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重叠隧道外挂式联络通道施工环境影响与关键技术:以天津地铁10号线外挂式联络通道为例
1
作者 程雪松 何运清 +4 位作者 韩建 王凯 童刚强 王瑞坤 郑刚 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第1期309-320,共12页
为探明重叠隧道新型联络通道施工对相关建筑物的变形影响规律,依托国内软土地区首例重叠隧道外挂式联络通道,总结施工过程中采用的“先下后上”开挖顺序、下洞冻结与上洞钻孔并行施工、下洞开挖与上洞冻结交叉施工等关键控制技术的作用... 为探明重叠隧道新型联络通道施工对相关建筑物的变形影响规律,依托国内软土地区首例重叠隧道外挂式联络通道,总结施工过程中采用的“先下后上”开挖顺序、下洞冻结与上洞钻孔并行施工、下洞开挖与上洞冻结交叉施工等关键控制技术的作用,同时通过实测分析对新型联络通道施工对周边环境的影响进行了研究。结果表明:新型外挂式联络通道修建过程中,联络通道中轴线地表位移时程曲线可分为下洞钻孔微变阶段、上洞冻胀隆起阶段、上洞钻孔下沉阶段、下挖波动下沉阶段、上洞冻胀隆起阶段、上挖快速下沉阶段、上下注浆止沉阶段等7个阶段;施工过程中,地层与邻近结构变形先增大后减小,基本均在上洞冻胀隆起阶段达到最大,在此阶段应加强监测与控制,避免邻近结构损伤;外挂式联络通道冻结施工会对主隧道产生挤压,因此上下洞主隧道均呈现“竖鸭蛋”形变形,在下洞联络通道冻结期间,下洞隧道拱底沉降,拱顶隆起,而在上洞联络通道冻胀阶段,下洞隧道拱底、拱底竖向位移均表现为沉降;新型外挂式联络通道采用“先下后上”开挖顺序等施工工序与控制技术可缩短40%工期,同时使得上下洞联络通道施工产生的环境影响不利效应相互抵消,最大限度地降低了对周边地层和重要建构筑物的扰动。所提的重叠隧道联络通道建造新技术能够为未来密集城区地下空间开发提供重要参考。 展开更多
关键词 地铁联络通道 冻结法 实测分析 外挂式联络通道
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超高水压不同形式盾构管片接头抗弯性能研究
2
作者 张稳军 刘望 张高乐 《地下空间与工程学报》 北大核心 2026年第1期259-269,共11页
为研究目前盾构隧道常用管片接头在超高水压大直径隧道中的抗弯性能表现,依托某大直径水下隧道工程,采用ABAQUS软件,建立了不同接缝形式精细化盾构隧道管片三维数值模型,研究了3类典型构造形式管片接头力学性能及损伤发展机制,结果表明:... 为研究目前盾构隧道常用管片接头在超高水压大直径隧道中的抗弯性能表现,依托某大直径水下隧道工程,采用ABAQUS软件,建立了不同接缝形式精细化盾构隧道管片三维数值模型,研究了3类典型构造形式管片接头力学性能及损伤发展机制,结果表明:3类构造管片接头在不同工况下抗弯性能表现出非线性及阶段性特征,高轴力荷载有效提升接头抗弯性能;管片接头抗弯性能发展分为多阶段,其中正弯矩下分为4个阶段,负弯矩下双道内外接头分为4个阶段,单道接头及双道外侧接头分为2个阶段;不同构造形式管片接头抗弯性能存在显著差异,正弯矩下接头抗弯承载力双道内外>单道接头>双道外侧,负弯矩下则完全相反;超高水压荷载下管片接头损伤自防水密封凹槽及螺栓孔位置产生,双道内外形式接头内侧防水凹槽处裂缝将增加渗漏水路径,影响结构承载力及防水性能;不同构造形式接头的损伤发展模式存在较大差异,正弯矩下双道外侧形式接头最不利于抵抗正弯矩荷载,负弯矩下结构承载力最高,适合布置于隧道肩部等负弯矩区。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片接头 抗弯性能 损伤发展
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基于特征工程-XGBoost的铁路隧道衬砌施工碳排放预测及影响因素研究
3
作者 鲍学英 孙航 +2 位作者 闻克宇 冉墨文 熊红辉 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期48-56,89,共10页
