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装配整体式地铁车站结构地震位移与变形响应研究
1
作者 江志伟 许成顺 +1 位作者 杜修力 吴成刚 《土木工程学报》 北大核心 2026年第1期37-50,共14页
装配整体式地铁车站结构中,预制构件主要由后浇混凝土和灌浆套筒连接,设计目标为“等同现浇”,但其构造与现浇车站相比仍存在较大差异,结构的地震变形特征是否仍可“等同现浇”需要进一步研究。该文以北京地铁实际工程为背景,开展了场地... 装配整体式地铁车站结构中,预制构件主要由后浇混凝土和灌浆套筒连接,设计目标为“等同现浇”,但其构造与现浇车站相比仍存在较大差异,结构的地震变形特征是否仍可“等同现浇”需要进一步研究。该文以北京地铁实际工程为背景,开展了场地-装配式整体式地铁车站结构的大型振动台模型试验,针对结构的位移和变形响应开展了分析,包括水平、竖向绝对和相对位移,以及角位移等。结果表明:结构的水平向地震响应主要受控于周围土体的响应,但竖向响应未能被有效抑制,结构整体产生了0.03°以内的角位移响应;同时试验中地下一层和二层的峰值层间位移角较大,并伴有小于0.2 mm的水平和竖向不可恢复变形,但试验后未见结构有明显损伤,这表明预制构件在节点区产生了相对运动。 展开更多
关键词 装配整体式地铁车站结构 1-g振动台试验 竖向位移 装配式地下结构 地下结构抗震
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压缩空气储能电站地下内衬硐库基本原理与分析方法研究进展 被引量：10
2
作者 孙冠华 王娇 +5 位作者 于显杨 易琪 朱开源 王章星 耿璇 屈杰 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期1-25,共25页
地下内衬硐库的压缩空气储能,以其发电时间长、规模大、建设周期短、选址灵活、工程造价低、运行周期长、环境友好等优势,在新型储能领域展现了较强的生命力,将有力地促进新型电力系统的构建和新能源的高质量发展。与传统地下空间的运... 地下内衬硐库的压缩空气储能,以其发电时间长、规模大、建设周期短、选址灵活、工程造价低、运行周期长、环境友好等优势,在新型储能领域展现了较强的生命力,将有力地促进新型电力系统的构建和新能源的高质量发展。与传统地下空间的运行特点有较大不同,在充放气过程中,储备有压缩空气的地下内衬硐库不仅需要承受交变高内压膨胀压力,同时伴随着显著的温度变化。围绕地下内衬硐库,阐述了其工作原理以及柔性密封结构的设计理念,针对高压、交变应力和温度变化等荷载特征,系统分析了地下内衬硐库相关理论与分析方法等方面的研究进展,主要包括库内温压响应与密封结构传热特性、围岩应力路径与力学响应、钢筋混凝土衬砌开裂与控制标准、上覆岩体稳定性与安全埋深、密封层及密封堵头等,并对地下内衬硐库基本原理与分析方法的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 压缩空气储能 岩石内衬硐库 分析方法
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重载撞击和火灾耦合作用下盾构隧道损伤与韧性分析
3
作者 张治国 韩哲 +4 位作者 薛光桥 苟开兵 朱正国 罗驰恒 吴鑫林 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第11期5078-5092,共15页
