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考虑变形控制的盾构穿越高铁隧道掘进参数研究 被引量：2
1
作者 费瑞振 邹洋 +3 位作者 彭立敏 施成华 雷明锋 张继清 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2703-2716,共14页
为解决盾构下穿高速铁路隧道引发的变形控制难题,建立基于机器学习的沉降预测及盾构掘进参数优化模型。通过整合盾构穿越既有隧道工程实测数据、数值模拟及理论计算结果,构建了包含17类参数的综合数据库。依托天津地铁B1线下穿京津城际... 为解决盾构下穿高速铁路隧道引发的变形控制难题,建立基于机器学习的沉降预测及盾构掘进参数优化模型。通过整合盾构穿越既有隧道工程实测数据、数值模拟及理论计算结果,构建了包含17类参数的综合数据库。依托天津地铁B1线下穿京津城际铁路解放路隧道工程案例,采用贝叶斯优化的极端梯度提升算法(BO-XGBoost)建立沉降预测模型,并结合粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法实现盾构掘进参数优化。研究结果表明,BO-XGBoost模型在预测精度上显著优于传统神经网络与支持向量机,误差可以控制在±0.6 mm范围内,5折交叉验证结果表明该模型泛化能力稳定。地层损失率是既有隧道沉降主控因素,其次为盾构刀盘直径与盾构埋深,土体弹性模量及泊松比影响较弱。通过采用PSO算法优化后的盾构推进速度、刀盘转速、同步注浆压力等参数,可以将盾构穿越高铁隧道的沉降值控制在5 mm以内。研究成果可为盾构穿越高铁隧道安全施工及运营提供理论参考。 展开更多
关键词 变形控制 高铁隧道 盾构穿越 盾构掘进参数 预测模型
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基于上浮力正态分布的盾构管片上浮变形半解析方法研究 被引量：2
2
作者 刘维正 师嘉文 +2 位作者 谭际鸣 董军 豆小天 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1039-1052,共14页
针对盾构管片上浮计算中上浮力变化的假设形式与实际存在差异,导致上浮量计算不准确,从而引发管片错台、渗水等工程问题,建立三维管片上浮数值模型,基于数值模拟结果与已有试验结果,提出一种符合实际的上浮力正态分布函数,并将上浮力作... 针对盾构管片上浮计算中上浮力变化的假设形式与实际存在差异,导致上浮量计算不准确,从而引发管片错台、渗水等工程问题,建立三维管片上浮数值模型,基于数值模拟结果与已有试验结果,提出一种符合实际的上浮力正态分布函数,并将上浮力作用范围视为置信水平为99.7%的置信区间。假设盾构隧道为置于Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,考虑土体剪切变形,建立基于上浮力正态分布的管片上浮变形半解析方法,将解析结果与实测结果及已有方法计算结果进行对比,验证本文方法的适用性,并采用该方法分析地层参数、浆液参数对管片上浮及内力的影响。研究结果表明:在单次注浆作用下,瞬时上浮量先增大后减小,最大值出现在距盾尾21m处,弯矩最大值出现在盾尾处;剪力先增大后减小,在距盾尾9m处达到最大;在持续注浆作用下,累计上浮量、弯矩及剪力不断增大,距盾尾54m处上浮量达到最大值并趋于稳定,弯矩与剪力分别在距盾尾36m、54m处达到最大值;管片上浮量随埋深h、地层等效弹性模量Es增大而减小,随浆液初凝时间t延长呈非线性增大,随注浆压力P的变化呈线性变化;增大h与Es、减小P与t能有效减小管片上浮量、上浮范围及内力;距离盾尾36m至54m为管片最易发生错台区域,Es、t增大会使错台区域首端更接近盾尾。研究成果可为盾构隧道施工参数选取及管片上浮预测与控制提供理论依据。 展开更多
关键词 正态分布 上浮力 盾构隧道 管片上浮 半解析解
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同步注浆上浮力作用下大盾构管片瞬时变形特征模型试验研究 被引量：1