铁路隧道衬砌施工作为隧道施工的关键环节,其碳排放量不可忽视。为解决因铁路隧道衬砌施工关键碳排放源及影响因素不清晰导致的碳排放预测结果不准确、泛化能力较差的问题,提出了基于特征工程与极限梯度提升算法(XGBoost)的铁路隧道衬... 铁路隧道衬砌施工作为隧道施工的关键环节,其碳排放量不可忽视。为解决因铁路隧道衬砌施工关键碳排放源及影响因素不清晰导致的碳排放预测结果不准确、泛化能力较差的问题,提出了基于特征工程与极限梯度提升算法(XGBoost)的铁路隧道衬砌施工碳排放影响因素筛选方法及其预测模型。首先,界定铁路隧道衬砌施工阶段的计算边界,构建基于工序单元的模块化衬砌施工碳排放计算模型;其次,运用随机森林中的袋外估计和互信息两种算法,对初始特征集进行去冗余,以袋外误差(OOB)错误率为评价指标筛选出最优影响因素集;最后,运用XGBoost进行碳排放预测,并引入部分依赖图(PDP)揭示特征变量与碳排放量之间的边际影响效应。以西南某铁路隧道为案例进行验算,结果显示:在案例隧道中,喷射混凝土、钢架与连接钢筋、锚杆支护的碳排放占比最高,合计超过70%;在能源材料消耗中,混凝土和钢材产生的碳排放最多,合计超过80%;对特征工程-XGBoost模型进行验证,各项评估指标的数值表明模型具有良好的效果,最终确定最优子集C={围岩等级、施工工法、埋深、钢架类型、预留变形量}为最优影响因素集,并可视化分析了不同特征的影响机理。 展开更多
关键词 隧道工程 隧道衬砌 特征工程 影响因素 碳排放预测 极限梯度提升算法
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跨活动断层区隧道抗错断措施影响因素分析
4
作者 严松宏 佟浩 +4 位作者 孙纬宇 朱辉 林峻岑 马统洲 朱沛林 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第2期164-170,共7页
断层错动是引起隧道破坏的主要原因之一。以西南某穿越活动断层带铁路隧道为研究对象,通过ANSYS软件建立二维有限元模型,对其施加强制位移,分别研究不同断裂带倾角、铰接缝宽度、隧道节段长度和铰接缝材料参数对断层错动时隧道受力和变... 断层错动是引起隧道破坏的主要原因之一。以西南某穿越活动断层带铁路隧道为研究对象,通过ANSYS软件建立二维有限元模型,对其施加强制位移,分别研究不同断裂带倾角、铰接缝宽度、隧道节段长度和铰接缝材料参数对断层错动时隧道受力和变形特征的影响。研究结果表明:断层倾角对隧道变形的影响较大,随着断层倾角的增大,隧道变形的影响范围成对数函数形式减小;铰接缝的存在能够降低断层错动对隧道变形的影响范围,铰接缝宽度宜设置为0.6 m;设置节段式衬砌可以显著降低隧道的剪力和弯矩,对跨活动断层隧道的节段式衬砌,节段长度应小于16 m;随着铰接缝弹性模量的降低,隧道衬砌内力的分布均有减小的趋势,且铰接缝弹性模量对隧道内力的影响较大;对于跨活动断层隧道节段式衬砌的铰接缝宜选用变形能力较大的塑性混凝土,弹性模量宜控制在0.315 GPa以下。研究成果可为穿越断层破碎带隧道结构的抗震设防提供参考。 展开更多
关键词 铁路隧道 断层 破碎带 变形缝 节段衬砌 抗错断措施
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列车交会条件下高铁隧道衬砌掉块气动力行为
5
作者 杨伟超 熊子郡 +2 位作者 刘义康 邓锷 杨佳宝 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第2期530-541,共12页
高速铁路隧道长期运营导致衬砌掉块问题日益突出,严重威胁列车运行安全。与单车运行相比,列车在隧道内交会时产生更为复杂的气动效应,此时衬砌掉块气动行为更值得关注。采用动态重叠网格法与IDDES湍流模拟方法,建立了列车交会条件下的... 高速铁路隧道长期运营导致衬砌掉块问题日益突出,严重威胁列车运行安全。与单车运行相比,列车在隧道内交会时产生更为复杂的气动效应,此时衬砌掉块气动行为更值得关注。采用动态重叠网格法与IDDES湍流模拟方法,建立了列车交会条件下的衬砌掉块-高速列车-隧道-空气三维气固耦合精细化模型,实现了衬砌掉块瞬态运动过程的精确计算,系统研究了衬砌掉块掉落时机对其运动轨迹、姿态演化及受力特性的影响。研究结果表明:1)尾头交会和尾中交会时掉块沿X正方向位移较大(超过2.5 m),中头交会和尾尾交会时掉块沿X负方向位移明显,尾中交会时掉块在Z方向位移最大(0.6 m);2)头头交会时掉块旋转角度最大,而中中交会时掉块运动最为稳定;3)尾中交会工况中掉块周围涡量分布复杂且随时间变化明显,导致其位移和旋转角度较大;而中中交会工况中掉块周围涡量较小且分布均匀,因此运动较为稳定。研究成果可为高铁隧道衬砌病害的动态监测与行车安全防控提供理论依据。 展开更多