随着地下空间的发展,盾构隧道被广泛应用于地铁、公路等基础设施建设中,在运营过程中可能会发生车辆失控撞击隧道壁,引发火灾这种耦合灾害。目前研究主要基于单性能指标,分析单一灾害下隧道损伤或韧性,对重载撞击和火灾耦合的影响考虑... 随着地下空间的发展,盾构隧道被广泛应用于地铁、公路等基础设施建设中,在运营过程中可能会发生车辆失控撞击隧道壁,引发火灾这种耦合灾害。目前研究主要基于单性能指标,分析单一灾害下隧道损伤或韧性,对重载撞击和火灾耦合的影响考虑较少。以马鞍山湖北路过江通道工程为背景,对耦合灾害下盾构隧道多性能指标进行损伤和韧性分析。首先,确定盾构隧道结构韧性性能的评价指标和计算方法,采用主客观赋权法和DEMATEL法对隧道多性能指标进行综合权重计算;然后,利用有限元软件建立车辆撞击盾构隧道和隧道火灾的三维数值模型,将隧道分为有防撞结构和无防撞结构,根据撞击速度和火灾温度的不同,设置后车撞击前车等多种工况,并从多指标角度对盾构隧道性能进行损伤分析;最后,基于多阶段隧道结构韧性分析模型对盾构隧道进行韧性分析,划分韧性等级。研究结果表明:在重载撞击和火灾耦合作用下,横向收敛变形在该耦合灾害下盾构隧道多性能指标中所占比重较大;盾构隧道6个指标性能随着撞击速度和火灾温度的提高,其性能不断下降;无防撞结构隧道综合性能指数位于0.25~0.60,有防撞结构隧道综合性能指数位于0.72~0.87;无防撞结构韧性指数位于0.35~0.63,有防撞结构隧道韧性指数位于0.77~0.89,防撞结构可使隧道性能和韧性得到较大提升。研究重载撞击和火灾耦合作用下的衬砌损伤和韧性,可以为盾构隧道的安全设计与灾后修复提供理论指导和技术支持。 展开更多
关键词 盾构隧道 韧性 损伤 车撞 火灾 性能指标 防撞结构
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输水盾构隧道预应力双层衬砌力学特性的模型试验研究
4
作者 王亚 王士民 +2 位作者 马晓斌 刘畅 廖少明 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期188-198,共11页
由于在承受高内水压方面具有显著的优越性,近年来预应力双层衬砌结构在输水盾构隧道中逐渐得到广泛的应用.为揭示预应力双层衬砌结构的力学特性,以珠三角水资源配置工程输水盾构隧道为原型,创新采用相似模型试验方法并结合声发射探测技... 由于在承受高内水压方面具有显著的优越性,近年来预应力双层衬砌结构在输水盾构隧道中逐渐得到广泛的应用.为揭示预应力双层衬砌结构的力学特性,以珠三角水资源配置工程输水盾构隧道为原型,创新采用相似模型试验方法并结合声发射探测技术,对预应力双层衬砌结构在施工和运行全过程的内力、接触压力、位移以及损伤破坏等进行分析.试验结果表明:在拼装阶段,管片衬砌结构能够单独承担外水土压力,在预应力张拉阶段,管片衬砌和预应力衬砌均全环受压,而随着内水压的逐级施加,结构的轴压力逐渐减小,但在1.5 MPa内水压下,结构仍保持大部分区域受压;在预应力张拉阶段,管片衬砌和预应力衬砌脱开,不考虑其相互作用,在运行阶段,脱开区域闭合,两结构协调承载;随着预应力的逐级张拉,双层衬砌结构的位移线性增加,在张拉完成时,位移值和截面椭圆率分别达到1.37 mm和0.012‰,施加1.5 MPa内水压后,位移值减小至1.30 mm,截面椭圆率增加到0.20‰;在整个加载过程中,双层衬砌结构的渐进性损伤经历了初始弹性阶段和细观损伤阶段,结构内部从缺陷压密到逐渐出现损伤,但并未出现宏观裂纹,故结构处于安全状态. 展开更多
关键词 输水盾构隧道 预应力双层衬砌 力学特性研究 相似模型试验 声发射探测
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基于椭球体理论粘性土层隧道松动土压力研究
5
作者 丁海滨 喻义天 +4 位作者 梁禄钜 孙洋 余辉 何建国 徐长节 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期228-238,共11页