3
作者 李明宇 王越 +4 位作者 陈健 高始军 田应飞 靳军伟 杨钊 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期171-182,共12页
大直径盾构隧道施工期受高水压复杂地质环境影响,盾构同步注浆效果难以保证,管片极易产生过大上浮。以济南黄河隧道工程为背景,通过室内模型试验,探讨土体围压、同步注浆产生的上浮力及水平千斤顶推力耦合作用下,拱底与拱顶上浮量、收... 大直径盾构隧道施工期受高水压复杂地质环境影响,盾构同步注浆效果难以保证,管片极易产生过大上浮。以济南黄河隧道工程为背景,通过室内模型试验,探讨土体围压、同步注浆产生的上浮力及水平千斤顶推力耦合作用下,拱底与拱顶上浮量、收敛变形量、环纵向接缝错台量以及围压的瞬时变化规律和分布特性。研究发现:沿纵向观察时,拱顶与拱底竖向位移量、收敛变形量大致遵循对数正态分布;在盾尾后部第3环管片处,管片环的收敛变形量与纵缝错台量达到峰值;各环的收敛变形与竖向位移、环缝错台、纵缝错台近似成线性函数关系,拟合的函数斜率由未凝固区首环至末环呈现出逐环减小的趋势。建议实际工程中可考虑加强对脱出盾尾第3环管片的变形监测。 展开更多
关键词 盾构隧道 模型试验 横向变形 纵向变形 非均布上浮力 相关性
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不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头试验研究 被引量：1
4
作者 王金龙 甘海杰 +2 位作者 孙雪兵 娄英豪 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期67-75,共9页
[目的]针对目前常用的盾构管片钢板加固法存在的界面黏结薄弱、传力不明确等问题,有必要开展不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头(以下简称“接头”)的足尺试验,同时对现有锚栓布置方式优化设计。[方法]从试件设计、加固方法... [目的]针对目前常用的盾构管片钢板加固法存在的界面黏结薄弱、传力不明确等问题,有必要开展不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头(以下简称“接头”)的足尺试验,同时对现有锚栓布置方式优化设计。[方法]从试件设计、加固方法、加载设备及测试与加载方案等方面,详细介绍了钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头试验。针对正弯矩和负弯矩等不同受力状态下的纵缝,采用不同锚栓布置方式,开展接头极限承载力试验研究。对比分析加固结构的受力性能和破坏模式,揭示其破坏机理,并评估不同锚栓布置下的加固效果。[结果及结论]对承受正弯矩作用的钢板加固的盾构隧道管片,增加纵缝两侧的锚栓布置,能够提升接头的承载能力,增幅为8%;对承受负弯矩作用的钢板加固的盾构隧道管片,减少纵缝两侧的锚栓布置,接头的承载能力未降低;针对不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片接头,黏结强度是加固结构的关键性能指标。 展开更多
关键词 轨道交通 盾构隧道管片 纵缝接头试验 锚栓布置
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双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降预测模型 被引量：1
5
作者 王超 邹金锋 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期113-125,共13页
