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深埋高应力隧道软岩大变形开挖补偿控制研究 被引量：3
1
作者 陶志刚 许闯 +2 位作者 李勇 王祥 王欢 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期86-97,共12页
随着中国西部地区隧道工程建设的蓬勃发展,深埋、高应力、高海拔隧道的软岩大变形灾害愈发严重,已经成为隧道灾害控制领域的研究重点和难点。位于横断山脉的大亮山公路隧道因其埋深大、断层多、突涌水、围岩强度低、地应力高等特点,隧... 随着中国西部地区隧道工程建设的蓬勃发展,深埋、高应力、高海拔隧道的软岩大变形灾害愈发严重,已经成为隧道灾害控制领域的研究重点和难点。位于横断山脉的大亮山公路隧道因其埋深大、断层多、突涌水、围岩强度低、地应力高等特点,隧道围岩大变形现象十分严重。为了探索这种类型隧道围岩大变形控制策略,提出了一种基于NPR材料的深埋隧道软岩大变形开挖补偿控制对策,为了验证其可行性和科学性,通过现场观测、室内物理模型试验与数值模拟进行深入研究。结果表明:NPR锚索可承受的最大动力冲击荷载为284.811 kN,抗冲击性能最高约为Q235锚杆的2倍,非线性吸能效果显著;NPR锚索开挖补偿控制体系能够有效调节围岩应力分布特征,及时为受开挖扰动的围岩提供补偿支护力,约束围岩塑性区扩展并吸收围岩释放的变形能;在正常与超载条件下,分别将软岩隧道围岩变形量控制在3 mm与5.8 mm以内,且无明显应力集中区域;NPR锚索开挖补偿支护体系可有效约束隧道围岩位移,最大水平位移量控制在3.35 mm以内,最大竖向位移量控制在15.21 mm以内。NPR锚索补偿开挖支护体系能够有效控制深埋高应力隧道软岩大变形灾害。 展开更多
关键词 NPR锚索 软岩隧道 大变形灾害 物理模型试验
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考虑拼装变形的底部平型橡胶密封垫结构研究 被引量：1
2
作者 刘继国 贺创波 +2 位作者 张晟斌 舒恒 李金 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期207-213,共7页
针对三种底部平型橡胶密封垫,通过数值计算和物理模型试验分析密封垫防水及压缩性能,并对拼装过程中密封垫滑动变形情况进行研究,研究表明:(1)断面1中心存在开孔,密封垫拼装时压缩应力减小,压缩后开孔位置无法完全闭合,密封垫防水路径减... 针对三种底部平型橡胶密封垫,通过数值计算和物理模型试验分析密封垫防水及压缩性能,并对拼装过程中密封垫滑动变形情况进行研究,研究表明:(1)断面1中心存在开孔,密封垫拼装时压缩应力减小,压缩后开孔位置无法完全闭合,密封垫防水路径减小,不利于管片接头防水;(2)断面3防水能力比断面2提高30.1%,但断面3复合遇水膨胀橡胶后会增加表面粗糙度,拼装过程易于加剧角部密封垫堆积变形,并且多次试拼可能导致遇水膨胀与三元乙丙脱落分离;(3)密封垫压缩滑动时角部堆积变形过大时易使密封垫间出现较大高差,下一环管片错缝拼装时此处密封垫难以压缩到位,易存在渗流通道出现渗漏。 展开更多
关键词 橡胶密封垫 复合断面 防水性能 压缩性能 滑动变形 堆积
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洛阳盾构隧道地表沉降Peck公式参数修正 被引量：4
3
