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浅埋偏压连拱隧道泡沫混凝土减震层减震效果的振动台试验研究
1
作者 杨慧 江学良 +4 位作者 刘潺 王浩冬 魏珍珍 尹军 汪亦显 《振动工程学报》 北大核心 2026年第1期195-204,共10页
通过几何相似比为1∶20的有/无泡沫混凝土减震层的浅埋偏压连拱隧道振动台模型试验,研究了泡沫混凝土减震层对连拱隧道衬砌加速度和应变的影响规律,探讨了泡沫混凝土减震层的减震效果和机理。研究结果表明:泡沫混凝土减震层显著降低了... 通过几何相似比为1∶20的有/无泡沫混凝土减震层的浅埋偏压连拱隧道振动台模型试验,研究了泡沫混凝土减震层对连拱隧道衬砌加速度和应变的影响规律,探讨了泡沫混凝土减震层的减震效果和机理。研究结果表明:泡沫混凝土减震层显著降低了连拱隧道左洞拱顶的加速度响应,却显著增大了右洞拱顶的加速度响应;减震层不改变加速度响应的主要频率区间。泡沫混凝土减震层除对左洞左拱脚和左拱顶水平加速度有减小作用之外,对隧道其余位置测点尤其是右洞具有显著的放大效应,使得偏压侧的水平加速度“临空面效应”显著增加。减震层对左洞竖向加速度主要表现为减小作用,对于右洞除在左右拱脚位置表现为减小作用外,其余位置表现为显著放大,这与隧道偏压的应力环境有关。应严格控制右洞偏压侧上覆岩土层厚度。泡沫混凝土减震层的设置不会改变隧道衬砌测点横截面方向应变显著大于纵向应变的规律;减震层能显著减小横截面方向和纵向应变,但减小效果存在差异。泡沫混凝土减震层对隧道衬砌应变的影响明显不同于对加速度的影响,不存在应变的“临空面效应”的放大作用。除个别位置、个别激振强度外,泡沫混凝土减震层具有显著减小衬砌主应变的效果,存在激振强度越大,应变减小作用越小的规律。地震波在泡沫混凝土减震层内部孔隙中的折射与反射耗散地震能量,减震层的较大变形能力能吸收地震能量,从而使其具有减震效果,但具体减震效果与衬砌位置所处应力环境和地震波传播特性密切相关。 展开更多
关键词 浅埋偏压连拱隧道 泡沫混凝土减震层 振动台试验 减震效果
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聚乙烯醇纤维-EPP混凝土动态力学性能研究
2
作者 王明胜 刘越宇 +1 位作者 路军富 徐洪君 《铁道工程学报》 北大核心 2026年第1期107-113,共7页
研究目的:为研究具有优异隔震吸能性能的隧道隔震层混凝土材料,本文探究聚乙烯醇纤维(PVA)-聚丙烯泡沫(EPP)混凝土的制备工艺。利用分离式霍普金斯压杆试验系统(SHPB),对PVA纤维-EPP混凝土进行冲击荷载试验,研究纤维掺量、长度及EPP体... 研究目的:为研究具有优异隔震吸能性能的隧道隔震层混凝土材料,本文探究聚乙烯醇纤维(PVA)-聚丙烯泡沫(EPP)混凝土的制备工艺。利用分离式霍普金斯压杆试验系统(SHPB),对PVA纤维-EPP混凝土进行冲击荷载试验,研究纤维掺量、长度及EPP体积分数对试样动态力学性能、变形破坏特征及抗震吸能性能的影响规律。研究结论:(1)纤维的掺量与长度是PVA纤维-EPP混凝土动态抗压强度的主要影响因素,动态抗压强度随EPP体积分数与纤维掺量的增加而减小,随纤维长度的增大呈先增大后减小的趋势;(2)基于PVA纤维-EPP混凝土试样的破坏特征及动态应力-应变曲线可知,其动态应力-应变曲线可划分为弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段,PVA纤维在混凝土内部起桥接作用,混凝土试样韧性得到增强,试样由脆性破坏转为塑性破坏;(3)基于耗能分析,EPP体积分数为50%、纤维掺量与长度分别为0.7%和12 mm的混凝土在0.06 MPa的冲击气压下隔震吸能效果最佳;(4)PVA纤维-EPP混凝土作为隧道抗震吸能材料,本文研究可为其应用提供理论依据。 展开更多
关键词 EPP混凝土 隧道隔震层 聚乙烯醇纤维 动态力学性能
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考虑泥岩蠕变特性的富水隧洞施工控制研究
3
作者 孙星亮 刘博宇 +1 位作者 张岳峰 韩佳伟 《河北工程大学学报(自然科学版)》 2026年第1期45-53,共9页