关键词 高速铁路隧道 衬砌掉块 列车交会 气固耦合 运动轨迹 流场机制
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含冷缝混凝土三点弯曲试验及细观数值模拟研究
6
作者 傅鹤林 赵一博 +2 位作者 徐占军 张威振 邓皇适 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期43-53,共11页
为揭示冷缝对混凝土力学性能的影响规律,首先开展三点弯曲试验厘清不同浇筑时间间隔下的含冷缝混凝土构件断裂特征及承载性能劣化特性,随后提出一种基于内聚力单元的含冷缝混凝土细观数值模拟方法,通过人工水母算法优化的随机森林(AJSO-... 为揭示冷缝对混凝土力学性能的影响规律,首先开展三点弯曲试验厘清不同浇筑时间间隔下的含冷缝混凝土构件断裂特征及承载性能劣化特性,随后提出一种基于内聚力单元的含冷缝混凝土细观数值模拟方法,通过人工水母算法优化的随机森林(AJSO-RF)算法标定单元参数,建立含冷缝衬砌数值模型分析不同冷缝位置对衬砌受力及损伤特征的影响规律.研究结果表明:随着浇筑时间间隔的增加,试件最大承载力逐渐降低,试件破坏区域逐渐从骨料-砂浆界面转移至冷缝界面;二次浇筑在前序混凝土初凝时间前/后时,加载曲线分别呈三阶段形式和两阶段形式;AJSO-RF算法标定的内聚力单元参数准确,加载曲线模拟值和试验值平均相对误差为7.7%,且破坏形态与试验结果相符合;含冷缝衬砌模型中冷缝界面破坏形式为迎土侧剪切张拉破坏,冷缝会导致衬砌局部应力集中,现场施工应采取注浆补强措施,优化浇筑工艺,严格控制浇筑间隔. 展开更多
关键词 冷缝 裂缝张开位移 三点弯曲试验 数值模拟 机器学习
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地震荷载作用下坡体正交型上跨隧道衬砌应变响应研究
7
作者 赖天文 温新昌 丁鸿程 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第3期152-158,197,共8页
为研究正交型上跨隧道内外侧衬砌在不同地震波强度下的动力响应特性,开展相似比为1∶100的振动台模型试验,通过加载不同Kobe波(0.1g、0.2g及0.4g),对隧道模型衬砌结构的应变响应进行峰值分析和时程分析。结果表明,(1)地震波强度的提升... 为研究正交型上跨隧道内外侧衬砌在不同地震波强度下的动力响应特性,开展相似比为1∶100的振动台模型试验,通过加载不同Kobe波(0.1g、0.2g及0.4g),对隧道模型衬砌结构的应变响应进行峰值分析和时程分析。结果表明,(1)地震波强度的提升导致衬砌内层应变分布从“类矩形”向“类三角形”转变,并在拱顶及两侧拱脚出现明显的应变集中。同时,外层应变从“类圆形”逐渐演变为“蝴蝶形”,且拱顶和仰拱的应变反应尤为突出。(2)衬砌内外层各测点在地震荷载下表现出不同的拉压状态,上跨隧道拱顶及左拱脚主要承受拉应变,左拱腰受压,而仰拱、右拱腰及右拱脚的衬砌内外层则表现出拉-压或压-拉状态,揭示右侧衬砌在地震荷载下的不均匀变形倾向和更高的损伤风险。(3)上跨隧道内外层衬砌结构物阻尼效应导致拉-压变化时间存在较大差异性,隧道外层衬砌应变峰值出现时间相对早于隧道内层衬砌。 展开更多
关键词 隧道 衬砌结构 振动台 应变响应 时程分析
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高原铁路列车空调能耗特性及影响因素分析
8
作者 毕海权 周远龙 +2 位作者 王宏林 林琮雲 刘鑫 《制冷与空调(四川)》 2026年第1期47-55,共9页
高原铁路是我国铁路网的重要组成部分。在高原环境下随着列车线路海拔的变化,列车空调的负荷快速变化,严重影响了空调系统的稳定运行。使用Amesim能耗仿真软件建立了高原列车空调系统能耗仿真模型,对高原列车空调的能耗特性进行了研究,... 高原铁路是我国铁路网的重要组成部分。在高原环境下随着列车线路海拔的变化,列车空调的负荷快速变化,严重影响了空调系统的稳定运行。使用Amesim能耗仿真软件建立了高原列车空调系统能耗仿真模型,对高原列车空调的能耗特性进行了研究,分析了确定和不确定变化影响因素对高原列车空调能耗的影响。研究结果表明,高原列车空调系统中压缩机的能耗占比约50%,蒸发风机能耗占比约为30%,而冷凝风机能耗占比约为20%。每座新风量的变化对高原列车空调能耗的影响较小。车体传热系数对高原复杂环境下运行的列车空调系统能耗影响较小。在地热异常地区,空调系统能耗与隧道温度呈线性关系,当隧道温度从28℃增加到40℃,列车空调系统的总能耗增加了16%。而在不确定变化影响因素中,对高原列车空调系统负荷影响力的大小排序为:乘客人数>室外空气温度>室外空气相对湿度>太阳辐射强度>室外大气压。 展开更多