作者 郜新军 魏文宇 +1 位作者 李珊珊 苏庆辉 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表... 为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表明:针对单线隧道,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际监测数据吻合度高,当修正系数α为0.4~0.9、β为0.5~0.7时得到的修正Peck公式精度最高;针对双线隧道,该地层下的地表沉降基本呈双峰“W”形,双线隧道的土体损失率η和沉降槽宽度系数K的分布区间分别为0.2%~0.8%和0.2~0.5,平均值分别为0.45%和0.37,且先行线的土体损失率均值、沉降槽宽度系数均值分别为后行线的1.4倍、1.3倍。研究成果可为洛阳典型粉质黏土与砂卵石复合地层中盾构隧道后续施工提供数据支撑。 展开更多
关键词 隧道盾构 粉质黏土与砂卵石复合地层 PECK公式 线性拟合 地表沉降 修正系数
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深埋隧洞中黏结型锚固系统的黏结性能研究 被引量：1
4
作者 夏洪春 严滑钧 +3 位作者 朱训国 张传庆 郭利军 薛子钎 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期175-185,共11页
为研究深埋隧洞中黏结型锚固系统的黏结性能,保证深部隧道开挖安全,以锦屏二级水电站2#引水深埋隧洞的高应力条件为研究背景,采用数值模拟、试验和监测相结合的方法,研究隧洞开挖与锚杆拉拔过程中的黏结性能。研究结果表明:开挖后围岩... 为研究深埋隧洞中黏结型锚固系统的黏结性能,保证深部隧道开挖安全,以锦屏二级水电站2#引水深埋隧洞的高应力条件为研究背景,采用数值模拟、试验和监测相结合的方法,研究隧洞开挖与锚杆拉拔过程中的黏结性能。研究结果表明:开挖后围岩应力会发生重分布,围压总体上随开挖深度的增大而增大,围岩应力呈不均匀性,出现局部失稳现象;当围岩的强度增大时,黏结型锚杆的剪应力峰值随之增大,达到峰值后,剪应力的衰减幅度变大;锚杆的受力过程可分为弹性、塑性软化和完全滑移3个阶段,最终完全失效;当锚杆体-注浆体直径差为6~9 mm时,黏结性能最优。研究结果可为黏结型锚杆在深埋隧洞等地下工程中的应用提供参考。 展开更多
关键词 锚固系统 围岩 剪切应力 直径差 黏结性能 深埋隧洞
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锚杆质量无损检测教学实验平台设计及应用 被引量：1
5
作者 唐建辉 王玉锁 周晓军 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第5期72-76,82,共6页
为了研究应力波在砂浆锚杆中的传播规律,明晰锚杆质量检测结果的评定方法,设计了一套室内模拟全长黏结锚杆质量无损检测教学实验平台。选用外径90mm的聚氯乙烯(PVC)管模拟锚杆孔,以螺纹钢筋模拟锚杆,利用珍珠棉泡沫管模拟锚杆锚固不密实... 为了研究应力波在砂浆锚杆中的传播规律,明晰锚杆质量检测结果的评定方法,设计了一套室内模拟全长黏结锚杆质量无损检测教学实验平台。选用外径90mm的聚氯乙烯(PVC)管模拟锚杆孔,以螺纹钢筋模拟锚杆,利用珍珠棉泡沫管模拟锚杆锚固不密实段,注浆材料则采用水泥砂浆。通过超磁致声波发射震源对锚杆质量开展检测,进而分析不同锚固密实度以及不同缺陷位置锚杆的波形特征。实验结果显示,锚杆检测结果与所设计的锚杆锚固密实度基本相符;干扰信号对锚杆质量检测信号影响较大,但若选择合适的频率范围实施数字滤波,便能获取较为理想的波形;当锚杆长度、缺陷位置难以确定时,可结合相位分析等方法进行综合判断。 展开更多
关键词 锚杆 无损检测 锚固密实度 缺陷位置 教学实验平台
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富水砂层联络通道冻结温度场影响因素分析 被引量：3
6