为探究双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降规律,需建立相关理论预测模型。考虑地层土体损失率和收敛模式的影响,以圆形隧道为例,通过引入等效土体损失参数,以求得隧道收敛后的实际埋深,改进经典二维Peck模型。综合考虑... 为探究双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降规律,需建立相关理论预测模型。考虑地层土体损失率和收敛模式的影响,以圆形隧道为例,通过引入等效土体损失参数,以求得隧道收敛后的实际埋深,改进经典二维Peck模型。综合考虑隧道轴心连线与水平面夹角α、双线隧道半径(r_(1),r_(2))和隧道轴心间距D等3种主要影响因素,建立双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降预测模型,通过实际工程的现场监测结果和数值模拟结果验证预测模型的工程适用性,并对双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降的主要影响因素进行分析。结果表明:预测模型可用于解决双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降问题,且满足20%的工程精度要求;地表沉降曲线从“V”形至“W”形间变化的临界参数值[α,r_(2)/r_(1),D/H']为[60°,2.0,1.0],可据此初步判断地表沉降曲线形状并检验地表沉降计算结果的合理性,为类似隧道工程建设中的地表沉降变形预测及控制提供参考。 展开更多
关键词 双线平行盾构隧道 布置方式 地表沉降 预测模型
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复合腔体加固的盾构隧道管片纵缝接头试验研究
6
作者 孙雪兵 甘海杰 +3 位作者 王金龙 吕延豪 娄英豪 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期23-31,53,共10页
[目的]盾构隧道使用年限的增加使得加固维修需求不断上升。复合腔体作为新型加固材料,其应用逐渐增多,因此研究其材料性能及不同接缝受力条件下的加固效果具有重要意义。[方法]以复合腔体加固的盾构管片纵缝接头为研究对象,开展了材料... [目的]盾构隧道使用年限的增加使得加固维修需求不断上升。复合腔体作为新型加固材料,其应用逐渐增多,因此研究其材料性能及不同接缝受力条件下的加固效果具有重要意义。[方法]以复合腔体加固的盾构管片纵缝接头为研究对象,开展了材料性能试验和接头受力分析。通过试验,研究了不同接缝受力条件下加固盾构管片纵缝接头的受力性能、破坏形态及破坏机理,并对加固效果进行了评定。[结果及结论]试验结果显示:复合腔体抗压极限承载力和抗弯极限承载力分别为689.67 kN和8.25 kNm,弹性阶段抗弯刚度为1.93×10^(9) Nmm^(2)。复合腔体加固能够有效提高管片纵缝接头的承载能力和刚度,加固后正弯矩作用下接头的极限承载弯矩为289.29 kNm,负弯矩作用下接头的极限承载弯矩为134.95 kNm。复合腔体加固混凝土管片的界面强度是加固结构的关键性能指标,界面破坏后会降低结构的整体刚度。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 管片纵缝接头试验 复合腔体加固
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富水软土地区盾构掘进关键参数统计分析研究
7
作者 仲志武 任容宇 +4 位作者 平捷 张志鹏 余佳维 张天奇 程雪松 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S2期254-259,共6页
针对天津地铁某线盾构工程中推力、土仓压力、推进速度等关键掘进参数及沉降现场实测进行统计分析,探究盾构掘进参数的变化规律及其对地表沉降的影响。通过数据统计以及各参数之间的相关性研究发现:土仓压力与覆土厚度呈正相关,盾构推... 针对天津地铁某线盾构工程中推力、土仓压力、推进速度等关键掘进参数及沉降现场实测进行统计分析,探究盾构掘进参数的变化规律及其对地表沉降的影响。通过数据统计以及各参数之间的相关性研究发现:土仓压力与覆土厚度呈正相关,盾构推进过程中稳定在(0.9~1.1)倍的隧道埋深处侧向静止土压力;推力波动于(1.8~2.4)倍土仓压力在开挖面的作用力。地表沉降监测显示,先行线在盾构到达和工后固结沉降均大于后行线;横断面沉降对隧道净距敏感,净距小于2.5倍隧道直径(15 m)时,沉降槽的形态由“W”变为“V”。研究还通过Spearman热力图及基于随机森林的特征重要性分析方法筛选出影响地表沉降的关键盾构参数,土仓压力、同步注浆量、出土方量对沉降的影响较大,在施工中应严格控制。研究结果为盾构施工参数优化和地表沉降控制提供了科学依据,对类似工程具有重要的参考价值,有助于提高地铁建设的安全性和效率。 展开更多
