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钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法 被引量：1
1
作者 周佳媚 薛志斌 +2 位作者 马敏 岳飞翔 崔凯琪 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期180-188,共9页
预制混凝土管片是目前地铁盾构隧道最常用的衬砌结构形式,为了更好地发挥钢筋钢纤维混凝土盾构管片的优点,得到准确的钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法,设计4组18根钢纤维混凝土梁试验方案,开展了试验数据与有限元软件ABAQUS... 预制混凝土管片是目前地铁盾构隧道最常用的衬砌结构形式,为了更好地发挥钢筋钢纤维混凝土盾构管片的优点,得到准确的钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法,设计4组18根钢纤维混凝土梁试验方案,开展了试验数据与有限元软件ABAQUS计算分析。(1)通过压弯梁和纯弯梁构件试验得到数据,提出钢筋钢纤维混凝土纯弯及大偏心受压构件裂缝宽度计算方法;(2)通过有限元分析钢纤维掺量及配筋率变化对裂缝宽度的影响,钢纤维掺量增大时,钢纤维混凝土抗拉强度逐渐增加,构件裂缝宽度逐渐减小,配筋率增大时,钢筋达到屈服强度时对应的荷载也逐渐增加,裂缝宽度逐渐减小;(3)通过管片裂缝宽度实测试验,本文提出公式与《Model Code》计算得到的裂缝宽度与管片试验结果相对接近,平均值相差分别为56%、50%;(4)提出的裂缝宽度计算方法有效考虑钢纤维掺量、配筋率对裂缝宽度的影响,计算结果更为准确,可以有效评价C50钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 盾构管片 裂缝宽度 钢纤维掺量 配筋率
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关于高地应力软弱围岩大变形问题的哲学思考
2
作者 马时强 《工程研究——跨学科视野中的工程》 2025年第3期378-386,共9页
随着线路等级的提高,隧道必然朝着“深、长、大”方向发展,而“深、长、大”的特点显著增加了发生高地应力软弱围岩大变形的风险。20世纪初发生首例软岩大变形以来,该问题一直是困扰隧道工程设计施工的难题。本文运用辩证思维对软弱围... 随着线路等级的提高,隧道必然朝着“深、长、大”方向发展,而“深、长、大”的特点显著增加了发生高地应力软弱围岩大变形的风险。20世纪初发生首例软岩大变形以来,该问题一直是困扰隧道工程设计施工的难题。本文运用辩证思维对软弱围岩大变形问题进行哲学反思,并提出解决问题的新思路。首先,运用矛盾分析法分析了大变形的本质。其次,从现实性与可能性,内因与外因的辩证关系,分析了大变形的预测问题,探讨了矿山法隧道支护理念与技术的演化规律。最后,基于对大变形支护理念和技术的反思,提出:一般大变形应坚持调动围岩这个内因,采用“抗”的理念进行支护;严重大变形应坚持采用“抗放结合”理念下的让压支护设计。 展开更多
关键词 高地应力 软弱围岩 大变形 哲学思考
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竖井间距对烟囱效应极限高度的影响研究 被引量：1
3
作者 刘洪永 武昕宇 +1 位作者 罗劭翔 张佳庆 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第1期62-67,73,共7页
为深入研究火灾发生时竖井间距对竖井烟囱效应极限高度的影响规律,通过FDS软件对5 MW下的隧道火灾进行模拟,共设置4种不同的竖井截面尺寸和5种不同的竖井间距,模拟竖井间距对烟囱效应极限高度的影响。结果表明,随着竖井间距的增大,烟囱... 为深入研究火灾发生时竖井间距对竖井烟囱效应极限高度的影响规律,通过FDS软件对5 MW下的隧道火灾进行模拟,共设置4种不同的竖井截面尺寸和5种不同的竖井间距,模拟竖井间距对烟囱效应极限高度的影响。结果表明,随着竖井间距的增大,烟囱效应极限高度逐渐减小;此外,随着竖井截面尺寸增加,竖井间距对烟囱效应极限高度的影响显著增大。基于模拟数据得到了竖井烟囱效应极限高度z与竖井间距x和竖井截面边长y的数学模型,并进行模拟验证。该数学模型可以估算相同环境下,60 m≤x≤240 m,0.5 m≤y≤2.5 m时竖井烟囱效应的极限高度。研究结果不仅可以为自然通风竖井设计提供指导,同时也为相关领域自然通风系统排烟口的设计提供重要参考。 展开更多