作者 徐平 韩述琦 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合... 以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合曲线,将拟合函数作为冻结孔的管壁温度边界条件,通过数值计算得到了联络通道冻结过程中的温度场云图和温度变化曲线。通过比对数值结果与现场实测数据验证了数值模型的准确性和合理性,并进一步研究了地下水流速、冻结管间距、冻结管直径、初始地温等因素对温度场发展的影响。引入单因素灵敏度分析法,求解了各因素对冻结壁交圈时间影响的灵敏度,确定了各因素影响的大小排序,结果表明:当地下水流速较大时,减小冻结管间距是削弱地下水流速对冻结温度场影响的最佳选择;当初始地温较高时,通过增大冻结管直径或减小冻结管间距都能提高冻结效率。 展开更多
关键词 富水砂层 联络通道 冻结加固 流热耦合理论 灵敏度分析
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盾构施工诱发的筏板基础建筑沉降影响分区研究 被引量：1
7
作者 雷华阳 刘濠瑜 许英刚 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期312-319,共8页
随着城市化规模的不断发展,盾构施工扰动诱发的既有建筑沉降问题已经成为环境安全评估关注的核心问题。针对盾构施工全过程诱发的筏板基础建筑横向沉降、纵向沉降及扭转变形,采用FLAC^(3D)有限差分软件进行深入研究,将盾构施工扰动平面... 随着城市化规模的不断发展,盾构施工扰动诱发的既有建筑沉降问题已经成为环境安全评估关注的核心问题。针对盾构施工全过程诱发的筏板基础建筑横向沉降、纵向沉降及扭转变形,采用FLAC^(3D)有限差分软件进行深入研究,将盾构施工扰动平面影响区域划分为忽略影响区、过渡区和危险影响区。结果表明:建筑横、纵向平均沉降影响区呈抛物线分布,横向整体倾斜影响区呈半椭圆形分布,纵向整体倾斜影响区呈类抛物线分布,而扭转变形影响区呈类圆形分布;盾构施工全过程中,建筑横向平均沉降、横向整体倾斜及纵向平均沉降最大值发生在盾构穿越完成阶段,而当盾构掘进至建筑附近区域时,建筑纵向整体倾斜及扭转变形已发展到最大值,表明盾构穿越既有建筑沉降安全评估应重视盾构施工过程性。研究成果可为城市密集区盾构施工环境安全性评估提供理论依据。 展开更多
关键词 盾构隧道 建筑沉降 发展过程 数值模拟 影响分区
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冲击荷载下直墙拱隧道破坏机制研究
8
作者 常素玲 王在泉 +1 位作者 丛宇 陈凡秀 《实验力学》 北大核心 2025年第1期101-114,共14页
为探明冲击荷载作用下隧道的破坏机制,本文基于大尺寸直墙拱试样摆锤冲击试验,采用颗粒流数值软件(PFC^(3D))模拟直墙拱隧道冲击破坏过程,分析隧道周边裂纹、应力、速度时空演化细观力学行为,结果表明:(1)在频率为250 Hz的冲击荷载作用... 为探明冲击荷载作用下隧道的破坏机制,本文基于大尺寸直墙拱试样摆锤冲击试验,采用颗粒流数值软件(PFC^(3D))模拟直墙拱隧道冲击破坏过程,分析隧道周边裂纹、应力、速度时空演化细观力学行为,结果表明:(1)在频率为250 Hz的冲击荷载作用下,裂纹发育经历萌生期、激增期、缓增期3个阶段。裂纹数目增长率最快超过每秒10^(5)个。裂纹类型是以张拉为主的拉剪复合裂纹。(2)起裂应力大小受断面形状影响,不同位置应力响应规律不同,拱脚位置首先到达起裂应力,其次是拱肩。(3)裂纹发育阶段,直墙拱周围速度矢量历经“中心对称→上下对称→左右对称”变化过程,速度矢量大小以直墙拱为中心从“近大远小”向“近小远大”转变,裂纹出现在速度矢量变化较大处。本文研究成果可为深入理解隧道在冲击荷载作用下的破坏过程和机理提供参考。 展开更多