关键词 盾构隧道 工程实测 相关性分析 土仓压力 沉降槽
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盾构隧道施工扰动对隧道与车站地震响应的影响分析
8
作者 加瑞 杨岗 +2 位作者 郑刚 李青茁 许敬明 《地震工程学报》 北大核心 2025年第1期69-81,共13页
盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力... 盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力状态改变程度越大(地层应力释放率越大),隧道周围土体的初始剪应力越大,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越大(应力释放率30%时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是应力释放率10%时的165%和527%),车站侧墙和柱的相对水平位移越大。(2)剪切模量衰减程度越大,隧道周围土体的剪切模量越小,隧道周围土体越软,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越小(模量衰减大时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是模量无衰减时的67%和40%),车站侧墙和柱的相对水平位移越小。因此,盾构隧道的施工扰动程度对后期隧道与车站的地震响应有明显影响,在隧道与车站的抗震设计时应考虑盾构隧道前期施工对周围土体应力状态及力学性质改变的影响。 展开更多
关键词 盾构隧道 施工扰动 应力状态 模量衰减 地震响应
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环缝螺栓复拧对盾构隧道纵向刚度影响试验研究
9
作者 黄大维 李庆 +1 位作者 罗文俊 彩国庆 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期53-61,共9页
为研究环缝螺栓复拧对盾构隧道纵向刚度的影响,开展了几何相似比为1∶1的盾构隧道管片环缝接头拉伸试验,得到了环缝接头在拉力作用下的环缝张开量、螺栓及管片混凝土的应变.试验结果表明:管片环缝接头拉伸过程中,弯螺栓在拉力作用下发... 为研究环缝螺栓复拧对盾构隧道纵向刚度的影响,开展了几何相似比为1∶1的盾构隧道管片环缝接头拉伸试验,得到了环缝接头在拉力作用下的环缝张开量、螺栓及管片混凝土的应变.试验结果表明:管片环缝接头拉伸过程中,弯螺栓在拉力作用下发生绷直变形,从而使弯螺栓内弧面与混凝土发生接触挤压,致使管片的接缝面混凝土发生拉应变,管片内弧面邻近接缝面区域混凝土则出现压应变和拉应变;环缝螺栓复拧后,弯螺栓的内弧面与混凝土的接触面相比复拧前更大,且接触更加良好,环缝螺栓复拧显著地提升了管片环缝接头的拉伸刚度;基于盾构隧道纵向刚度计算方法,得到了管片环缝接头连接螺栓复拧前后盾构隧道的纵向刚度,对比分析表明,管片环缝螺栓复拧后盾构隧道的纵向刚度提升约21.8%;当盾构隧道环缝接头采用弯螺栓时,环缝接头的拉伸刚度影响因素包括弯螺栓直径、弯螺栓材料模量与强度、弯螺栓弧度、螺栓孔塑料套管的厚度及材料弹性模量等. 展开更多
关键词 盾构隧道 足尺试验 环缝接头 螺栓复拧 纵向刚度
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上覆土对既有盾构隧道影响的试验研究
10