准确预测隧道上覆土压力对隧道支护结构的设计和开挖方式的选择具有重要意义.Terzaghi土拱效应理论是基于滑移面为垂直面这一假设建立的,但实际情况中由于受到地层扰动的影响,滑移面呈现出曲面形状.为研究粘性土层滑移面演化规律及松动... 准确预测隧道上覆土压力对隧道支护结构的设计和开挖方式的选择具有重要意义.Terzaghi土拱效应理论是基于滑移面为垂直面这一假设建立的,但实际情况中由于受到地层扰动的影响,滑移面呈现出曲面形状.为研究粘性土层滑移面演化规律及松动土压力分布规律,首先,采用数值模拟软件计算隧道开挖后上覆土压力,并分析粘性土下土拱效应演化规律;其次,根据隧道拱的破裂面规律,从椭球体理论出发,并考虑粘性土层中主应力轨迹线为圆弧对Terzaghi松动土压力进行修正;最后,将理论计算结果与已有的实验数据及有限元计算结果进行对比,验证了本文公式在粘性土层中应用的合理性,并进一步研究了地层损失率S_(L)、内摩擦角φ、黏聚力c与隧道松动土压力的关系.研究结果表明:相较于无粘性土层,粘性土层滑移面的破坏程度更大,但两者滑移面变化规律基本一致.当隧道埋深比H/D≤1.5,出现三角形状滑移面,随着隧道埋深的持续增大,地层逐渐向内形成剪切面,最终形成塔形状滑移面;松动区内部侧土压力系数K_(v)在任意位置处都是不同的,且在Terzaghi建议的1.0上下浮动.对比浅埋隧道,深埋隧道的松动土压力受地层损失率S_(L)的影响更大.粘性土层隧道上覆荷载呈“半葫芦形”分布,表现为从拱顶附近向拱腰逐渐减小;同时,在内摩擦角φ较小的地层中,提高黏聚力c有利于减小隧道上覆土压力. 展开更多
关键词 土拱效应 粘性土 椭球体理论 松动土压力 数值模拟
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TSM管幕结构应力分布及钢管参数影响规律研究
6
作者 赵文 皮东立 +1 位作者 董驾潮 路博 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期261-271,共11页
本文依托TSM管幕结构的抗弯性能试验,建立了TSM管幕结构三维有限元模型,在对模型准确性进行验证的基础上,对TSM管幕结构在单调静力加载作用下的构件应力分布规律进行了分析,并选取钢管壁厚和钢管弦高比两个参数进行研究,得到了不同参数... 本文依托TSM管幕结构的抗弯性能试验,建立了TSM管幕结构三维有限元模型,在对模型准确性进行验证的基础上,对TSM管幕结构在单调静力加载作用下的构件应力分布规律进行了分析,并选取钢管壁厚和钢管弦高比两个参数进行研究,得到了不同参数对结构抗弯承载力的影响规律。结果表明:TSM管幕结构在加载过程中经历了弹性,弹塑性以及塑性3个工作阶段,且加载过程中,钢管和连接钢板交接处存在明显的应力集中现象;钢管壁厚及弦高比对TSM管幕结构的抗弯承载力均有显著影响;钢管壁厚从4 mm增加到8 mm时,结构抗弯承载力提高了9.09%;随着弦高比的增加,抗弯承载力出现先增大后降低的趋势,最佳弦高比在3.0附近。研究结果可为新管幕结构的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 TSM管幕结构 有限元模型 应力分布 应力集中 参数分析
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立体交叉地下结构抗震研究综述
7
作者 张登祥 李彪 《长春工程学院学报(自然科学版)》 2025年第2期22-28,共7页