关键词 冲击荷载 直墙拱 细观力学 颗粒流数值模拟
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严寒地区泥水平衡顶管冬季低温连续施工关键技术 被引量：2
9
作者 熊亮 《四川水利》 2025年第1期67-71,共5页
严寒气候条件下进行顶管施工会严重影响工程的施工质量、安全及进度。但随着顶管顶进长度不断突破,为了不中断施工,冬季严寒地区在特殊情况下也会采取必要的措施进行顶管施工。文章依托引绰济辽输水工程隧洞段施工六标蛟流河无压洞顶管... 严寒气候条件下进行顶管施工会严重影响工程的施工质量、安全及进度。但随着顶管顶进长度不断突破,为了不中断施工,冬季严寒地区在特殊情况下也会采取必要的措施进行顶管施工。文章依托引绰济辽输水工程隧洞段施工六标蛟流河无压洞顶管工程,对顶管工程冬季施工关键技术进行了介绍,包括保温棚搭建、锅炉热量计算、管路保温措施、泥浆加热系统等,并对顶管管内、保温棚各个位置进行温度监测,验证了泥水平衡顶管冬季施工方案的可行性,为后续类似寒区施工的顶管工程提供借鉴。 展开更多
关键词 泥水平衡顶管 冬季施工 保温系统 热力计算 泥浆循环
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脆性破坏地质灾害智能监测预警研究与展望
10
作者 杜岩 吕梦镓 +3 位作者 刘敬楠 谢谟文 蒋宇静 陈红宾 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第3期755-769,共15页
随着脆性破坏地质灾害发生频率的增加,其预警难度逐渐凸显.不同于塑性破坏,脆性破坏灾害在破坏前缺乏明显的塑性应变,难以精准识别.研究表明,脆性破坏是内、外动力耦合作用的结果,其破坏机理分析需依赖更全面的数据支撑;其中,岩桥损伤... 随着脆性破坏地质灾害发生频率的增加,其预警难度逐渐凸显.不同于塑性破坏,脆性破坏灾害在破坏前缺乏明显的塑性应变,难以精准识别.研究表明,脆性破坏是内、外动力耦合作用的结果,其破坏机理分析需依赖更全面的数据支撑;其中,岩桥损伤是脆性破坏发生的核心因素.因此,预警的关键在于识别结构面的损伤敏感性指标,并结合多领域敏感性因子,构建基于分离破坏前兆识别的智能预警模型.当前,脆性破坏地质灾害的预警技术仍受限于算力不足、多模型协同难度大及数据缺乏等问题.随着云边协同计算、人工智能及多源数据融合技术的发展,有望提升数据处理效率,并构建多参数同步采集与智能化多模型集成监测系统,优化脆性地灾数据库,推动监测预警模型的数据同化与自适应更新,形成系统化的灾害监测与预警体系.探讨当前研究进展及潜在技术瓶颈,并提出应对策略,以期为脆性破坏地质灾害的防控提供理论与技术支持. 展开更多
关键词 脆性破坏地质灾害 岩桥损伤 云边协同 智能预警 多源数据融合
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全断面岩石掘进机刀盘形变理论研究
11
作者 张照煌 纪玮 +3 位作者 韩佳霖 全星宇 许成发 苏翠侠 《机械工程学报》 北大核心 2025年第11期386-395,共10页