为探究在围岩蠕变作用下采用不同支护参数和施工方法对隧洞稳定性的影响,以新疆输水隧洞工程为背景,对现场取得的土样开展了三轴蠕变试验,用CVISC模型对试验结果进行泥岩蠕变参数拟合;利用FLAC 3D软件基于实际工况建立数值模型,优化支... 为探究在围岩蠕变作用下采用不同支护参数和施工方法对隧洞稳定性的影响,以新疆输水隧洞工程为背景,对现场取得的土样开展了三轴蠕变试验,用CVISC模型对试验结果进行泥岩蠕变参数拟合;利用FLAC 3D软件基于实际工况建立数值模型,优化支护参数;开展施工控制后的变形监测,验证数值模拟结果的有效性。结果表明:(1)泥岩变形包括施加荷载时产生的瞬时变形和随时间变化的蠕变变形,其中以蠕变变形为主;(2)泥岩蠕变参数拟合度较高,泥岩蠕变特性可通过CVISC模型表征;(3)模拟发现钢拱架布设间距为50 cm,C25混凝土喷层厚度为25 cm,锁脚锚杆打设长度为4.5 m,角度为60°时,能有效减小隧道变形,充分发挥支护结构作用;(4)现场优化施工后的监测数据验证了数值模拟结果的可靠性,证明该施工控制措施下隧洞是稳定的。 展开更多
关键词 软弱泥岩 三轴蠕变试验 蠕变参数识别 支护参数优化 现场监测 时间效应
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双向地震作用下跨断层破碎带隧道地震响应动力学试验研究 被引量：2
4
作者 陶志刚 赵易 +3 位作者 丰于翔 张晓宇 何满潮 毛玉铤 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期637-650,共14页
通过开展大型振动台试验,研究NPR锚索支护及跨断层破碎带隧道在水平和竖向地震作用下的围岩、隧道结构、锚索的动力响应及破坏规律。研究结果表明:破碎带对地震波具有明显的放大效应,且围岩条件越差,地震响应越明显;在双向地震作用下,... 通过开展大型振动台试验,研究NPR锚索支护及跨断层破碎带隧道在水平和竖向地震作用下的围岩、隧道结构、锚索的动力响应及破坏规律。研究结果表明:破碎带对地震波具有明显的放大效应,且围岩条件越差,地震响应越明显;在双向地震作用下,模型围岩的加速度响应随埋深的增大而减小,在地基深处,Z向地震波响应显著,浅层X向地震波响应显著;在双向地震反复拉压作用下,隧道拱顶处主要受Z向地震作用影响、拱腰处主要受X向地震作用影响、拱肩处主要受XZ双向地震作用影响,因此,隧道结构在地震作用下表现出“拱肩—拱腰—拱顶”的破坏发展机制;地震作用后,隧道拱肩处产生大变形破坏,但并未发生坍塌,说明NPR锚索具有较大变形量及较强的对灾变围岩的保持能力。 展开更多
关键词 地震响应 振动台试验 NPR锚索 双向地震
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地表堆载作用下双圆盾构隧道破坏机制试验研究
5
作者 柳献 刘震 +1 位作者 李家平 王如路 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期487-494,共8页
盾构隧道在服役期间,易受周边工程活动影响导致较大的变形或内力响应。为研究双圆盾构隧道在周边环境扰动下的结构鲁棒性能,为隧道运维提供理论依据,设计并开展了双圆盾构隧道原型结构破坏性试验,采用拟静力试验方法模拟了隧道结构在地... 盾构隧道在服役期间,易受周边工程活动影响导致较大的变形或内力响应。为研究双圆盾构隧道在周边环境扰动下的结构鲁棒性能,为隧道运维提供理论依据,设计并开展了双圆盾构隧道原型结构破坏性试验,采用拟静力试验方法模拟了隧道结构在地表堆载意外作用下的外部荷载状态。基于对试验过程中结构和接头的变形响应演化分析,揭示了双圆盾构隧道结构的破坏机制。研究结果表明,双圆盾构隧道结构在地表堆载意外工况下呈现典型初始线性、塑性损伤快速累积和整体失稳3个阶段。当长轴收敛变形达到25 mm左右时,6号、8号和3号负弯矩接头依次进入弹塑性阶段,结构整体亦进入塑性损伤快速累积阶段(第二阶段)。当左半环底部7号正弯矩接头外弧面混凝土压溃,内弧面铸铁手孔板开裂后,结构基本进入整体失稳阶段(第三阶段)。最终随着左半环上角部B7管片本体受弯破坏,结构彻底丧失承载能力。结构鲁棒性评价表明,双圆盾构隧道相比类矩形盾构隧道更好地利用了圆形隧道的优良受力性能,整体鲁棒性评价指标也更高。研究进一步建立了结构整体收敛变形和接头转角、接头张开量的相互关系,发现受结构、接头构造及材料性能影响,双圆盾构隧道结构在地表堆载意外工况下初期变形主要来源于3号、6号和8号负弯矩接头,在第二阶段后期随着内力重分布,7号正弯矩接头迅速达到线性极限,并进入塑性状态,导致结构左半环收敛变形快速发展。根据结构及接头受力机制,实际隧道运维期间重点监测的关键部位应包含结构长短轴收敛变形、腰部及小海鸥块侧负弯矩接头内弧面压碎及正弯矩接头内弧面张开情况。 展开更多