关键词 高原铁路 列车空调 能耗特性 影响因素
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富水强砂化白云岩隧道超前泄水长度对泄水效果影响研究 被引量：1
9
作者 李金宜 赵万强 +3 位作者 王志杰 罗禄森 毛必君 琚国全 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第1期152-161,共10页
富水白云岩砂化造成成昆铁路吉新隧道施工多次出现突水涌砂,如何有效控制施工突涌亟待解决。采用现场调研、室内试验、数值模拟等方法,分析强砂化白云岩隧道涌砂特征,研究超前泄水孔降水释压效能。研究结果表明:(1)白云岩砂化是一种特... 富水白云岩砂化造成成昆铁路吉新隧道施工多次出现突水涌砂,如何有效控制施工突涌亟待解决。采用现场调研、室内试验、数值模拟等方法,分析强砂化白云岩隧道涌砂特征,研究超前泄水孔降水释压效能。研究结果表明:(1)白云岩砂化是一种特殊的溶蚀现象,隧道灾变的根本原因是白云岩的砂化;(2)超前泄水孔对掌子面前方围岩变形、隧道压力拱纵断面形态、地层水压有极好的控制效果;(3)水头为30,50,80,120 m时,泄水孔最大可分别减小32.95%、41.58%、49.19%、69.74%压力拱纵断面面积;(4)地层水压下降效果随超前泄水孔长度呈“y=a+b×c^(x)”的指数函数关系,30 m与50 m水头地层15 m的泄水孔可达到最优降水效果的95%,80 m水头地层25 m的泄水孔可达到最优效果的96.39%,120 m水头地层40 m的泄水孔可达到最优泄压效果的92.17%;(5)初始水头为30,50,80,120 m时宜分别设置15,20,30 m、超过40 m的超前泄水孔。 展开更多
关键词 铁路隧道 强砂化白云岩 富水隧道 超前泄水孔 数值模拟
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沪渝蓉高铁钟祥汉江特大桥主桥桥型方案研究
10
作者 王存国 唐代伟 +1 位作者 王明亮 王新国 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第3期86-92,99,共8页
沪渝蓉高铁钟祥汉江特大桥是沪渝蓉高铁武汉至宜昌段的控制性工程,根据通航及防洪等限制条件,并结合该桥需满足时速350 km无砟轨道技术标准,提出(60+78+270+78+60)m预应力混凝土梁斜拉桥及(142+270+142)m部分斜拉桥两种桥型方案,从结构... 沪渝蓉高铁钟祥汉江特大桥是沪渝蓉高铁武汉至宜昌段的控制性工程,根据通航及防洪等限制条件,并结合该桥需满足时速350 km无砟轨道技术标准,提出(60+78+270+78+60)m预应力混凝土梁斜拉桥及(142+270+142)m部分斜拉桥两种桥型方案,从结构受力、工程规模、施工难度及经济性等方面对上述桥型方案比选分析,并深入分析主梁工后徐变的影响因素。主要结论及创新点如下:(1)两种桥型方案均能满足设计要求,但预应力混凝土梁斜拉桥方案降低线路高程14 m,减小工程整体规模,节省投资约2500万,且工期及景观效果均优于部分斜拉桥方案,综合优势明显,推荐预应力混凝土梁斜拉桥方案作为本工程实施方案;(2)预应力混凝土梁斜拉桥主梁工后徐变受成桥状态、索塔刚度、索塔高度、主梁截面材质及无砟轨道铺设前静置期等因素影响较大,桥梁结构设计中统筹考虑工后徐变变形影响因素,主梁工后徐变变形值控制在25 mm以内。大跨度混凝土桥梁桥型设计及徐变变形控制技术相关成果可为类似工程提供参考借鉴。 展开更多
关键词 高速铁路 桥型方案 混凝土梁斜拉桥 部分斜拉桥 综合比选 徐变变形
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格构法在铁路隧道缺陷病害整治中的应用与实践
11
作者 王立川 梁明 +4 位作者 龚伦 刘志强 张学民 周宗青 李文广 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第2期122-128,153,共8页