随着我国地下工程建设的迅速发展,立体交叉地下结构正大量涌现,开展立体交叉地下结构的抗震研究对保障其安全稳定运行至关重要。相比于单一地下结构,立体交叉地下结构在理论和技术上还不够成熟,具有地下结构间立体交叉风险大、多重效应... 随着我国地下工程建设的迅速发展,立体交叉地下结构正大量涌现,开展立体交叉地下结构的抗震研究对保障其安全稳定运行至关重要。相比于单一地下结构,立体交叉地下结构在理论和技术上还不够成熟,具有地下结构间立体交叉风险大、多重效应耦合明显、环境效应多次叠加、变形难以控制等特点,立体交叉地下结构的地震动力响应规律更加复杂。基于对现有立体交叉地下工程研究成果的归纳和总结,从理论分析和模型试验两方面阐述立体交叉地下结构的抗震研究现状和进展,指出现有研究中存在的问题和不足之处,并对后续研究方向提出建议。 展开更多
关键词 立体交叉地下结构 解析法 数值模拟法 振动台试验
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开孔对盖挖逆作地铁车站楼板结构受力性能的影响
8
作者 梅源 徐望阳 +2 位作者 周东波 张焱 张苗苗 《施工技术(中英文)》 2025年第15期90-96,共7页
盖挖逆作地铁车站采用楼板结构作为基坑侧向支撑,为满足机械、材料运输和出土作业需要,需在车站主体结构预留不同尺寸出土孔,出土孔的存在破坏了楼板几何连续性,削弱了其对侧墙的约束作用,为分析开孔对盖挖逆作地铁车站楼板结构受力性... 盖挖逆作地铁车站采用楼板结构作为基坑侧向支撑,为满足机械、材料运输和出土作业需要,需在车站主体结构预留不同尺寸出土孔,出土孔的存在破坏了楼板几何连续性,削弱了其对侧墙的约束作用,为分析开孔对盖挖逆作地铁车站楼板结构受力性能的影响,建立荷载⁃结构数值分析模型,对比分析楼板和出土孔周围变形与受力变化规律。研究结果表明,当楼板设置楼(电)梯洞口及出土孔时,在洞口拐角及板柱节点处均出现了明显的应力集中现象。楼板最大挠度及应力主要受出土孔开孔程度及承受的竖向荷载影响,受水平荷载的影响较小。随着开孔率的增大,各层楼板出土孔孔边最大水平位移逐渐增大,孔角最大应力逐渐减小。楼板开孔后抗剪刚度减弱,为保证上部结构的稳定性,可将楼板视为弹性的,并对孔洞周围进行加固处理。 展开更多
关键词 地铁车站 出土孔 应力集中 刚度 有限元分析
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常规武器爆炸作用下地下双舱管廊内冲击振动环境
9
作者 陈志华 傅友云 +1 位作者 贺锋 张丽萍 《武汉理工大学学报》 2025年第10期39-46,共8页
以原型试验管廊为对象,建立了空气、炸药、土、结构的整体有限元模型,仿真结果与试验结果比较表明模型和参数可以用于模拟实际工程。在分析多个工况双舱管廊构件峰值加速度包络值的基础上,提出了估算常规武器爆炸作用下管廊结构各构件... 以原型试验管廊为对象,建立了空气、炸药、土、结构的整体有限元模型,仿真结果与试验结果比较表明模型和参数可以用于模拟实际工程。在分析多个工况双舱管廊构件峰值加速度包络值的基础上,提出了估算常规武器爆炸作用下管廊结构各构件竖向峰值加速度公式,考虑了覆土厚度和侵彻深度的影响,并根据竖向峰值加速度估算各构件的水平峰值加速度。对管廊各构件加速度时程进行HHT谱和FFT谱分析表明,地下管廊各构件所受到的冲击作用能量主要集中在高频带;顶板和底板的竖向加速度时程以及侧墙的水平加速度时程的反应谱表明,在试验TNT当量顶爆情况下,阻尼比为5%、自振频率在1~100 Hz范围内的设备,在地下管廊内的冲击振动一般会达到几十g作用效应,防护要求高的管廊工程中,敏感设备应采取措施减小冲击振动效应。 展开更多
关键词 管廊 常规武器 爆炸 冲击振动
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不同地层下盾构隧道变形与病害统计分析 被引量：2
10
作者 张金红 刘兴旺 +2 位作者 孙政波 李瑛 曹国强 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期320-328,338,共10页