作者 黄大维 陈后宏 +2 位作者 郑明新 胡光静 詹涛 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第4期1250-1257,共8页
针对盾构隧道在上覆土作用下易发生横椭圆变形超限问题,设计了1∶10缩尺模型盾构隧道,开展了上覆土作用对既有盾构隧道变形影响的试验研究。结果表明:(1)随着上覆土层厚度的增加,隧道顶部土压力增长变化最大,底部次之,两侧最小;(2)在隧... 针对盾构隧道在上覆土作用下易发生横椭圆变形超限问题,设计了1∶10缩尺模型盾构隧道,开展了上覆土作用对既有盾构隧道变形影响的试验研究。结果表明:(1)随着上覆土层厚度的增加,隧道顶部土压力增长变化最大,底部次之,两侧最小;(2)在隧道上覆土层厚度大于0.4 m后,发生了显著的竖向土压力集中,由此导致竖向土压力增长幅度较未发生竖向土压力集中时更大;(3)隧道上覆土作用下,由于竖向土压力大于水平土压力,导致隧道发生横椭圆变形;(4)隧道所处地层的侧土压力系数随着上覆土层厚度的不断增加而逐渐增大,且在厚度达到一定程度后,侧土压力系数增长速率大幅度降低。成果可为既有盾构隧道的管控与周围附加土压力的分布提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 上覆土层 模型试验 土压力 应力集中
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钢包咬合式接头力学行为及损伤演化过程研究
11
作者 封坤 赵彦磊 +2 位作者 刘伊腾 赵瀚 白中坤 《中国公路学报》 北大核心 2025年第4期171-185,共15页
随着盾构隧道不断向大直径、大埋深等方向发展,采用螺栓连接的常规接头可能无法满足盾构隧道整体衬砌结构的变形限度和承载能力要求,针对高强度接头开展力学行为和承载能力研究具有重要意义。介绍了一种钢包咬合式高强度管片接头,建立... 随着盾构隧道不断向大直径、大埋深等方向发展,采用螺栓连接的常规接头可能无法满足盾构隧道整体衬砌结构的变形限度和承载能力要求,针对高强度接头开展力学行为和承载能力研究具有重要意义。介绍了一种钢包咬合式高强度管片接头,建立了该类接头的三维精细化数值模型,计算了不同轴力下管片接头抗弯性能和不同纵向力的管片接头抗剪性能,分析了管片接头的受力形态、力学参数变化和损伤演化,并开展了足尺试验对接头破坏形态进行分析,将数值模拟的损伤演化结果与足尺试验的破坏形态进行对比验证。结果表明:钢包咬合式接头抗弯时主要受力位置为受压区外包钢板,抗剪时主要受力和损伤区域为环缝面两侧的钢板以及咬合位置处的混凝土;大轴力正弯试验中接头受压侧的混凝土和钢板交界面破坏,小轴力负弯矩试验中接头受拉侧混凝土与外包钢板的贴合面破坏,顺剪和逆剪试验中分别出现水平向裂缝和平行接缝面的裂缝;对于该类接头,可适当增加隔板间距确保浇筑时隔板之间的混凝土振捣密实,并可设置剪力连接件进一步优化钢-混界面的连接性能。 展开更多
关键词 隧道工程 管片接缝 数值模拟 抗弯性能 抗剪性能 损伤演化
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盾构隧道穿越岩溶区注浆加固对地层及管片的影响
12
作者 詹胜文 铁明亮 +2 位作者 赵海宴 王丽 张磊 《石油工程建设》 2025年第2期27-35,共9页
新疆煤制气外输管道广西支干线潇水盾构穿越段位于湖南省永州市岩溶发育区,采用泥水平衡盾构技术穿越强发育岩溶地层(喀斯特地貌)。针对隧道周边分布的4个异质性溶洞(全填充、半填充及未填充),基于ZK11典型断面构建三维流固耦合数值模型... 新疆煤制气外输管道广西支干线潇水盾构穿越段位于湖南省永州市岩溶发育区,采用泥水平衡盾构技术穿越强发育岩溶地层(喀斯特地貌)。针对隧道周边分布的4个异质性溶洞(全填充、半填充及未填充),基于ZK11典型断面构建三维流固耦合数值模型,系统研究溶洞空间分布对围岩稳定性的影响机制及注浆加固效果。研究表明:未处理工况中,溶洞1、溶洞2与隧道间岩板塑性区贯通,导致最大沉降0.49 mm、管片应力峰值1.76 MPa;采用水泥砂浆加固后,地层最大沉降降低22.4%(0.38 mm),管片应力降幅达4.6%~8.2%,塑性区体积缩减58.7%。研究成果揭示了岩溶区盾构隧道围岩渐进破坏规律,提出了基于塑性区贯通临界条件的溶洞处治阈值,为潇水隧道施工及类似工程风险防控提供了流固耦合分析方法与工艺优化依据。 展开更多