运营铁路隧道缺陷病害存在开裂、掉块风险,不同程度地威胁运营安全,应彻底整治、不留隐患,但实际工程整治过程中存在许多过度整治问题。针对实际工程中的过度整治,通过前期理论研究,经10余年探索与应用,依托实际工程开展实用性研究,基... 运营铁路隧道缺陷病害存在开裂、掉块风险,不同程度地威胁运营安全,应彻底整治、不留隐患,但实际工程整治过程中存在许多过度整治问题。针对实际工程中的过度整治,通过前期理论研究,经10余年探索与应用,依托实际工程开展实用性研究,基于充分利用既有衬砌承载能力、微创修缮的理念,提出一种适用性、操作性、经济性更高的运营隧道缺陷病害整治方法。格构法遵循“重视既有结构、现场调查、整治措施,工程耐久性、后期观测,区别对待、分级处理,施工迅捷、少扰动、一次到位”整治原则,基于隧道各类缺陷病害具有的层次分明、“网格式”处理框架特点,设计体现格构法内涵的局部拆换补强和全环网格式加固方案,提出重构部位开裂掉块防控及耐久性保障措施,形成补强衬砌质量检测标准方法;依托工程实例及效果的统计和对比分析,格构法相比钢筋混凝土套衬整治时间减少89%、整治成本节约71%和碳排放量降低96%,验证了格构法在整治时间、整治成本和安全风险等方面的优势,突破了常规大拆大换整治方法的锢桎,具广阔的应用前景。 展开更多
关键词 运营铁路 铁路隧道 隧道缺陷病害 格构法 病害整治 工程应用
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大断面隧道掌子面锚杆预加固机理试验研究
12
作者 张霄 王明年 +3 位作者 于丽 童建军 刘大刚 杨恒洪 《铁道学报》 北大核心 2026年第3期191-200,共10页
采用玻璃纤维锚杆加固掌子面能有效提高其稳定性,是实现大断面软弱围岩隧道全断面施工的技术保障。为探明掌子面锚杆的加固机理,开展锚杆加固下掌子面稳定性模型试验研究,分析掌子面应力、掌子面失稳过程、掌子面失稳模式、围岩应力及... 采用玻璃纤维锚杆加固掌子面能有效提高其稳定性,是实现大断面软弱围岩隧道全断面施工的技术保障。为探明掌子面锚杆的加固机理,开展锚杆加固下掌子面稳定性模型试验研究,分析掌子面应力、掌子面失稳过程、掌子面失稳模式、围岩应力及锚杆的受力特征,揭示掌子面锚杆的加固机理,提出掌子面的受力模式。研究表明:掌子面失稳过程具有渐进破坏特征,围岩中首先由隧道底部和拱顶出现了两条初始破裂面,随后破裂面不断向上延伸,最终达到地表;极限平衡状态下,掌子面前方破裂面呈对数螺旋形,掌子面上方破裂面呈椭圆形;隧道开挖过程中,掌子面锚杆与围岩之间发生相对位移并产生剪应力,有效控制围岩应力的释放,减小掌子面失稳范围及掌子面极限/残余应力,显著提高掌子面稳定性;掌子面锚杆的加固作用可以等效为支护力,且支护力的大小等于锚固体的最小承载力。研究成果对完善掌子面锚杆设计方法具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 大断面隧道 掌子面稳定性 掌子面锚杆 加固机理 模型试验
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不同地震作用下铁路简支梁桥轨道结构系统响应研究
13
作者 唐鹏 吕龙 罗枭 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第3期107-116,共10页
近断层脉冲型地震动特性和复杂的轨道系统会对高速铁路简支梁桥的地震响应产生严重影响。以典型五跨铁路简支梁桥为研究对象,采用OpenSees建立桥梁精细化有限元模型,研究在近断层有脉冲、无脉冲及远场地震动参数特性下,扣件纵向阻力、... 近断层脉冲型地震动特性和复杂的轨道系统会对高速铁路简支梁桥的地震响应产生严重影响。以典型五跨铁路简支梁桥为研究对象,采用OpenSees建立桥梁精细化有限元模型,研究在近断层有脉冲、无脉冲及远场地震动参数特性下,扣件纵向阻力、滑动层摩擦系数、剪力齿槽刚度和轨道约束作用对桥梁结构及轨道系统的地震动响应影响研究。结果表明,在不同地震动类型动力响应下,近断层有脉冲型地震动对桥梁结构的影响最为显著;扣件纵向阻力对墩底纵向剪力和弯矩整体影响较小,但会使钢轨最大位移和应力增加60%~110%;滑动层摩擦系数对桥梁结构影响较小,下降幅度整体低于15%,但对轨道内力及位移影响较大,使得钢轨最大位移及应力平均增加60%~80%,梁轨相对位移降低约40%;剪力齿槽刚度会对轨道内力产生明显影响,对桥梁结构中墩底纵向剪力及弯矩影响较小,降幅低于15%,但会使得墩顶纵向位移降幅约30%;轨道约束作用将会显著降低桥梁地震响应,在脉冲型地震动下,桥梁结构内力及墩顶纵向位移降低约30%。针对研究的具体桥梁,在脉冲型地震动下,当扣件纵向阻力取20 kN/m、滑动层摩擦系数取0.5、剪力齿槽刚度取1.0×10^(5)kN/mm、有轨道约束时有较好抗震效果。 展开更多