不同地层条件下,盾构隧道长期变形及病害现状有所差异。根据杭州典型地质条件,将隧道所处的地层归类为软黏土、上粉下软及粉砂土3种典型地层,并汇总了杭州地铁大量监测及实测数据,研究了不同地层条件下盾构隧道长期变形及病害现状规律... 不同地层条件下,盾构隧道长期变形及病害现状有所差异。根据杭州典型地质条件,将隧道所处的地层归类为软黏土、上粉下软及粉砂土3种典型地层,并汇总了杭州地铁大量监测及实测数据,研究了不同地层条件下盾构隧道长期变形及病害现状规律。粉砂土地层中盾构隧道的水平收敛、竖向位移较小,上粉下软地层次之,而软黏土地层则相对较大。不同地层中管环渗漏水、管环破损、环间错台、环缝张开等病害发生概率及病害严重程度为:软黏土>上粉下软>粉砂土。粉砂土地层中极少出现漏泥沙、缺角/缺损、环间错台量/接缝张开量大于4 mm、道床脱开量大于1 mm等较为严重的病害。 展开更多
关键词 不同地层 盾构隧道 长期变形 病害现状 统计分析
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强震作用下可液化海床沉管隧道上浮机理研究 被引量：2
11
作者 王秋哲 韩瑞 +3 位作者 白笑笑 蒋家卫 赵凯 陈国兴 《工程力学》 北大核心 2025年第4期121-129,共9页
沉管隧道埋置于海床浅表层,与陆域隧道所处环境存在较大差异,开展沉管隧道的地震稳定性研究具有重要的科学意义和工程应用价值。在Biot动力固结方程框架下,构造土体黏弹塑性应力-应变滞回曲线,引入实时耦合的剪切-体积应变增量模型,基于... 沉管隧道埋置于海床浅表层,与陆域隧道所处环境存在较大差异,开展沉管隧道的地震稳定性研究具有重要的科学意义和工程应用价值。在Biot动力固结方程框架下,构造土体黏弹塑性应力-应变滞回曲线,引入实时耦合的剪切-体积应变增量模型,基于FLAC3D计算平台实现了砂土液化过程的有效应力方法,并验证了该方法的有效性。以渤海海域中的典型钻孔作为场地条件,对砂质海床沉管隧道的地震稳定性进行了数值模拟,研究了砂质海床中沉管隧道上浮机理。结果表明:沉管侧壁摩擦阻力的减小,底部浮力的增大以及周围海床的大变形共同引起了沉管隧道的上浮,输入地震动加速度时程曲线的非对称性会导致沉管隧道两侧的非对称响应现象,进而引发沉管隧道结构两侧竖向位移时程的分离。 展开更多
关键词 可液化海床 沉管隧道 有效应力方法 地震反应 土-结构相互作用
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超深地连墙护壁泥浆的聚合物改性试验研究 被引量：3
12
作者 王艳 丁永浩 黄添之 《宁波大学学报(理工版)》 2025年第4期1-10,共10页
为解决地下连续墙随开挖深度增加过程中引起的槽壁失稳和槽底沉渣清理困难等问题,采用羧甲基纤维素钠、黄原胶、硅丙乳液、海藻酸钠和部分水解聚丙烯酰胺5种聚合物对膨润土泥浆进行改性研究,并通过砂质地层渗透试验和携渣循环试验评估... 为解决地下连续墙随开挖深度增加过程中引起的槽壁失稳和槽底沉渣清理困难等问题,采用羧甲基纤维素钠、黄原胶、硅丙乳液、海藻酸钠和部分水解聚丙烯酰胺5种聚合物对膨润土泥浆进行改性研究,并通过砂质地层渗透试验和携渣循环试验评估其工程特性。结果表明,合理配比的聚合物改性能有效控制泥浆的黏度,降低滤失量,并在护壁渗透过程中快速形成薄而致密的泥皮。在砂质地层中,聚合物改性膨润土泥浆的滤失量相较于未改性泥浆有着显著的降低,滤失量下降20.5%~35.5%,改性后的泥浆滤失液Zeta电位值上升12.1%~27.6%,泥浆体系稳定性随聚合物改性有了明显改善。同时,改性后泥浆在携带槽底沉渣后的二次循环使用中仍能保持表观工程性质的稳定;聚合物可增大膨润土颗粒表面积,形成共聚物或水凝胶,提高膨润土的吸水性和膨胀性,进而提高改性膨润土泥浆的护壁性能。 展开更多
关键词 地下连续墙 聚合物改性 护壁泥浆 泥浆渗透 携渣循环