关键词 双圆盾构隧道 原型结构试验 地表堆载 破坏机制 鲁棒性评价 监测部位
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地表加卸载引起端部受限盾构隧道结构响应模型试验
6
作者 梁荣柱 康成 +4 位作者 王森勇 符宇坤 周正 梅国雄 向黎明 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第3期178-191,共14页
为探明地表临时堆载产生的加卸载过程中端部受限盾构隧道结构受力变形特性,建立了相似比为1∶35的物理模型试验系统,分析了连接车站的端部受限盾构隧道和区间隧道结构在地表加卸载过程结构响应的区别;为更准确地反映盾构隧道这一复杂构... 为探明地表临时堆载产生的加卸载过程中端部受限盾构隧道结构受力变形特性,建立了相似比为1∶35的物理模型试验系统,分析了连接车站的端部受限盾构隧道和区间隧道结构在地表加卸载过程结构响应的区别;为更准确地反映盾构隧道这一复杂构筑物结构的受力变形特性,利用3D打印技术制作盾构隧道管片,拼装出高还原度的错缝无榫槽隧道模型,并与制作的车站模型连接;以车站连接部分正上方矩形堆载为例,设计了多级地表加卸载试验;通过应变片、位移计和土压力盒监测系统测量隧道结构受力变形状态,分析了附加土压力、隧道位移、管片内力和截面变形发展规律。试验结果表明:地表加卸载过程端部受限隧道拱顶附加土压力不受连接车站的影响;与车站连接的接头环与加载中间环相比弯矩更小,且分布更加均匀;端部受限盾构隧道的管环位移受到连接车站的限制,沉降曲线呈不对称分布,接头环拱顶沉降仅为边缘环的58%,且仅为对应区间隧道拱顶的42.6%;端部受限隧道加载中间环收敛变形最大,接头环收敛变形小于对称位置的边缘环;端部受限隧道接头环竖向和横向收敛较为接近,而端部自由的区间隧道竖向收敛远大于横向收敛;端部受限隧道竖向变形能力和恢复能力都受到限制,接头环竖向收敛回弹率仅3.0%;端部受限盾构隧道与区间隧道相比在地表加卸载过程结构变形更小,表现出更强的结构承载性能。研究成果可为服役盾构隧道的保护提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 隧道工程 结构响应 模型试验 端部受限盾构隧道 地表加卸载 收敛变形
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振动荷载作用下地下结构上浮模拟试验研究
7
作者 黄大维 陈后宏 +2 位作者 李彬鑫 耿大新 何炬 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期173-183,共11页
基于地铁盾构隧道受列车振动荷载与地下水的影响,设计一种地下结构浮力测试模拟装置,在综合考虑地下水位、地层因素的影响下开展模拟试验,研究振动荷载对地下结构上浮的影响。结果表明:若地下结构同时受振动荷载和地下水作用,则地下水... 基于地铁盾构隧道受列车振动荷载与地下水的影响,设计一种地下结构浮力测试模拟装置,在综合考虑地下水位、地层因素的影响下开展模拟试验,研究振动荷载对地下结构上浮的影响。结果表明:若地下结构同时受振动荷载和地下水作用,则地下水是引起地下结构所受浮力变化的主要因素,水位变化带来的影响更大,而振动荷载会加剧地下结构所受浮力的变化幅度;在振动荷载作用下,同一埋深下地层的渗透性越好,地层孔隙水压进入稳定阶段所需时间越短;地下水位每上升10 cm,砂卵石、砂土和软黏土地层中的孔隙水压分别增大约0.80,0.93和1.00 kPa,地下结构底部孔隙水压亦随水位上升而增大;施加振动荷载后,浮力测试圆筒在3种地层中的最大累计上浮值较振动前分别增加1.88%,5.68%和67.62%,且地下结构同时受地下水浮力以及下卧土层回弹的带动而上浮。振动荷载与地下水对地下结构纵向变形影响不容忽视,应对相关地下结构进行定期沉降监测,必要时加大监测频率。 展开更多
关键词 盾构隧道 地下结构 振动荷载 地下水位 纵向变形 模拟试验
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盾构隧道环缝接头破坏特性试验研究及优化
8