关键词 高速铁路 简支桥梁 近断层地震动 数值计算 轨道系统 地震响应
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钻爆法隧道主动支护体系力学机理及设计模型
14
作者 王志龙 王明年 +3 位作者 张霄 于丽 童建军 刘大刚 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期190-201,共12页
针对机械化全断面法隧道工程掌子面、进尺段及支护段稳定性控制难题,基于主动支护力学特征,展开对机械化全断面法施工隧道主动支护体系及设计模型的研究。基于隧道施工全过程围岩变形力学特征,参考隧道施工风险类型,构建以掌子面核心土... 针对机械化全断面法隧道工程掌子面、进尺段及支护段稳定性控制难题,基于主动支护力学特征,展开对机械化全断面法施工隧道主动支护体系及设计模型的研究。基于隧道施工全过程围岩变形力学特征,参考隧道施工风险类型,构建以掌子面核心土支护-超前预支护-锚固层支护-喷层支护为主要支护构件的隧道主动支护体系;基于主动支护构件作用特点建立对应的掌子面超前支护力学模型(M1)、锚固层支护力学模型(M2)和喷层支护力学模型(M3)。根据隧道施工失稳风险区域的差异性,提出3种隧道主动控制模式(模式A、模式B和模式C),并建立了基于掌子面稳定性系数的隧道主动控制模式确定方法。最终,基于主动支护力学模型,建立各主动控制模式下隧道主动支护体系的设计模型。 展开更多
关键词 机械化全断面法 主动支护体系 预应力锚杆 超前支护 早高强喷射混凝土 设计模型
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铁路钻爆法隧道全工序机械化研究综述
15
作者 曹国栋 李国良 +2 位作者 李宁 王玮 袁晔 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第1期110-121,151,共13页
为系统分析铁路钻爆法隧道全工序机械化研究进展,通过梳理当前钻爆法隧道机械化施工现状及全工序机械化施工薄弱环节,提出全工序机械化施工的未来发展方向。结果表明:1)机械化设备应按9条作业线配置,且特殊不良地质应针对性配置设备;2)... 为系统分析铁路钻爆法隧道全工序机械化研究进展,通过梳理当前钻爆法隧道机械化施工现状及全工序机械化施工薄弱环节,提出全工序机械化施工的未来发展方向。结果表明:1)机械化设备应按9条作业线配置,且特殊不良地质应针对性配置设备;2)钻爆法隧道机械化配置后投资有所增加,但实现了进度提高10%及减人48%的目标;3)当前装药、仰拱、防水板铺设、钢筋绑扎、寒区隧道中心深埋水沟等工序机械化程度较低,需进一步研究机械化装药、装配式仰拱、防水板钢筋自动化施工、深埋中心水沟机械化成槽等技术;4)不同时速隧道机械化施工错车可按结构、设备互不调整,设备适应结构调整(凿岩台车宽度降至2.6 m,装载机降至2.8 m),结构、设备相互调整(凿岩台车宽度降至2.6 m,装载机降至2.3 m,自卸车降至2.2 m,结构加宽2.1 m)三原则解决,掉头问题可通过增加掉头洞尺寸解决;5)小断面隧道机械化配置需进一步研究窄体机及一体机方案;凿岩台车、机械化装药设备、钻注锚一体机、湿喷机械手、防水板钢筋台车等设备需进一步提升作业效能;6)需进一步提升新能源设备适用性,并改进洞内皮带机出渣设备系统;7)需进一步研究智能施组及设备系统控制理论,研发更智能装备,构建智能管控平台,最终实现隧道无人化施工。 展开更多
关键词 铁路隧道 钻爆法 全工序机械化 小断面隧道 错车 绿色施工装备
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小半径曲线段地铁浮置板轨道减振特性实测分析
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作者 崔正阳 黄强 +2 位作者 张雨萱 刘干斌 邱波 《地下空间与工程学报》 北大核心 2026年第1期309-316,共8页