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新型蓄热增强型能源桩热力响应试验研究
13
作者 崔宏志 史嘉鑫 +2 位作者 陈冠聪 彭鹏 包小华 《工程力学》 北大核心 2025年第11期29-39,共11页
能源桩是一种将地源热泵系统与地下结构相结合的应用形式,该研究提出了一种蓄热增强型混凝土管桩。针对砂土中的能源桩热-力响应问题,通过大尺寸室内模型试验系统开展了冬季工况下混凝土管桩的热力响应试验,探究了砂土中管桩的换热性能... 能源桩是一种将地源热泵系统与地下结构相结合的应用形式,该研究提出了一种蓄热增强型混凝土管桩。针对砂土中的能源桩热-力响应问题,通过大尺寸室内模型试验系统开展了冬季工况下混凝土管桩的热力响应试验,探究了砂土中管桩的换热性能,同时对比了蓄热增强型混凝土管桩与普通管桩的热-力响应差异。结果表明:螺旋布管的方式能够优化换热路径,减少径向传热不均匀,管桩中心填充相变材料提升了15.4%的换热性能,桩侧1倍桩径范围的土体热影响温度变化仅有0.5℃。相变材料与导热翅片的复合增强方式没有进一步提高能源桩的换热性能,但相对无翅片桩身温度变化幅度降低了4.8%,桩侧土温降温幅度降低了24.2%,同时改变了传热路径,对桩身应力产生更大的影响。 展开更多
关键词 能源管桩 相变材料 蓄热增强 室内试验 热力响应
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主余震作用耦合劣化条件下地铁车站易损性研究
14
作者 侯世伟 郭豫龙 +2 位作者 孟素云 张皓 杜修力 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第6期21-29,共9页
为研究主余震作用对地下结构的地震易损性影响,基于增量动力分析法(incremental dynamic analysis,IDA),以一典型2层3跨地铁车站结构为例,进行主余震耦合劣化条件下地铁车站结构不同性能状态的地震响应和易损性分析。选取16条符合场地... 为研究主余震作用对地下结构的地震易损性影响,基于增量动力分析法(incremental dynamic analysis,IDA),以一典型2层3跨地铁车站结构为例,进行主余震耦合劣化条件下地铁车站结构不同性能状态的地震响应和易损性分析。选取16条符合场地条件的地震动记录,以地震动峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)为强度指标(intensity measure,IM)、最大层间位移角为损伤指标(damage measure,DM),对计算得到的典型地铁车站结构的IDA曲线簇分析,并依据地震强度指标对地下车站结构进行地震需求回归分析。研究结果表明,主余震耦合劣化条件下,结构抗倒塌能力可能显著降低,且劣化程度越大,主余震导致的损伤增量也越大,表现为性能退化的地铁车站更易受到破坏,结构易损性显著增大。 展开更多
关键词 地铁车站 主余震 劣化条件 增量动力分析 易损性分析
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常规武器爆炸作用下综合管廊内管道动力响应 被引量：1
15
作者 陈志华 贺锋 +3 位作者 张丽萍 李季 杨阳 刘三丰 《武汉理工大学学报》 2025年第1期14-19,32,共7页