关键词 盾构隧道 岩溶地层 数值模拟 围岩失稳 塑性区 注浆加固
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黏土块崩解机理及分散剂影响特征
13
作者 王树英 朱汉标 刘朋飞 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1861-1873,共13页
盾构结泥饼会引起掘进效率降低乃至停机,通常采用分散剂泡仓将泥饼崩解分散。本文通过崩解试验探究孔隙比和分散剂影响下高岭土和高蒙混合土块崩解特征,并结合直剪试验和液滴入渗试验讨论黏土块崩解机理。研究结果表明:1)黏土等效崩解... 盾构结泥饼会引起掘进效率降低乃至停机,通常采用分散剂泡仓将泥饼崩解分散。本文通过崩解试验探究孔隙比和分散剂影响下高岭土和高蒙混合土块崩解特征,并结合直剪试验和液滴入渗试验讨论黏土块崩解机理。研究结果表明:1)黏土等效崩解厚度时变过程分为初始稳定期和快速发展期;随着孔隙比增加,高岭土崩解初始稳定期先缩短后增长,在快速发展期,崩解速率逐渐减小,而高蒙混合土初始稳定期时间逐渐缩短,在快速发展期,崩解速率先增大后减小;分散剂可大幅度缩短高蒙混合土初始稳定期时间。2)溶液入渗是导致崩解的先决条件,随着崩解时间增加,溶液入渗速率减小,而崩解速率逐渐增大,当两者平衡时,崩解进入快速发展期。3)随着孔隙比增加,高岭土的溶液入渗时间逐渐增大,而高蒙混合土的溶液入渗时间逐渐减小,但颗粒间连接力均显著减小;分散剂能够大幅降低高蒙混合土颗粒间连接力,减小溶液入渗时间,加快黏土崩解。 展开更多
关键词 黏土 崩解特征 影响机理 孔隙比 分散剂
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浅埋砂土地层盾构带压进舱施工作业开挖面稳定性研究
14
作者 葛俊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第1期92-96,共5页
[目的]解决浅埋砂土地层盾构带压进舱施工作业过程中开挖面稳定性问题。[方法]综合采用数值模拟、理论解析和工程验证的方法对盾构带压进舱施工作业过程中的极限支护压力进行研究。首先,采用数值模拟方法对浅埋砂土地层主动破坏现象进... [目的]解决浅埋砂土地层盾构带压进舱施工作业过程中开挖面稳定性问题。[方法]综合采用数值模拟、理论解析和工程验证的方法对盾构带压进舱施工作业过程中的极限支护压力进行研究。首先,采用数值模拟方法对浅埋砂土地层主动破坏现象进行研究,得到了相应的极限支护压力和破坏区形状;然后,基于数值模拟结果,构建了适用于浅埋砂土地层的破坏模式,并求解了相应的极限支护压力;最后,将本模型应用于杭州地铁5号线工程的盾构带压进舱施工作业,并对地面沉降情况进行了监测。[结果及结论]极限支护压力随着埋深的增大近似线性增大,随着内摩擦角的增大近似指数形式减小;失稳模式浅埋砂土地层呈现下部楔形体和上部倒圆台的形状,其中上部破坏区进一步分为破坏核心区和扰动区;通过与数值模型、文献模型对比发现,所提出的楔形体+倒圆台组合破坏模式能较好地描述因浅埋砂土地层无法成拱而导致破坏区可达地面的现象;杭州地铁5号线工程盾构带压进舱施工作业过程中,引起地面最大沉降值为9.5 mm,影响范围为隧道轴线两侧10 m范围内。 展开更多
关键词 地铁 浅埋隧道 砂土地层 盾构 带压进舱 开挖面稳定性 极限平衡法
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双线盾构穿越切削群桩数值模拟研究
15
作者 叶肖伟 高思佳 +2 位作者 刘志雄 宋跃均 卢慈荣 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第5期1720-1728,1739,共10页