刀盘是全断面岩石掘进机的关键核心部件。全断面岩石掘进机作业过程中,刀盘形变理论是完善其设计和应用技术的基础。充分考虑盘形滚刀在刀盘上的布置规律及刀盘与全断面岩石掘进机主机的联结关系,以中心滚刀与刀盘联结为一体而可看作无... 刀盘是全断面岩石掘进机的关键核心部件。全断面岩石掘进机作业过程中,刀盘形变理论是完善其设计和应用技术的基础。充分考虑盘形滚刀在刀盘上的布置规律及刀盘与全断面岩石掘进机主机的联结关系,以中心滚刀与刀盘联结为一体而可看作无孔盘体或有间隙盘体的客观特点为根据,建立了中心无孔刀盘和中心有孔刀盘理论模型,并分别提出了刀盘形变的一体化计算理论和分域计算理论。最后应用所提理论于某工程全断面岩石掘进机刀盘形变量计算,并与数字加载模拟结果进行对比。研究发现,分域计算理论在支撑域内的结果与模拟值较一致;而在支撑域外,一体化计算理论和分域计算理论值的均值或分域计算理论值的58%与一体化计算理论值的42%的和与模拟值较一致。所提方法与所建理论为完善全断面岩石掘进机刀盘设计理论和应用技术提供了借鉴。 展开更多
关键词 全断面岩石掘进机 刀盘 形变 支撑
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考虑中导洞施工效应的双连拱隧道应力与位移复变函数解
12
作者 张治国 李乃义 +2 位作者 牛瑞 王安源 朱正国 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期141-158,共18页
目前针对双连拱隧道施工影响的理论分析中较少考虑中导洞带来的施工效应,而含中导洞的双连拱隧道是较为常见的一种设计类型。实际施工中,中导洞先行施工,存在中导洞与左洞1、右洞2共用衬砌边界以及中隔墙的回筑工序。基于复变函数理论解... 目前针对双连拱隧道施工影响的理论分析中较少考虑中导洞带来的施工效应,而含中导洞的双连拱隧道是较为常见的一种设计类型。实际施工中,中导洞先行施工,存在中导洞与左洞1、右洞2共用衬砌边界以及中隔墙的回筑工序。基于复变函数理论解和Schwarz交替法,提出了考虑中导洞施工效应的双连拱隧道衬砌与围岩应力和变形的计算方法。针对中导洞与左右相邻洞室具有共用衬砌边界的特点,利用柯西积分法进行求解时,将各洞衬砌与围岩接触的边界积分条件转化为仅存在单洞时的完整边界积分与共用边界积分之差,与采用Schwarz交替法求解三洞相互作用过程中某一洞室开挖对邻洞产生“附加面力”的过程一致。基于苏州七子山连拱隧道工程,将解析结果与监测数据、数值模拟结果进行对比,证明了复变函数方法的可行性。此外,针对围岩泊松比、围岩弹性模量、中导洞高宽比、连拱整体对称性为关键因素,对围岩位移和衬砌临空面位移开展敏感性分析。结果表明:围岩弹性模量变化对洞1及洞2衬砌位移影响趋势一致。在相同角度下,围岩弹性模量越大,衬砌总位移越小,洞1、洞2衬砌位移均呈现“W”型,位移递增趋势拐点均位于左右拱脚处;中导洞高宽比越大,中导洞截面越趋向“高窄”型,中导洞围岩与衬砌最大主应力均出现增大趋势;当中导洞尺寸不变时,将另一洞室截面尺寸增大及减小,变为对称施工条件时,原洞室衬砌位移也出现增大及减小趋势,且共用衬砌区域增大趋势更明显。 展开更多
关键词 双连拱隧道 中导洞 SCHWARZ交替法 复变函数 应力场 位移场
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新型接头盾构隧道衬砌结构破坏模式研究
13
作者 何应道 柳献 +2 位作者 吴鑫林 张肇一 李一伦 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期134-142,共9页
为研究新型接头盾构隧道在极限工况下衬砌结构和新型接头的受力性能和变形趋势,总结衬砌结构长期服役期间可能出现的破坏模式,以南京江心洲污水收集系统二通道新建工程为背景,开展采用快速连接件的盾构隧道三环衬砌结构整环足尺试验。... 为研究新型接头盾构隧道在极限工况下衬砌结构和新型接头的受力性能和变形趋势,总结衬砌结构长期服役期间可能出现的破坏模式,以南京江心洲污水收集系统二通道新建工程为背景,开展采用快速连接件的盾构隧道三环衬砌结构整环足尺试验。通过加载和卸载模拟隧道的设计工况和极限工况,观察试验期间管片裂缝发展趋势,同时通过传感器测量衬砌结构和接头的变形及内力,得到新型接头盾构隧道衬砌结构的破坏链与破坏机理。试验结果表明:(1)衬砌结构整体变形呈“横鸭蛋”模式,极限工况下结构顶部主筋内侧受拉、外侧受压,接头较多的腰部变形较大;(2)纵缝接头在结构达到弹性极限前张开量较小,达到弹性极限时接头张开量最大为4.47 mm。同时,经过极限工况试验总结破坏模式发现,衬砌结构从受力到破坏共经历3个阶段:弹性-弹塑性-塑性,最终结构由于形成多个塑性铰而整体失稳破坏。接头连接件受力也经历弹性-弹塑性-塑性3个阶段,塑性阶段又可分为应力停留、下降和增长3种模式。 展开更多