为保障常规武器爆炸作用下综合管廊内管道的工程防护,依据原型试验建立了仿真模型,与试验结果比较表明所建立模型和选用参数适用性较好。对管廊内管道及其支墩的动力响应进行了研究,管道与支墩的碰撞冲击加速度达到500g,管道中间部分加... 为保障常规武器爆炸作用下综合管廊内管道的工程防护,依据原型试验建立了仿真模型,与试验结果比较表明所建立模型和选用参数适用性较好。对管廊内管道及其支墩的动力响应进行了研究,管道与支墩的碰撞冲击加速度达到500g,管道中间部分加速度约为30g~50g;接触碰撞时管道产生较大的应力,在不同工况时管道可能存在安全储备不足,而两者的位移差较小,不会发生管道跳脱。仿真结果表明,附着侧墙的悬挑支撑管道系统中支撑体系偏于不安全。对管廊底板与支墩、支墩与管道之间的约束进行了模拟仿真和分析,建议综合管廊中支墩与底板间不采取约束措施,管道宜通过合适的弧形钢板约束于支墩上。为综合管廊工程的防护标准中有关条文的制定提供依据和参考。 展开更多
关键词 综合管廊 管道 动力响应 工程防护 爆炸
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纳米多孔介质中甲烷吸附-水合储运技术研究进展
16
作者 梅媛媛 俞欣然 +2 位作者 李玉星 王武昌 宋光春 《油气储运》 北大核心 2025年第8期862-873,共12页
【目的】在“双碳”目标背景下,小规模天然气的高效储运至关重要。吸附-水合储运技术凭借储存条件温和、安全可靠等优势展现出广阔的应用前景。【方法】以综合了吸附储运技术与水合物储运技术两者优势的纳米多孔介质中吸附-水合储运方... 【目的】在“双碳”目标背景下,小规模天然气的高效储运至关重要。吸附-水合储运技术凭借储存条件温和、安全可靠等优势展现出广阔的应用前景。【方法】以综合了吸附储运技术与水合物储运技术两者优势的纳米多孔介质中吸附-水合储运方法为研究对象,通过调研大量相关文献,系统梳理了纳米孔隙内甲烷水合物生成机制、水合物生成动力学模型及纳米多孔介质中吸附-水合耦合作用控制机制等方面的研究进展。【结果】在纳米孔隙内甲烷水合物生成机制方面,孔径、表面基团以及亲疏水特性等多孔介质特性对水合物形成的影响较为显著,纳米限域效应下的吸附-水合耦合作用起关键作用,但孔壁作用力对甲烷分子吸附与扩散的作用规律仍不明晰;水合物生成动力学模型虽已有诸多成果,但纳米限域效应影响下的模型尚待完善,需耦合流体传热传质及气体吸附等多个微观作用模型,构建不同条件下水合物生成速率的普适性预测模型;吸附-水合耦合作用控制机制研究表明,含水量、吸附材料表面性质、温度、压力、孔径以及粒径等因素均对甲烷储存密度、水合物生长速度产生重要影响,其中含水量与吸附材料表面性质共同决定预吸附水的分布形态,进而影响吸附-水合过程,但目前缺乏综合分析与优化这些关键因素耦合作用的技术手段。【结论】吸附-水合储运技术虽具潜力,但仍面临诸多挑战。未来研究应重点突破纳米限域效应机制研究瓶颈,构建完善的动力学模型,开发综合优化技术,推动其工业化应用,为实现“双碳”目标提供有力的技术支撑,促进能源领域的可持续发展。 展开更多
关键词 吸附-水合储运技术 甲烷水合物 动力学模型 纳米孔隙
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考虑灾链演化全过程的盾构隧道结构韧性评估
17
作者 甘彬霖 张冬梅 +2 位作者 高俊华 朱美恒 黄忠凯 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期1016-1025,共10页
结合适应性循环理论和结构灾链全过程演化特征,分析了盾构隧道结构韧性的内涵。提出了盾构隧道结构性能评价指标及其分析模型,构建了基于结构性能、修复费用和影响时间等多因素的韧性分级标准。采用层次分析法与专家信心指数法建立综合... 结合适应性循环理论和结构灾链全过程演化特征,分析了盾构隧道结构韧性的内涵。提出了盾构隧道结构性能评价指标及其分析模型,构建了基于结构性能、修复费用和影响时间等多因素的韧性分级标准。采用层次分析法与专家信心指数法建立综合韧性评价指标体系,确定指标权重,提出考虑结构灾链演化全过程的盾构隧道结构韧性评估方法。最后,通过案例分析验证了评估方法的合理性。 展开更多