盾构直接切削障碍桩的案例在工程中频频出现,深入研究盾构切桩的施工影响对确保隧道及既有结构的质量与安全非常重要。依托绍兴地铁2号线穿越地下通道群桩项目,采用有限元数值模拟方法,分析了双线盾构隧道切削群桩对地层及既有结构的影... 盾构直接切削障碍桩的案例在工程中频频出现,深入研究盾构切桩的施工影响对确保隧道及既有结构的质量与安全非常重要。依托绍兴地铁2号线穿越地下通道群桩项目,采用有限元数值模拟方法,分析了双线盾构隧道切削群桩对地层及既有结构的影响,探究MJS加固范围对既有结构变形的影响规律。结果表明:盾构切桩后下方残桩上浮,上方残桩及其余桩基出现明显沉降;被截断桩基桩身出现了明显拉应力,最大拉应力达1.23 MPa;MJS加固可以减小通道沉降以及盾构开挖导致桩基横向变形;随着MJS加固范围增大,通道沉降明显减小;通道下方MJS加固后,通道沉降减小38%以上;隧道周围MJS加固后通道沉降减小48%以上。 展开更多
关键词 盾构隧道 盾构截桩 数值模拟 地层加固
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黄土盾构隧道背后空洞对管片受力和变形特性影响研究
16
作者 赵钦 赵亮 +1 位作者 邓国华 亢佳伟 《水利与建筑工程学报》 2025年第3期1-9,共9页
针对黄土地区盾构隧道背后空洞会对管片的受力和结构变形造成不利影响而危害地铁的运营安全问题,本文结合某典型黄土盾构隧道背后空洞扫描和病害调查结果,并基于传统荷载-结构法,提出模拟空洞的方法,分析背后空洞对结构受力和变形的影... 针对黄土地区盾构隧道背后空洞会对管片的受力和结构变形造成不利影响而危害地铁的运营安全问题,本文结合某典型黄土盾构隧道背后空洞扫描和病害调查结果,并基于传统荷载-结构法,提出模拟空洞的方法,分析背后空洞对结构受力和变形的影响。研究表明:拱肩空洞与无空洞工况相比,结构上的弯矩和径向变形量增长6%,拱腰空洞与无空洞工况相比结构上的弯矩最大增长了56%,径向变形量最大增长46%,拱肩、拱腰空洞对于轴力的影响稳定在10%以内。当空洞位于拱腰时,伴随着空洞范围的不断扩大,结构上的弯矩最大增长69%,径向变形量最大增长64%,结构轴力的变化幅度在15%左右。拱腰空洞对结构受力、变形的影响远大于拱肩空洞。空洞位置、范围大小对结构轴力的影响程度较小。土体浸水软化后,增加了空洞对结构受力和变形的不利影响,弯矩最大增长90%以上,结构径向变形量最大增长了65%。 展开更多
关键词 盾构隧道 黄土 浸水软化 空洞 内力 荷载-结构法
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联络通道采用盾构法施工对双线盾构隧道结构影响监测分析
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作者 逯建栋 宋彦杰 +5 位作者 张美琴 周胜 熊田芳 耿佳 程雪松 张雨明 《市政技术》 2025年第7期197-205,共9页
为了探究盾构法联络通道施工对双线地铁隧道衬砌结构的影响,依托天津地铁某盾构法联络通道项目开展了现场施工监测,通过分析盾构机施工掘进的数据,对双线盾构隧道结构的位移、收敛和管片受力响应进行了研究分析,并得出了施工期间盾构机... 为了探究盾构法联络通道施工对双线地铁隧道衬砌结构的影响,依托天津地铁某盾构法联络通道项目开展了现场施工监测,通过分析盾构机施工掘进的数据,对双线盾构隧道结构的位移、收敛和管片受力响应进行了研究分析,并得出了施工期间盾构机掘进与隧道结构响应规律。研究结果表明:1)盾构法联络通道施工会使始发端主隧道产生较大的水平位移,最大水平位移值出现在右侧拱腰处,主隧道受盾构机顶推力和切削力的影响,水平向内收敛,垂直向外收敛,呈现出水平向椭圆形,破洞会对始发端主隧道造成较大的影响。2)钢套筒自身强度较高,施工过程中其最大位移值较小;监测部位的主筋应力和混凝土应变均处于安全范围内;联络通道管片位移值和收敛值均较小,处于安全范围内。 展开更多
关键词 双线盾构隧道 联络通道 盾构法 施工监测 结构响应
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可液化场地中盾构隧道注浆加固抗液化技术研究