关键词 盾构隧道 快速接头 整环足尺试验 内力和变形 破坏模式
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基于本体空间的海底隧道施工风险动态管控机制
14
作者 薛亚东 侯颖材 +2 位作者 曲立清 黄宏伟 庞皓俊 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1121-1130,共10页
本文提出了一种基于本体空间的动态风险管控机制,旨在应对隧道风险管理中的动态性挑战。研究通过构建模式层和实例层,明确定义了工程实体与风险要素,结合SWRL语言和事故树方法在规则层实现了风险事件的推理,将风险机理知识以规则的形式... 本文提出了一种基于本体空间的动态风险管控机制,旨在应对隧道风险管理中的动态性挑战。研究通过构建模式层和实例层,明确定义了工程实体与风险要素,结合SWRL语言和事故树方法在规则层实现了风险事件的推理,将风险机理知识以规则的形式融入到了风险管控流程之中。本文以胶州湾第二海底隧道突涌水风险管控实践为例,展示了该机制在实际工程中的应用效果。通过本体建模、推理查询及可视化技术,系统实现了隧道风险数据的自动监控、风险的自动辨识与分析。研究结果证明了该机制在复杂工程环境下的有效性,为动态风险管控提供了一种全新的解决方案。本文的创新之处在于将本体技术和语义网技术引入隧道风险管控领域,提升了风险管控的自动化与智能化水平,增强了复杂隧道工程中风险辨识和响应的实时性与准确性。 展开更多
关键词 海底隧道 动态风险管控 本体空间 突涌水风险
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复杂超大断面地下储罐空间荷载形式研究
15
作者 白东锋 王涵 +4 位作者 姚红志 史宝童 郑万坤 张才飞 叶飞 《施工技术(中英文)》 2025年第14期78-84,共7页
依托某复杂超大断面地下储罐工程,基于生死单元法及软变模量法,建立数值模型,研究不同埋深及围岩等级工况下地下储罐工程竖向应力形式。结果表明,对于不同等级围岩,支护结构表面整体竖向应力呈中心轴对称分布;Ⅰ,Ⅱ级围岩压力较接近,呈... 依托某复杂超大断面地下储罐工程,基于生死单元法及软变模量法,建立数值模型,研究不同埋深及围岩等级工况下地下储罐工程竖向应力形式。结果表明,对于不同等级围岩,支护结构表面整体竖向应力呈中心轴对称分布;Ⅰ,Ⅱ级围岩压力较接近,呈反W形分布,Ⅲ~Ⅵ级围岩压力呈U形分布;围岩压力在两侧距离起始点2,30m左右位置均出现阶跃现象,设计中应重点关注,该位置恰好为罐体环梁所在部位,这一发现证实了环梁设置的必要性。 展开更多
关键词 地下工程 储罐 数值模拟 围岩压力 埋深
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负前角刀具切削圆截面钢筋2D数值分析及考虑切屑堆积影响的切削力计算理论
16
作者 乔世范 冯超博 +2 位作者 檀俊坤 王刚 李杨 《机械工程学报》 北大核心 2025年第13期461-473,共13页