关键词 盾构隧道 韧性评价 适应性循环理论 灾链全过程 指标体系 案例分析
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基于关联规则的盾构隧道结构性能评价方法
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作者 张洋宾 谢雄耀 +4 位作者 周彪 林威 曹宇阳 张列学 王承 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期888-897,共10页
为解决盾构隧道结构性能评价较少考虑指标关联性的问题,引入关联规则理论优化网络分析法(ANP)并结合模糊数学建立评价模型。收集并处理各指标数据,采用Apriori算法开展关联规则挖掘,得到各指标间的关联关系及关联强度,据此对ANP的判断... 为解决盾构隧道结构性能评价较少考虑指标关联性的问题,引入关联规则理论优化网络分析法(ANP)并结合模糊数学建立评价模型。收集并处理各指标数据,采用Apriori算法开展关联规则挖掘,得到各指标间的关联关系及关联强度,据此对ANP的判断矩阵进行调整并开展盾构隧道结构性能评价。通过关联关系分析各指标间的演化关系,提出盾构隧道维养策略优化思路。从理论角度分析,提出的方法更符合实际工况,以上海市延安东路南线隧道为例开展工程应用,结果表明:提出的评价方法与模糊层次分析法(FAHP)所得结果仅相差3.9%,证明此方法的可行性;关联规则挖掘的结果表明超限累计沉降是结构性能退化的源头因素,应通过限制过大沉降和指标演化前项实现结构性能退化的控制。研究成果可为盾构隧道安全服役提供技术支持。 展开更多
关键词 盾构隧道 结构性能 维养策略 关联规则 网络分析法
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竖向和水平向地震动耦合作用下海底沉管隧道失稳机理
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作者 王秋哲 荀郑 +2 位作者 白笑笑 赵凯 陈国兴 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期584-592,共9页
在深厚软弱海床中修建跨海隧道并确保其地震安全是一项重大的工程挑战。竖向(P波)和水平向(SV波)地震动耦合作用导致海床土体产生复杂的流固耦合效应,即土体受到正应力差和剪应力的三维耦合剪切作用,瞬态超孔隙水压力呈振荡与累积两种... 在深厚软弱海床中修建跨海隧道并确保其地震安全是一项重大的工程挑战。竖向(P波)和水平向(SV波)地震动耦合作用导致海床土体产生复杂的流固耦合效应,即土体受到正应力差和剪应力的三维耦合剪切作用,瞬态超孔隙水压力呈振荡与累积两种增长模式且引起土体循环软化。基于扩展Masing法则构造了粘弹塑性应力应变滞回曲线,基于Biot动力固结方程以及对剪应力和正应力差耦合剪切引起的不可逆性体应变的数学描述,建立了饱和砂土有效应力本构模型;基于FLAC3D平台对该本构模型进行了二次开发,对室内单元试验数值模拟结果表明,建立的有效应力本构模型能够反映饱和砂土的孔压增长规律和液化过程。以渤海实际钻孔为场地条件,建立了沉管隧道-砂质海床相互作用模型,对竖向-水平向地震动耦合作用下沉管隧道的动力稳定性进行了数值模拟,揭示了双向地震动作用下沉管隧道-海床体系的动力相互作用机理及海床的渐进液化规律,明确了沉管隧道失稳的控制性因素为抗浮力的减小和上浮力的增大。上述研究成果可为海底沉管隧道的抗震设计提供参考依据。 展开更多
关键词 砂质海床 沉管隧道 有效应力方法 地震反应 土-结构相互作用
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