜交工况沉降槽形状为W形,正交为V形,斜交工况沉降槽宽度大于正交工况,说明对土体的影响范围更大;重叠工况由于隧道自重造成的地表沉降的效果远比遮拦效应大;对比并择优了能够计算类矩形盾构施工造成的沉降槽宽度的方法,理论计算结果与实测数据基本吻合;Peck公式适用于既有隧道造成土体二次扰动的地表沉降计算。 展开更多

关键词 类矩形盾构 既有隧道 土体沉降 模型试验 PECK公式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于统一解的重叠盾构隧道施工引起土体变形研究 被引量：10

17

作者 魏纲 赵得乾麟 +2 位作者 徐浩 周烨波 陈春来 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期589-598,共10页

基于盾构法隧道统一土体移动模型解,通过分别计算上线、下线隧道引起的土体变形再进一步叠加的方法,建立重叠盾构施工引起的土体沉降和深层土体水平位移计算公式。将本文方法所得计算结果与实测结果、有限元模拟结果进行对比,并对深层... 基于盾构法隧道统一土体移动模型解,通过分别计算上线、下线隧道引起的土体变形再进一步叠加的方法,建立重叠盾构施工引起的土体沉降和深层土体水平位移计算公式。将本文方法所得计算结果与实测结果、有限元模拟结果进行对比,并对深层土体水平位移变化规律进行研究。研究结果表明:本文方法所得计算结果与实测结果、有限元模拟结果比较吻合,验证了本文方法可靠性;重叠隧道施工引起的地表沉降曲线符合正态分布规律,沉降曲线呈V形;深层土体水平位移呈S形,最大值出现在隧道埋深位置附近;由于重叠工况上线、下线隧道埋深不同,2条隧道的土体损失率以及土体移动焦点到隧道中心点距离的取值也不同。 展开更多

关键词 盾构施工 重叠隧道 土体变形 统一解

在线阅读 下载PDF 职称材料

类矩形盾构隧道下穿引起既有隧道竖向位移计算方法研究 被引量：11

18

作者 魏纲 赵得乾麟 齐永洁 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第6期960-966,共7页

为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道... 为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道,以土体损失作为造成既有隧道沉降的唯一因素开展室内模型试验,并对拱顶位移进行施工全过程测量,将实测值与理论计算结果进行对比验证。研究结果表明:1)理论计算结果与实测值较为吻合,证明了理论计算方法的可靠性;2)类矩形盾构隧道下穿既有隧道造成既有隧道沉降的规律与圆形隧道一致;3)由于土体损失,新建隧道下穿会导致既有隧道发生沉降,在新旧隧道投影交汇处的既有隧道拱顶变形最大;4)既有隧道拱顶沉降变形随着开挖面的掘进逐渐增大,且存在一个快速变形的阶段。 展开更多

关键词 类矩形盾构隧道 下穿既有隧道 土体损失 竖向位移 模型试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

盾构隧道全过程穿越对下方既有隧道的影响研究 被引量：5

19

作者 魏纲 冯非凡 +1 位作者 齐永洁 华鑫欣 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S02期69-79,共11页

为探究盾构掘进过程中下方既有隧道的受力变化规律,建立盾构上穿计算模型,考虑盾构刀盘附加推力、盾壳侧摩阻力、附加注浆压力和开挖引起的土体损失4个因素产生的附加应力,根据隧道围压重分布三阶段理论计算出既有隧道的实时围压,并采... 为探究盾构掘进过程中下方既有隧道的受力变化规律,建立盾构上穿计算模型,考虑盾构刀盘附加推力、盾壳侧摩阻力、附加注浆压力和开挖引起的土体损失4个因素产生的附加应力,根据隧道围压重分布三阶段理论计算出既有隧道的实时围压,并采用修正惯用法计算内力。以实际上穿工程案例为基础,分析其在穿越过程中下方隧道的弯矩、轴力以及剪力的变化,并研究不同隧道埋深的影响规律。结果表明:1)隧道周围的水平附加应力主要由盾壳摩擦以及土体损失引起,而竖向附加应力取决于土体损失;2)盾构掘进会造成下方隧道产生“竖椭圆”分布的附加围压,上穿结束后围压和内力均有所减小,弯矩和剪力的减幅较大,轴力的变化较小;3)在新建隧道局部穿越过程中,围压呈现出一个由左至右的平衡过程;4)附加应力随新建隧道埋深的增大而不断增大,同时管片内力有不同程度的减小。 展开更多

关键词 盾构隧道 上穿掘进 既有隧道 附加围压 内力变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进滤失试验的泥水盾构动态泥膜渗透特性研究 被引量：1

20

作者 魏纲 朱彦华 +2 位作者 尹鑫晟 丁智 崔允亮 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2057-2065,2083,共10页

为了研究泥膜对泥水盾构开挖面稳定性的影响,通过改进滤失试验研究泥水盾构动态泥膜的渗透特性,提出泥水舱泥浆密度的计算方法,获得时间与泥浆滤失量的关系曲线和泥膜的本构参数(孔隙比-渗透系数-压力的相互关系),推导动态泥膜平均厚度... 为了研究泥膜对泥水盾构开挖面稳定性的影响,通过改进滤失试验研究泥水盾构动态泥膜的渗透特性,提出泥水舱泥浆密度的计算方法,获得时间与泥浆滤失量的关系曲线和泥膜的本构参数(孔隙比-渗透系数-压力的相互关系),推导动态泥膜平均厚度的计算公式.由试验压力增长引起的泥膜孔隙比的减小,可以降低泥膜的渗透系数. CMC-Na对泥浆的改性效果最好.添加高分子材料的泥浆形成的泥膜厚度变小,泥膜厚度与泥膜平均渗透系数存在正比关系.在盾构掘进过程中,泥膜厚度会发生周期性变化,动态泥膜的周期时间取决于刀具的布局和刀盘的转速.动态泥膜的平均厚度约为最大泥膜厚度的2/3. 展开更多

关键词 泥水盾构 泥浆性质 泥膜 滤失量 渗透系数

在线阅读 下载PDF 职称材料