盾构截桩时刀具切削钢筋的切削力是影响盾构推进参数的重要因素。主要针对第一次切削时的切削力进行研究,基于二维有限元对负前角刀具正交切削的初始切削阶段进行分析,观察其滑移面模式,结合已有的滑移线理论及剪切带模型,提出在不同切... 盾构截桩时刀具切削钢筋的切削力是影响盾构推进参数的重要因素。主要针对第一次切削时的切削力进行研究,基于二维有限元对负前角刀具正交切削的初始切削阶段进行分析,观察其滑移面模式,结合已有的滑移线理论及剪切带模型,提出在不同切深条件下考虑切屑堆积影响的负前角刀具第一次切削二维圆截面的切削力计算模型,并与数值模拟结果比较。计算模型得出的水平切削力与数值模拟结果相近,误差绝对值最大为33.85%,误差绝对值平均值为14.23%,但竖向切削力计算误差较大,误差绝对值最大为64.2%,误差绝对值平均值为14.06%。同时通过比较分析,发现刀前切屑堆积影响对水平切削力的计算影响较大,而滑移线上平均应力的变化对水平切削力的计算影响较小。所提出的理论计算模型可对刀具水平向受力进行初步估计,可为后续多次切削及其他边界条件下切削二维圆截面钢筋及三维刀具切削钢筋的切削力计算模型提供理论基础及思路,但还需进一步研究及改进本文提出模型以减少其相对于数值计算结果的误差。 展开更多
关键词 盾构切削 负前角刀具 滑移线 剪切带 二维仿真 理论计算
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软岩深基坑锚索预应力损失与张拉方案研究
17
作者 张燕 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第2期16-22,34,共8页
研究目的:为研究软岩地层超深基坑锚索预应力损失情况并制定相应的张拉方案,本文依托长赣高铁黄花机场地下站超深基坑项目,开展锚索轴力传统监测和分布式光栅光纤监测对比实测研究,建立软岩地层超深基坑锚索张拉全过程数值分析模型,分... 研究目的:为研究软岩地层超深基坑锚索预应力损失情况并制定相应的张拉方案,本文依托长赣高铁黄花机场地下站超深基坑项目,开展锚索轴力传统监测和分布式光栅光纤监测对比实测研究,建立软岩地层超深基坑锚索张拉全过程数值分析模型,分析各锚索张拉过程中的预应力损失以及基坑的侧壁变形。研究结论:(1)软岩地层超深基坑锚索预应力损失情况较为严重,部分锚索的预应力损失量可以达到30%以上;(2)锚索预应力的损失以锚固损失为主,其主要发生在锚固后的120 min以内,且锚索初始张拉力越大,锚固后的预应力损失越显著;(3)针对软岩地层超深基坑预应力锚索,采用分步超张拉方案能够更有效地降低锚索的锚固以及张拉过程中的预应力损失,减小基坑侧壁的变形量,降低基坑开挖对周边环境的影响,对于指导预应力锚索的施工具有重要意义。 展开更多
关键词 超深基坑 光栅光纤 张拉方案 数值模拟 预应力锚索 预应力损失 灌注桩
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TBM盘形滚刀接岩域应力分布规律
18
作者 张照煌 韩东 +2 位作者 司健康 苏翠侠 贾连辉 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第4期633-638,共6页
破岩力是盘形滚刀设计、磨损分析以及破岩增效的基础,也是TBM设计的主要依据。在给定盘形滚刀与岩石接触区域应力分布公式的基础上,研究了公式中的关键参数——分布指数(χ)。通过盘形滚刀线性破岩的数值模拟和理论分析,研究了17"... 破岩力是盘形滚刀设计、磨损分析以及破岩增效的基础,也是TBM设计的主要依据。在给定盘形滚刀与岩石接触区域应力分布公式的基础上,研究了公式中的关键参数——分布指数(χ)。通过盘形滚刀线性破岩的数值模拟和理论分析,研究了17"和19"平刃和圆刃等截面(CCS)盘形滚刀接岩域应力分布规律,发现了χ与盘形滚刀刃型、尺寸以及贯入度的关系,并分别建立了χ的理论表达式及相应盘形滚刀垂直破岩力预测理论。结果表明:盘形滚刀的尺寸对应力分布影响较小;圆刃滚刀χ值受到贯入度的影响较大;应用文中所建盘形滚刀垂直破岩力预测理论,预测值与模拟值相比,相对误差均小于10%。本研究为TBM盘形滚刀破岩刃接岩域应力分布和垂直破岩力预测提供了有益借鉴。 展开更多