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作者 李名淦 贾明辉 +2 位作者 栗书亚 潘菁 陶连金 《黑龙江科技大学学报》 2025年第1期110-116,共7页
强震作用下饱和砂土层液化会严重损害区间隧道结构,研究盾构隧道的抗液化措施对提升抗震设计和安全性至关重要。以北京轨道交通22号线穿越严重液化土层区段为背景,利用FLAC^(3D)软件建立数值模型,引入超孔隙水压力比(PPR)作为评估土体... 强震作用下饱和砂土层液化会严重损害区间隧道结构,研究盾构隧道的抗液化措施对提升抗震设计和安全性至关重要。以北京轨道交通22号线穿越严重液化土层区段为背景,利用FLAC^(3D)软件建立数值模型,引入超孔隙水压力比(PPR)作为评估土体液化程度的指标。通过分析不同埋深条件下,注浆加固前后盾构隧道的内力、变形及砂土层PPR的响应特征。结果表明:拱顶、拱肩及拱脚位置的土体液化程度较低或无液化现象,而拱腰及拱底位置的土体易发生液化。注浆加固措施能够有效降低隧道周围土体的PPR值,具有显著的抗液化效果,加固后,隧道结构的内力和直径收敛率均显著降低。注浆加固技术能够有效控制隧道结构内力,预防因内力过大导致的管片破坏。 展开更多
关键词 盾构隧道 液化 饱和砂土 注浆加固 抗液化技术
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针对地铁混凝土管片的弯曲刚度优化研究
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作者 陈佳 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第2期111-114,共4页
地铁混凝土管片是地下结构的重要组成元件,直接关系到建筑的安全稳定。研究针对地铁混凝土管片的弯曲刚度进行分析。研究表明,在施加水压的情况下,最大轴向力减小,而最小轴向力增大,并且弯矩和剪力分别是模型1和2的2.34倍、2.21倍,B1中... 地铁混凝土管片是地下结构的重要组成元件,直接关系到建筑的安全稳定。研究针对地铁混凝土管片的弯曲刚度进行分析。研究表明,在施加水压的情况下,最大轴向力减小,而最小轴向力增大,并且弯矩和剪力分别是模型1和2的2.34倍、2.21倍,B1中模型4,5具有非常相似的弯矩、剪力和轴向力值。B1模型3的弯矩和剪力分别是模型4的2.62倍和2.43倍,其中分算模型的最小轴力上升。可见研究方法能够对地铁混凝土管片的设计变量进行有效分析,能够为地铁隧道的安全和稳定性施工提供参考。 展开更多
关键词 混凝土管片 接头 水土压力 弯曲刚度 数值模拟
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基于灰色关联法的盾构开挖面稳定性的影响因素分析
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作者 杨相如 赵云 《延边大学学报(自然科学版)》 2025年第2期97-102,共6页
为提高黏性土层中盾构隧道开挖面的稳定性,利用ABAQUS软件构建了一个关于盾构施工的三维弹塑性有限元数值分析模型,采用灰色关联度法对影响盾构隧道开挖面稳定性的土体参数进行了敏感性分析,并通过与现有的试验模型和理论模型进行对比,... 为提高黏性土层中盾构隧道开挖面的稳定性,利用ABAQUS软件构建了一个关于盾构施工的三维弹塑性有限元数值分析模型,采用灰色关联度法对影响盾构隧道开挖面稳定性的土体参数进行了敏感性分析,并通过与现有的试验模型和理论模型进行对比,验证了该模型的可靠性.算例结果表明:随着弹性模量的增加,极限支护力呈缓慢降低趋势;弹性模量决定了土体弹性阶段的变化趋势.随着内摩擦角和黏聚力的增加,极限支护力呈快速降低趋势;内摩擦角与黏聚力决定了土体塑性阶段的变化情况.各影响因素的敏感性排序为黏聚力>弹性模量>内摩擦角>泊松比.研究结果可为黏性土层中盾构掘进的参数优化及失稳风险预控提供参考. 展开更多
关键词 开挖面稳定性 灰色关联度 极限支护力 敏感性分析 弹塑性区
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