作者 黄大维 江强波 +2 位作者 邱传荣 李庆 郑凯丽 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期212-220,共9页
盾构隧道在受到如地震、地层变形和工程活动等外部因素影响时,其在纵向上将发生不均匀沉降,导致管片环缝张开,进而危及隧道运营安全。为研究盾构隧道环缝弯螺栓接头在拉伸过程中的受力变形特征及破坏过程,开展1∶1管片环缝接头拉伸试验... 盾构隧道在受到如地震、地层变形和工程活动等外部因素影响时,其在纵向上将发生不均匀沉降,导致管片环缝张开,进而危及隧道运营安全。为研究盾构隧道环缝弯螺栓接头在拉伸过程中的受力变形特征及破坏过程,开展1∶1管片环缝接头拉伸试验,分析在逐级加载过程中管片混凝土的应变情况、螺栓受力状态和接头最终破坏模式等。结果表明:环缝弯螺栓接头受拉破坏过程中,弯螺栓发生纵向拉伸变形和横向绷直变形,环缝接头破坏时弯螺栓已进入屈服阶段,弯螺栓在接缝处绷直明显;环缝弯螺栓接头最终破坏时,管片接缝面和内弧面混凝土开裂,管片内弧面与接缝面的棱角处混凝土向管片内凹侧发生径向受拉破坏,内侧分布钢筋及螺栓孔螺旋钢筋均裸露可见;盾构隧道环缝接头拉伸破坏试验过程中,管片内弧面邻缝处出现裂缝时对应的顶推力为282.87 kN,管片接头拉伸破坏且环缝附近混凝土脱落时对应的顶推力为322.15 kN;环缝弯螺栓接头最终发生受拉脆性破坏,基于环缝弯螺栓接头的破坏机理与特性,提出相应的管片优化配筋方式,即在螺栓孔位置增加箍筋。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片接头 纵向接头 抗拉性能 足尺试验
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洞桩法车站拱顶开洞结构力学行为分析
9
作者 章慧健 周学民 +2 位作者 苏文汉 裴行凯 陈泽坤 《中国公路学报》 北大核心 2025年第12期454-465,共12页
地铁车站在修建过程中常对主体结构开设孔洞以满足其换乘等功能需求,但会较大地削弱开洞部位主体结构的承载能力。为了探究洞桩(Pile-beam-arch, PBA)法地铁车站拱顶开洞结构力学行为,以广州某新建的洞桩法地铁车站为研究对象,通过室内... 地铁车站在修建过程中常对主体结构开设孔洞以满足其换乘等功能需求,但会较大地削弱开洞部位主体结构的承载能力。为了探究洞桩(Pile-beam-arch, PBA)法地铁车站拱顶开洞结构力学行为,以广州某新建的洞桩法地铁车站为研究对象,通过室内模型试验对洞桩法车站拱顶开洞结构的破坏模式、裂缝扩展与变形规律展开深入研究;其次通过数值模拟方法对全尺度车站拱顶开洞结构的稳定性和开洞的影响范围进行分析。研究结果表明:车站拱顶开洞段的纵梁处于三维扭转状态,但其水平抗弯刚度较大,仍以竖向弯曲为主要变形特征;纵梁无拱一侧的纵断面中心形成“Y”形拉-剪复合型贯穿裂缝,而跨中部分形成的45°贯穿剪切斜裂缝;洞口边界出现显著的应力集中现象,同时车站结构整体传力路径发生改变,中扣拱不直接影响开洞区域内的其余结构;相比于未开洞段,以变形之差小于10%为判据,得到车站拱顶开洞的影响范围为开洞长度的80%,各结构内力受影响程度排序从大到小为纵梁、拱、底板、侧墙。研究成果可为类似地质条件下的地下工程建设提供重要参考。 展开更多
关键词 隧道工程 洞桩法车站 拱顶开洞 破坏模式 开洞力学行为
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基于破碎带围岩变形受力特征的偏压隧道控制措施研究 被引量：1
10
作者 陈孔福 申玉生 +4 位作者 赵何霖 张熙 朱正超 孔德高 周鹏发 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期621-631,共11页
穿越破碎带的偏压隧道开挖后,围岩变形与支护受力较大,同时表现为深浅埋侧非对称性,导致隧道一侧混凝土剥落与钢架扭曲等,严重影响隧道施工的安全和进度。依托九绵高速公路水牛家隧道,根据现场试验所得数据分析隧道的变形与围岩接触压... 穿越破碎带的偏压隧道开挖后,围岩变形与支护受力较大,同时表现为深浅埋侧非对称性,导致隧道一侧混凝土剥落与钢架扭曲等,严重影响隧道施工的安全和进度。依托九绵高速公路水牛家隧道,根据现场试验所得数据分析隧道的变形与围岩接触压力变化与分布规律;结合数值模拟,对隧道开挖顺序与长短锚杆布置形式进行优化。在双层超前小导管的基础上,提出“先挖深埋的三台阶七步法+长短锚杆非对称布置+径向注浆”的针对性措施,并开展现场试验验证其可行性。