关键词 盘形滚刀 破岩力 贯入度 刃型 应力分布
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采样率对盾构截桩刀盘扭矩数据特征影响的理论分析
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作者 乔世范 冯超博 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期4079-4092,共14页
鉴于目前盾构机所采用的推进参数采样率下收集到的数据是否能够包含有效识别截桩状态变化的信息尚且不明,首先通过数值方法得到盾构撕裂刀切削混凝土的切深与切削力的拟合公式,并以此构建考虑刀具布置对刀具切深影响的盾构刀盘扭矩计算... 鉴于目前盾构机所采用的推进参数采样率下收集到的数据是否能够包含有效识别截桩状态变化的信息尚且不明,首先通过数值方法得到盾构撕裂刀切削混凝土的切深与切削力的拟合公式,并以此构建考虑刀具布置对刀具切深影响的盾构刀盘扭矩计算公式。在此基础上考虑不同截桩位置、相对切削力大小(刀具切削土体切削力相对于切削混凝土切削力)、推速及转速的随机变化,分析采样率对不同切桩条件下生成的刀盘扭矩数据特征的影响。研究结果表明:随着采样率的增加,在刀盘完成1转的时间范围内,不同切桩位置条件下的刀盘扭矩的变化模式逐渐显现,同时刀盘初始角度对刀盘扭矩特征影响变小;随着刀具切削土体时的切削力相对于切削混凝土时的切削力百分比增大,整体刀盘扭矩随之上升,切削混凝土导致的刀盘扭矩在总扭矩的占比减小,刀盘扭矩的变化幅值也同样减小;转速与推速随机变化对不同采样率条件下模拟生成的刀盘扭矩的影响更多的是对刀盘扭矩局部变化趋势的影响。高采样率得到的刀盘扭矩变化模式受推速与转速变化影响更小;若要对盾构截桩工程获取更多信息,提高数据的质量,显然提高数据收集的采样率是一种更为直接的办法。但刀盘扭矩受影响因素较多,还需进一步研究在有高采样率的推进参数数据前提下,分析实际提高采样率后的推进参数中提取有效信息的效果。 展开更多
关键词 盾构截桩 采样率 刀盘扭矩 三维仿真 理论分析
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超大跨地下洞室工期最优动态分序方法
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作者 殷本林 余熠华 +3 位作者 肖清华 雷文 宋文浩 周志学 《四川水利》 2025年第5期106-110,共5页
为解决超大跨地下洞室施工中传统静态分序依赖经验、工期难以全局优化的问题,文章提出智能优化模型。通过构建“分层-分区-分块”协同框架,建立工序时间动态预测模型与多目标算法,量化施工顺序与工法的时空耦合关系,集成动态规划剪枝策... 为解决超大跨地下洞室施工中传统静态分序依赖经验、工期难以全局优化的问题,文章提出智能优化模型。通过构建“分层-分区-分块”协同框架,建立工序时间动态预测模型与多目标算法,量化施工顺序与工法的时空耦合关系,集成动态规划剪枝策略优化多工作面调度。以某水电站地下厂房施工为例,经智能优化,总工期缩短6个月。该方法通过剪枝减少冗余计算,均衡资源分配并消解工序冲突,显著提升施工效率,支撑复杂地下工程智能施工。 展开更多
关键词 超大跨地下洞室 动态规划 剪枝算法 多工作面调度 施工顺序优化
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