地铁隧道由于地形、地质及地下建筑物等原因通常采用曲线线路,然而,对于小半径曲线段地铁隧道的减振问题则较少研究。以宁波地铁5号线某小半径区间隧道为例,通过对整体式轨道和浮置板轨道段的轨道、隧道结构振动响应进行现场实测揭示曲... 地铁隧道由于地形、地质及地下建筑物等原因通常采用曲线线路,然而,对于小半径曲线段地铁隧道的减振问题则较少研究。以宁波地铁5号线某小半径区间隧道为例,通过对整体式轨道和浮置板轨道段的轨道、隧道结构振动响应进行现场实测揭示曲线段浮置板轨道的减振特性。结果表明:浮置板轨道可以减少地铁隧道壁的振动加速度,但会引起钢轨、道床振动加速度增大;浮置板轨道只对1.414倍自振频率以上地铁隧道壁加速度振级有减振效果,在此界限频率以下,1/3倍程加速度振级反而会增大;小半径段地铁隧道内振动响应总体表现为高频振动,钢轨振动频率范围很宽,振动主频中心频率可达4 000 Hz,浮置板轨道道床的振动主频比整体式轨道大,主频中心频率在3 000 Hz左右,传递至隧道壁时降至1 200 Hz以下;小半径段地铁隧道仍以竖向振动为主,但横向振动十分明显,横向加速度峰值可达竖向的一半,超高侧的地铁振动响应要比欠高侧更显著。研究可为小半径曲线段地铁隧道的减振设计提供参考。 展开更多
关键词 地铁隧道 浮置板轨道 振动测试 振动加速度 加速度振级 加速度频谱
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单阶段目标检测模型引导的隧道衬砌混凝土空洞病害图像识别方法试验研究
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作者 侯斐斐 于佳禾 +3 位作者 王艳辉 崔广炎 丁冠军 任秋阳 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期210-222,共13页
隧道衬砌中空洞病害的检测与诊断是保障其安全运营的重要手段。为解决数据稀缺的问题,采用时域有限差分(FDTD)法进行数值模拟,构建包含1000张图像的仿真数据集;并通过构建物理模型试块采集不同尺寸、龄期等情况下的14张空洞数据;此外,... 隧道衬砌中空洞病害的检测与诊断是保障其安全运营的重要手段。为解决数据稀缺的问题,采用时域有限差分(FDTD)法进行数值模拟,构建包含1000张图像的仿真数据集;并通过构建物理模型试块采集不同尺寸、龄期等情况下的14张空洞数据;此外,结合工程实际加入现场采集的33张实测数据,进一步完善空洞病害数据集。为提高识别准确率,通过数据增强将原始数据集扩充,得到较为完备的探地雷达(GPR)综合数据集3141张,共包含7845个标记良好的空洞目标。将综合数据集作为依据,提出Efficient-GPR模型,该模型采用单阶段目标检测模型EfficientDet-D3为主框架进行训练和测试,完成了隧道衬砌中空洞病害的自动识别任务。在仿真、物理模型试块采集数据和现场实测数据上分别进行实验验证,该方法可以检测出衬砌中不同尺寸、位置和龄期的空洞病害。另外,在相同实验条件下将其与RetinaNet-50、YOLOv3和Cascade R-CNN共3种目标检测模型进行比较,在对试块采集和仿真数据的测试以及工程验证中,所提模型的平均精度均值分别为85.7%和51.9%,平均召回率分别为90.4%和65.7%,性能优于其他模型。实验结果证明,该方法识别准确率高、检测误差小,可以满足实际工程需求。 展开更多
关键词 探地雷达 隧道衬砌 无损检测 空洞病害识别 EfficientDet 深度学习
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地铁隧道分区冻结施工冻胀控制数值模拟研究
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作者 庞昌强 蔡海兵 +1 位作者 杨哲 李孟凯 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第3期1270-1282,共13页