结果表明:变形与围岩接触压力在隧道两侧呈现出明显的非对称性,变形缺少收敛阶段,说明原设计方案不能提供足够的支护力。采取针对性措施后,拱顶沉降均值降低40.4%,水平收敛均值减小54.0%,隧道变形得到较好的控制,左拱肩与左拱脚围岩接触压力分别减小了25.4%、29.7%;左右拱腰收敛比值由1.60降低为1.12,左右拱脚围岩接触压力比值由2.13减小为1.46倍,变形与受力的非对称性明显降低。同时混凝土剥落与钢拱架扭曲等大变形灾害的发生减少,施工效率明显提高。研究成果为类似偏压隧道的施工与设计提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 偏压隧道 破碎带 变形受力特征 非对称支护 径向注浆 现场试验
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盾构隧道3D打印模型刚度有效率的试验验证
11
作者 陈立 李博 +2 位作者 卢生安 张海涛 吕延豪 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期243-248,253,共7页
[目的]为探究3D打印技术制作隧道模型的可行性,有必要测定盾构隧道纵横向刚度有效率的取值。[方法]通过对光敏树脂、环氧树脂和尼龙三种材料的拉伸和压缩试验,最终选择了光敏树脂作为盾构隧道管片的模型材料。通过相似第二定律计算,确... [目的]为探究3D打印技术制作隧道模型的可行性,有必要测定盾构隧道纵横向刚度有效率的取值。[方法]通过对光敏树脂、环氧树脂和尼龙三种材料的拉伸和压缩试验,最终选择了光敏树脂作为盾构隧道管片的模型材料。通过相似第二定律计算,确定试验几何相似比为1∶30。试验基于温州轨道交通1号线盾构隧道工程,利用3D打印技术精细化设计隧道模型,衬砌管片采用弯曲螺栓连接,还原其细部结构。通过对3D打印隧道模型进行纵横向八级加载,测定了不同拼装工艺的纵横向刚度有效率。同时采用椭圆度■来具体描述不同外部荷载作用下隧道的横向变形程度。最后对比其他学者的模型试验,论证了该方法的可行性以及精确性。[结果及结论]3D打印制作的盾构隧道,通缝拼装时纵向刚度有效率为0.13~0.20,横向刚度有效率为0.67;错缝拼装时,纵向刚度有效率为0.15~0.30,横向刚度有效率为0.79;错缝拼装隧道刚度略大于通缝拼装隧道刚度。均质隧道、错缝拼装隧道及通缝拼装隧道的椭圆度依次为1.62‰、1.87‰及2.55‰,通缝隧道模型在外部加载作用下的压扁程度最大。 展开更多
关键词 盾构隧道 刚度有效率 3D打印模型试验 通缝及错缝拼装
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隧道围岩透明相似材料强度特征与配合比研究
12
作者 谢朋 李葱葱 +4 位作者 段虎辰 文海家 李良勇 李昭捷 王永卫 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期219-227,共9页
随着透明化物理模型试验在隧道工程力学机制与变形特征研究中发挥越发显著的作用,同时满足透明度和相似原理要求的围岩相似材料成为保证试验结果与实际工程相契合的关键.本文基于正交试验数据的统计分析,总结配置的透明胶结土相似材料... 随着透明化物理模型试验在隧道工程力学机制与变形特征研究中发挥越发显著的作用,同时满足透明度和相似原理要求的围岩相似材料成为保证试验结果与实际工程相契合的关键.本文基于正交试验数据的统计分析,总结配置的透明胶结土相似材料的强度特性,探索用于表征隧道围岩特性的相似材料配合比量化设计方法.首先,选取熔融石英砂、纳米级白炭黑、正十二烷混合15#白油为原材料,设计2因素3水平的正交试验,完成重度、内摩擦角及黏聚力数据的测定;然后,应用串联法分别拟合表示重度、内摩擦角、黏聚力与石英砂粒径、胶石比(纳米级白炭黑与石英砂质量比)之间相互关系的多元非线性回归方程;最后,通过多元回归方程的联合求解,完成石英砂粒径、胶石比和几何相似常数的确定.试验结果表明:1)所配置的透明胶结土相似材料的重度、内摩擦角和黏聚力数值的变化区间分别为16.13~12.53kN/m^(3)、27.07°~14.82°和31~2.3 kPa,剪应力-剪切位移曲线均具有峰后平台型、峰后跌落型的特点;2)T检验和F检验的结果显示拟合得到的三个非线性回归方程自变量对因变量影响极其显著,方程本身真实可靠;3)将重度和内摩擦角的回归方程联立,解算石英砂粒径和胶石比,求得的石英砂粒径和胶石比数值代入黏聚力回归方程完成黏聚力的计算,计算黏聚力与原地层黏聚力的比值,得几何相似常数.构建了一种新型的相似材料配合比和几何相似常数量化设计方法.研究成果以期为隧道工程可视化物理模型试验设计提供理论支撑与数据参考. 展开更多
