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渗流条件下盾构隧道松动区非极限状态水土压力研究 被引量:1
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作者 陕耀 董雅丞 +2 位作者 吴遥杰 赵昱 宫全美 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期822-833,共12页
城市轨道交通越江盾构隧道施工时,上覆土层在土仓内、外水力交互作用下将产生渗流,渗流会改变隧道整体受荷状态进而影响其结构稳定性.为描述稳定渗流条件下盾构隧道外侧水土荷载变化规律,解决既有松动土压力计算中松动区渐进破坏与渗流... 城市轨道交通越江盾构隧道施工时,上覆土层在土仓内、外水力交互作用下将产生渗流,渗流会改变隧道整体受荷状态进而影响其结构稳定性.为描述稳定渗流条件下盾构隧道外侧水土荷载变化规律,解决既有松动土压力计算中松动区渐进破坏与渗流效应考虑不全的难题,基于颗粒椭球体理论,探明了松动区发展与土体渐进破坏间的关系;基于水平微分单元法,推导得出考虑大主应力拱效应的侧土压力系数计算公式;进一步构建并验证了考虑松动区渐进演化过程的隧顶水土荷载的数值迭代算法,实现松动区发展到任意高度时的隧顶水土荷载计算.研究结果表明:主应力迹线形状系数随着土体内摩擦角和应力偏转角的增大而减小,当应力偏转角和土体内摩擦角确定时,抛物线拱形应力迹线引起的荷载不均匀分布最小;平均侧土压力系数随着土体内摩擦角增加呈现略微增大的变化规律;调用摩擦角随应力偏转逐渐发展,滑移面剪应力完全发挥时对应的盾构隧顶水土荷载最小;土体内摩擦角和黏聚力的增加将显著降低隧顶水土荷载,渗流的存在将削弱土拱效应进而增大隧顶水土荷载.本文成果为稳定渗流场中非极限状态松动土压力计算提供了更精确的解答,可为实际工程中水下盾构隧道受荷评价提供理论依据. 展开更多
关键词 盾构隧道 稳定渗流 松动土压力 土拱效应 非极限状态
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非高斯风场下大跨柔性桥梁的抖振响应特性
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作者 周海俊 陈思雨 +2 位作者 周锐 李丹 杜彦良 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1354-1364,共11页
为了准确评估非高斯风荷载下大跨柔性桥梁抖振响应特性,以沿海大跨度斜拉桥与悬索桥为例,基于频率-波数谱法分别生成了桥址区的高斯风场和非高斯风场,对比分析了高斯与非高斯风场下2种桥梁的抖振响应及统计特征,并探讨了2个重要参数(加... 为了准确评估非高斯风荷载下大跨柔性桥梁抖振响应特性,以沿海大跨度斜拉桥与悬索桥为例,基于频率-波数谱法分别生成了桥址区的高斯风场和非高斯风场,对比分析了高斯与非高斯风场下2种桥梁的抖振响应及统计特征,并探讨了2个重要参数(加劲梁的高度、地面粗糙度)对桥梁抖振响应的影响.结果表明:高斯风场下2座桥梁的所有位移响应接近于正态分布而非高斯风场下呈现非正态分布;非高斯风场下该斜拉桥主梁的侧向位移略大于高斯风场下;但高斯风场下该悬索桥主梁的扭转位移均方根(RMS)值明显高于非高斯风场下,高斯风作用下侧向位移略大于非高斯风作用下.此外,加劲梁离水面越低或地面粗糙度越大,斜拉桥跨中仅侧向位移RMS值略变大,但悬索桥跨中的扭转位移RMS值显著变大,竖向位移RMS值也略变大. 展开更多
关键词 非高斯风场 斜拉桥 悬索桥 频率-波数谱 抖振响应特性
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锈蚀钢丝及拉索模型静力拉伸和声发射监测试验研究 被引量:6
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作者 万嗣鹏 方泽锋 +3 位作者 周海俊 宋神友 陈炳耀 鲁立涛 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期567-577,共11页
为更加精确地感知拉索锈蚀病害,评估服役拉索的健康状况,对锈蚀拉索的力学性能退化与拉伸受力声发射特征之间的相关性进行研究.采用中性盐雾腐蚀模拟制作了4种不同锈蚀等级的高强钢丝和拉索,开展了锈蚀高强钢丝及拉索模型的静力拉伸加... 为更加精确地感知拉索锈蚀病害,评估服役拉索的健康状况,对锈蚀拉索的力学性能退化与拉伸受力声发射特征之间的相关性进行研究.采用中性盐雾腐蚀模拟制作了4种不同锈蚀等级的高强钢丝和拉索,开展了锈蚀高强钢丝及拉索模型的静力拉伸加载试验,提出了考虑锈蚀和制索工艺影响的拉索承载力计算方法并与实测值进行对比验证,同时采用声发射技术监测了整个拉伸断裂过程.结果表明,计算承载力与实测承载力两者吻合良好,最大相对误差仅为5.8%.随着锈蚀率的增大,拉索模型的延性较承载力下降更为显著.断丝产生的声发射能量最大,断丝峰值频率维持在75 kHz左右,且受锈蚀钢丝延性下降的影响,断丝信号的振铃计数和持续时间均会随着锈蚀率的增大而变大. 展开更多
关键词 桥梁工程 拉索 锈蚀 力学性能退化 声发射
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不同温度速率下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道热力学性能研究