随着城市地下空间的不断开发,邻近既有结构的地铁隧道冻结工程逐渐增多,精确的扰动预测和有效的冻胀控制对保证施工安全至关重要。为此,通过考虑土体的正交各向异性冻胀和相变过程,建立二维热-力耦合模型,在ABAQUS有限元软件上开发了相... 随着城市地下空间的不断开发,邻近既有结构的地铁隧道冻结工程逐渐增多,精确的扰动预测和有效的冻胀控制对保证施工安全至关重要。为此,通过考虑土体的正交各向异性冻胀和相变过程,建立二维热-力耦合模型,在ABAQUS有限元软件上开发了相应模型子程序,并利用该软件开展了某浅埋地铁隧道分区冻结施工的数值模拟,系统研究了冻结期地层温度场、位移场演化规律。在此基础上,探讨了限位温度、泄压程度、控制时机对上覆结构变形的控制效果。研究结果表明:建立的数值模型能够有效模拟冻结过程中的地层响应及泄压效果,模拟结果与现场监测数据吻合良好。车站底板隆起随泄压程度的增大而减小,且存在使冻结壁内外侧土压失衡的泄压程度阈值;高温限位通过控制冻结锋面推进有效减缓冻胀生长,但温度过高则会制约冻结壁正常发育;在冻结第30 d进行泄压可高效释放冻胀力,过早介入会导致地层温度场波动较大,不利于冻结壁形态和强度的发展,且会造成冷量损失。在确保泄压效率与冻结壁发育平衡的基础上,高温限位与取土泄压协同措施能够有效控制冻胀,尤其在冻结第30 d以50℃限位结合20%泄压的实施效果最佳。研究成果可为同类地铁隧道水平冻结工程的设计优化和冻胀控制提供理论依据。 展开更多
关键词 地铁隧道 人工地层冻结 数值模拟 冻胀控制 分区泄压 高温限位
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隧道石膏岩段衬砌病害机理与处治策略
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作者 王汉晨 朱麒 +3 位作者 仇文革 凌鹏 宋超业 解勇 《中国铁路》 北大核心 2026年第2期154-164,共11页
为探究含膏岩地层对隧道衬砌结构的病害影响机制及处治策略,以南吕梁山隧道为研究对象,综合采用工程调研、岩芯成分测试、室内试验及三维数值模拟等方法,系统分析含膏岩地层的工程特性及其对隧道结构的危害。研究表明:南吕梁山隧道穿越... 为探究含膏岩地层对隧道衬砌结构的病害影响机制及处治策略,以南吕梁山隧道为研究对象,综合采用工程调研、岩芯成分测试、室内试验及三维数值模拟等方法,系统分析含膏岩地层的工程特性及其对隧道结构的危害。研究表明:南吕梁山隧道穿越的含膏岩地层虽非典型石膏岩或强膨胀岩,且无大范围高压地下水,但围岩遇水膨胀软化产生的附加应力与地层中硫酸盐腐蚀性物质的协同作用是导致二次衬砌大范围开裂的主因。膨胀软化诱发衬砌初始裂缝后,硫酸盐沿裂缝渗透侵蚀混凝土,加速结构性能劣化。针对此多因素耦合病害机理,提出“隔水控源-材料防腐-结构释压”综合处治策略。现场监测表明,优化后衬砌全环处于受压状态,最大压应力为8.94 MPa,具有较高安全系数,能有效遏制衬砌开裂与腐蚀发展,可为类似地质条件下隧道工程的设计与维护提供理论支撑和实践参考。 展开更多
关键词 隧道病害 石膏岩地层 膨胀软化 硫酸盐腐蚀 多因素耦合
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盾构下穿高铁轨道路基系统脆弱性关键节点识别
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作者 李少敏 李爱春 +1 位作者 赵阳 杨小霞 《地下空间与工程学报》 北大核心 2026年第1期327-335,346,共10页
为减少盾构隧道下穿高速铁路对轨道-路基系统的扰动,从轨道-路基系统脆弱性角度出发进行研究。建立盾构下穿高速铁路轨道-路基系统复杂网络,依据脆弱性三要素识别轨道-路基系统的脆弱性节点,构建轨道-路基系统脆弱性要素指标体系;运用CR... 为减少盾构隧道下穿高速铁路对轨道-路基系统的扰动,从轨道-路基系统脆弱性角度出发进行研究。建立盾构下穿高速铁路轨道-路基系统复杂网络,依据脆弱性三要素识别轨道-路基系统的脆弱性节点,构建轨道-路基系统脆弱性要素指标体系;运用CRITIC法、改进GRA法、DWNodeRank算法依次计算各节点重要性、连接强度和综合重要度,得到盾构施工时影响高速铁路轨道-路基系统脆弱性的关键节点;以某盾构隧道下穿高铁路基工程为例开展应用研究,结果表明:验证了轨道-路基系统脆弱性关键节点识别模型,识别出暴露性网络层的关键节点为盾构掘进速度、掘进推力等;敏感性网络层的关键节点为加固方法、高铁运营时速等;适应性网络层的关键节点为施工方的项目管理与协调能力、盾构掘进过程中高铁路基测点数量等;识别出盾构隧道施工条件下高速铁路轨道-路基系统脆弱性关键节点为施工方的项目管理与协调能力、盾构掘进速度等。研究成果可为盾构下穿高速铁路施工管理提供有效指导。 展开更多
关键词 盾构下穿 轨道-路基系统 改进灰色关联度 DWNodeRank算法 复杂网络
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