关键词 隧道工程 量化设计方法 多元非线性回归 隧道围岩 透明胶结土
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地铁盾构下穿高速铁路路基的变形控制方案研究 被引量：3
13
作者 林家桢 《水利与建筑工程学报》 2025年第1期93-101,共9页
针对地铁盾构下穿高速铁路路基的变形控制难题,依托石家庄地铁4号线祥云街站-新客运总站盾构区间隧道下穿京广高铁路基工程实例,提出盾构上方MJS注浆、管棚注浆和U型槽路基注浆3种变形控制方案,采用数值仿真方法,对未采用变形控制措施... 针对地铁盾构下穿高速铁路路基的变形控制难题,依托石家庄地铁4号线祥云街站-新客运总站盾构区间隧道下穿京广高铁路基工程实例,提出盾构上方MJS注浆、管棚注浆和U型槽路基注浆3种变形控制方案,采用数值仿真方法,对未采用变形控制措施条件下路基及地基的变形模式进行分析,并对比3种方案的变形控制效果。结果表明,在不采用变形控制措施的条件下,在下穿完成时路基会产生超过5 mm的变形,存在安全隐患。MJS注浆和管棚注浆方案能起到降低盾构上方地层变形与控制盾构隧道变形的双重效果,且MJS注浆方案对盾构隧道的变形控制效果较为明显。U型槽路基注浆方案对列车荷载等上部荷载引起变形的抵抗能力强,虽无法有效控制由下部地层损失引起的整体沉陷,但施工便捷,可以通过提高注浆压力起到抬升地层的效果,对路基变形控制效果显著,可以作为路基变形发生后的应急抢险措施。 展开更多
关键词 地铁盾构 下穿 高铁路基 变形控制方案 注浆
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玄武岩纤维布-方钢管砂浆轴压试件极限承载力研究
14
作者 黄旭东 常好诵 +2 位作者 刘荻 任志宽 李贺 《工业建筑》 2025年第5期181-189,共9页
为研究玄武岩纤维布(BFRP)-方钢管砂浆的轴压性能,共进行了不同BFRP层数和截面高度的9个BFRP-方钢管砂浆轴压试件的静力试验,分析了试件荷载-方钢管纵向应变(位移)曲线特点、破坏模态、极限承载力以及方钢管与BFRP的协同作用;采用ABAQU... 为研究玄武岩纤维布(BFRP)-方钢管砂浆的轴压性能,共进行了不同BFRP层数和截面高度的9个BFRP-方钢管砂浆轴压试件的静力试验,分析了试件荷载-方钢管纵向应变(位移)曲线特点、破坏模态、极限承载力以及方钢管与BFRP的协同作用;采用ABAQUS模拟得到试件名义压应力-方钢管纵向应变曲线和变形模态等,并探讨了BFRP层数、方钢管截面高度等对试件静力性能的影响;基于性能分析,定义了BFRP-方钢管砂浆的轴压强度f_(bfscy),拟合得到其轴压试件极限承载力计算公式。应用此公式对隧道衬砌工程加固构件的极限承载力进行优化,以常用Ι16工字钢极限承载力替代为标准,考虑经济性和空间占用率,提出优化的加固构件参数建议(w=54.2 mm、m=3、f_(y)=235 MPa、f_(cu)=80 MPa、f_(bf)=3092 MPa)。 展开更多
关键词 静力试验 ABAQUS 极限承载力计算公式 优化
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盾构扩挖法地铁车站接头可靠性试验
15
作者 张新金 王柄锐 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第S2期724-734,共11页
针对盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站的关键技术难题,基于数值模拟,研究了开口环管片与车站主体结构接头部位的受力、变形及破坏特性。设计了三种接头形式(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),分析了混凝土应变、钢筋应力、螺栓应变及接缝变形规律。结果表... 针对盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站的关键技术难题,基于数值模拟,研究了开口环管片与车站主体结构接头部位的受力、变形及破坏特性。设计了三种接头形式(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),分析了混凝土应变、钢筋应力、螺栓应变及接缝变形规律。结果表明:接头形式Ⅱ(预埋钢筋接驳器连接)在变形控制及防水性能上表现最优,其安全系数达8,显著优于螺栓连接接头(形式Ⅰ、Ⅲ);建议采用预埋钢筋接驳器连接方式以提高结构整体稳定性和耐久性。研究为地铁车站接头设计提供了重要依据。 展开更多