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作者 周锐 陈登高 +3 位作者 朱烜 刘伟斌 杜彦良 李世亚 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期100-109,共10页
针对我国CRTSⅡ型板式无砟轨道的复杂温度荷载效应,重点研究不同温度速率变化对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构热力学性能的影响。通过大型环境模拟试验箱,开展简支箱梁上5块CRTSⅡ型板式无砟轨道的1∶4几何缩尺模型的温度试验,对比分析... 针对我国CRTSⅡ型板式无砟轨道的复杂温度荷载效应,重点研究不同温度速率变化对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构热力学性能的影响。通过大型环境模拟试验箱,开展简支箱梁上5块CRTSⅡ型板式无砟轨道的1∶4几何缩尺模型的温度试验,对比分析3种环境温度变化速率下无砟轨道内的温度和应力分布特征;建立两端自由和两端约束条件下缩尺模型的热传导数值模型,验证了该数值模型的有效性,分析了两种约束条件下无砟轨道-箱梁结构的三维温度场、应力场和位移的变化规律。结果表明,随着温度变化速率下降,无砟轨道-箱梁结构的竖向位移和温度变化幅值在增大,但竖向多层的温度和位移数值在下降;结构的应力、轨道板轴力也不断增大,特别是温度变化速率从0.67℃/min下降到0.44℃/min时。此外,两端自由的纵向应力和竖向位移均比两端约束的小,但其温度要大于两端约束的,约束边界条件会加速轨道内热传递过程。 展开更多
关键词 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道 温度模拟试验 温度变化速率 热力学性能 热传导模型 不同约束条件
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压气法盾构仓内气压与围岩气-液两相流相互作用模型研究 被引量:1
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作者 黄继辉 秦世康 +2 位作者 赵昱 陈景煦 张浩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3555-3565,共11页
压气法盾构施工技术在水下隧道修建中具有显著优点,但缺乏理论分析模型。基于质量守恒和理想气态方程,建立了盾构土仓内气压与压缩气体进出流量关系的理论模型,通过掌子面动态气压边界,将其与考虑气-液两相流的围岩数值模型耦合,形成盾... 压气法盾构施工技术在水下隧道修建中具有显著优点,但缺乏理论分析模型。基于质量守恒和理想气态方程,建立了盾构土仓内气压与压缩气体进出流量关系的理论模型,通过掌子面动态气压边界,将其与考虑气-液两相流的围岩数值模型耦合,形成盾构仓内气压与围岩气-液两相流相互作用模型。基于现场数据验证了模型的有效性,分析了停机情况下压气法土仓压力影响因素,主要结论如下:土仓压力随压缩空气的注入先增大后降低并趋于平稳,空气注入速率增大,土仓压力峰值和平稳值相应增大。土仓内压缩空气可减小土仓压力波动速率和幅度,空气体积越大,效果越好;压气法宜在渗透系数较小的地层中使用,地层渗透系数越大,对压缩空气的约束能力越小,甚至出现贯通至地表的空气排出通道。渗透系数较大地层中,突然停止空气注入,可能导致土仓压力快速下降和地下水涌入,危及施工安全。 展开更多
关键词 盾构隧道 压气法 两相渗流 数值模拟
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考虑中主应力的有限土体非极限地震土压力解
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作者 周彤 董雅丞 +2 位作者 陕耀 赵昱 肖逸 《深圳大学学报(理工版)》 2025年第6期688-695,I0010,共9页
为探明刚性挡墙平移模式(T模式)下有限土体非极限状态地震被动土压力分布规律,解决既有地震土压力计算中无法综合考虑挡墙位移效应、土拱效应、中主应力以及地震时间影响的难题,基于水平微分单元法和拟动力法,建立了微分土条水平与竖向... 为探明刚性挡墙平移模式(T模式)下有限土体非极限状态地震被动土压力分布规律,解决既有地震土压力计算中无法综合考虑挡墙位移效应、土拱效应、中主应力以及地震时间影响的难题,基于水平微分单元法和拟动力法,建立了微分土条水平与竖向应力平衡方程,得到考虑中主应力的有限土体非极限地震被动土压力解析解.分析表明:考虑土拱效应和挡墙位移后,有限土体地震被动土压力沿深度方向非线性分布;同一深度位置地震被动土压力随土体内摩擦角、黏聚力、位移比以及中主应力系数的增大而增大,忽略中主应力影响的地震被动土压力计算结果偏于不安全;地震效应存在时将导致有限土体地震被动土压力合力增大,墙底位移比及土体黏聚力较大时,地震土压力合力随内摩擦角的增大幅值更为明显,以归一化深度为0.8为例,其他因素相同条件下,内摩擦角分别增加33.33%、66.67%及100%时,将导致归一化侧土压力分别增加42.96%、44.79%及44.67%.研究成果可为地下工程中挡土结构抗震性能评估提供理论参考. 展开更多
关键词 岩土工程 统一强度理论 地震被动土压力 非极限状态 微分单元法 拟动力法
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