关键词 盾构法 浅埋暗挖法 地铁车站 接头试验 接缝防水 安全系数
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带连接件矩形顶管隧道F型承插接头抗剪性能
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作者 赵峥嵘 许有俊 +1 位作者 张朝 张旭 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第6期152-163,共12页
针对带连接件矩形顶管环缝接头相关研究缺乏试验验证的不足,综合考虑矩形顶管接头构造特征与连接件形式的影响,设计并开展模型试验,研究直螺栓与弯螺栓2种连接形式下矩形顶管接头的抗剪性能。结果表明:2种连接形式的矩形顶管接头剪切变... 针对带连接件矩形顶管环缝接头相关研究缺乏试验验证的不足,综合考虑矩形顶管接头构造特征与连接件形式的影响,设计并开展模型试验,研究直螺栓与弯螺栓2种连接形式下矩形顶管接头的抗剪性能。结果表明:2种连接形式的矩形顶管接头剪切变形均可划分为弹性阶段、强化阶段和屈服阶段,其中强化阶段的接头抗剪刚度最大,比弹性阶段高70%以上;弯螺栓接头对剪力的承载能力达到2061 kN,比直螺栓接头高11%,延性系数达到3.06,比直螺栓接头高15%;钢套环的失效主要表现为倒角位置的屈服及焊缝处的开裂,直螺栓接头的最大钢套环应变为2645με,比弯螺栓接头低20%;弯螺栓接头的混凝土受力区域大于直螺栓接头的,且接头混凝土损伤程度更为严重;直螺栓接头的承口端和插口端连接件受力分别为105和93 kN,而弯螺栓接头的则分别为149和138 kN,弯螺栓受力大于直螺栓,同种接头承口端连接件受力大于插口端;弯螺栓虽能提高接头抗剪刚度,但在抵抗变形过程中接头损伤会比采用直螺栓接头时更严重。 展开更多
关键词 矩形顶管隧道 F型承插接头 纵向连接件 接头试验 抗剪性能
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通缝拼装盾构隧道结构极限承载力的足尺试验研究 被引量：104
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作者 毕湘利 柳献 +2 位作者 王秀志 鲁亮 杨志豪 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期117-127,共11页
针对轨道交通通缝拼装的盾构隧道结构的承载性能,进行结构的足尺静载试验。具体介绍试验方案和加载方案的设计,提供结构变形、管片裂缝、接缝变形和连接螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果;对结构的承载性能和破坏机理进行分析... 针对轨道交通通缝拼装的盾构隧道结构的承载性能,进行结构的足尺静载试验。具体介绍试验方案和加载方案的设计,提供结构变形、管片裂缝、接缝变形和连接螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果;对结构的承载性能和破坏机理进行分析。足尺试验研究表明:试验结构的破坏由不同部位接缝混凝土先后受压破坏形成,属梁铰机制;管片接缝是隧道极限承载力的关键断面;周边卸载工况下结构的承载力安全系数比顶部超载工况小,对盾构隧道结构的承载更为不利。 展开更多
关键词 盾构隧道 极限承载力 破坏机理 足尺试验
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高水压盾构隧道管片接缝防水可靠性试验研究 被引量：69
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作者 赵明 丁文其 +3 位作者 彭益成 沈碧伟 郭小红 杨林松 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2013年第3期87-93,共7页
盾构隧道管片衬砌防水至关重要,而在东亚地区大部分盾构隧道都采用单层衬砌,由于没有内衬,则弹性密封垫的可靠性变得更为关键。作者以南京市纬三路过江隧道工程为依托,研制了全新的高水压、全自动三向加载防水性能试验系统,并运用工程实... 盾构隧道管片衬砌防水至关重要,而在东亚地区大部分盾构隧道都采用单层衬砌,由于没有内衬,则弹性密封垫的可靠性变得更为关键。作者以南京市纬三路过江隧道工程为依托,研制了全新的高水压、全自动三向加载防水性能试验系统,并运用工程实际1:1的弹性密封垫和混凝土试件,进行了多组密封垫装配力及一字缝、T字缝防水性能试验,从而研究优化出了性能、结构优异的三元乙丙橡胶弹性密封垫断面形式。试验结果表明,密封垫装配力与其防水性能存在很大程度上的相关性;密封垫的硬度、沟槽填充率在不同程度上对密封垫防水性能有直接影响。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片衬砌 弹性密封垫 防水性能 模型试验
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深埋隧道层状岩体破坏过程特征模型试验 被引量：30
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作者 夏彬伟 胡科 +2 位作者 卢义玉 李丹 丁红 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期107-114,共8页
针对深埋隧道层状岩体围岩变形破坏的复杂性,以渝沙高速公路共和隧道工程为背景,采用自行研制的弹脆性相似材料构筑层状岩体隧道物理模型,利用应变监测技术和内窥摄影技术,研究了层状岩体在不同荷载作用下围岩应力分布及变形破坏过程特... 针对深埋隧道层状岩体围岩变形破坏的复杂性,以渝沙高速公路共和隧道工程为背景,采用自行研制的弹脆性相似材料构筑层状岩体隧道物理模型,利用应变监测技术和内窥摄影技术,研究了层状岩体在不同荷载作用下围岩应力分布及变形破坏过程特征。结果表明:深部层状岩体受层理结构面的影响,围岩具有明显偏压特征;在沿层理面方向主要受到与其一致的应力挤压从而产生剪切破坏,垂直于层理方向的破坏呈X型裂纹且沿洞壁深部发展;掉落块体呈楔型体,隧道围岩破坏范围呈明显的不均现象;模型试验结果与现场测试结果基本一致,为理论分析深部层状岩体破坏机理提供了可靠的试验结果。 展开更多
关键词 隧道工程 深埋隧道 模型试验 破坏过程 层状岩体 围岩
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穿越黏滑断层分段接头隧道模型试验研究 被引量：40
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作者 闫高明 申玉生 +3 位作者 高波 郑清 范凯祥 黄海峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4450-4458,共9页
数次大地震震害调查表明,隧道穿越断层处是受地震破坏较为严重的区域。为此,基于地震动能量的传播与释放特征,建立了一种穿越断层隧道结构抗减震的设计理念,并提出了一种穿越断层隧道节段接头形式。以跨断层龙溪隧道为依托,采用振动台... 数次大地震震害调查表明,隧道穿越断层处是受地震破坏较为严重的区域。为此,基于地震动能量的传播与释放特征,建立了一种穿越断层隧道结构抗减震的设计理念,并提出了一种穿越断层隧道节段接头形式。以跨断层龙溪隧道为依托,采用振动台模型试验研究了单一错动方式与断层错动-震动综合加载方式下带有接头的衬砌结构响应。研究结果证明:强震作用下,地震波对穿越断层隧道的影响是不可忽略的,断层错动-震动综合加载方式是合理的;新型接头能够自身适应性变形协调减轻隧道结构震害,节段间接头的设置改变了隧道的变形形态,提高隧道整体抗震能力;同时减小了衬砌的环向破坏,消弱了节段间地震力的传递,实现了衬砌震害的局部化。由于接头的设置,上盘隧道结构震害集中在距断层1.8倍洞径的范围内,下盘处隧道衬砌震害集中在距断层1.2倍洞径范围内;上盘的衬砌震害主要是由错动-震动联合作用造成的,而下盘衬砌震害主要受地震动的影响。 展开更多
关键词 隧道工程 节段接头 动力响应 断层错动 振动台试验
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