关键词 安全工程 竖井间距 烟囱效应 极限高度 数值模拟
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新能源汽车电机驱动系统中的能量回馈与再生制动技术研究 被引量：3
4
作者 路新惠 《农机使用与维修》 2025年第6期95-98,共4页
电机驱动系统作为新能源汽车的核心部件,其能量回馈与再生制动技术在提升整车能效、延长续航里程以及优化驾驶体验等方面发挥着关键作用。该文通过分析不同驱动结构下能量回收的实现方式,探讨再生制动过程中的控制逻辑及其与传统制动系... 电机驱动系统作为新能源汽车的核心部件,其能量回馈与再生制动技术在提升整车能效、延长续航里程以及优化驾驶体验等方面发挥着关键作用。该文通过分析不同驱动结构下能量回收的实现方式,探讨再生制动过程中的控制逻辑及其与传统制动系统的协调机制,在保障制动安全的前提下提升整车综合性能,可为新能源汽车驱动系统的能效优化与智能控制策略提供理论依据与技术支持。 展开更多
关键词 新能源汽车 电机驱动系统 能量回馈 再生制动 能效提升
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一种基于EMD-LightGBM模型的地铁隧道盾构姿态预测方法
5
作者 冷伍明 吴卓霖 +3 位作者 袁立刚 梁琳 刘涛墨 岳健 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期96-107,共12页
针对地铁隧道盾构姿态难以控制的问题,以长春某隧道工程为例,基于现场实测数据,构建了一个融合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的盾构姿态预测模型(EMD-L... 针对地铁隧道盾构姿态难以控制的问题,以长春某隧道工程为例,基于现场实测数据,构建了一个融合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的盾构姿态预测模型(EMD-LightGBM)。首先,通过特征重要性和相关性分析筛选原始数据集特征。然后,利用EMD技术将数据分解为多个平稳子序列,并组成新数据集。最后,通过该新数据集拟合训练EMD-LightGBM来实现盾构姿态的预测,并且比较了该模型与单纯的LightGBM及融合EMD的反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)的预测效果。通过预测精度和预测稳定性两种评价体系来验证EMD-LightGBM模型的优良性能。结果表明:与LightGBM和EMD-BPNN相比,EMD-LightGBM在盾构姿态偏差预测折线图中的表现最佳,其平均绝对误差(mean absolute error,E MA)和均方根误差(root mean square error,E RMS)最大分别为2.89 mm和4.13 mm,决定系数R 2最小值为0.95;同时,EMD-LightGBM的预测平均绝对误差E MA和均方误差(mean square error,E MS)的95%置信区间最大值分别为3.5 mm与25.6 mm 2,结合其预测值的绝对误差(absolute error,E A)和平方误差(square error,E S)的良好频数分布,都说明了EMD-LightGBM在预测盾构姿态时的高精度和稳定性。研究成果可为类似工程的盾构姿态控制提供一种理论方法。 展开更多
关键词 地铁隧道 盾构 姿态预测 经验模态分解 轻量级梯度提升机
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考虑层内节理的大跨隧道层状围岩成拱机制研究
6
作者 万利 李苑永 +4 位作者 李为腾 李文蓄 邵行 李政杰 窦俊辉 《中国公路学报》 北大核心 2025年第9期229-241,共13页
压力拱效应是围岩自承能力的重要形成机制,含层内节理的层状地层围岩压力拱效应具有其特殊性。以山东某灰岩夹页岩薄层地质体中的公路大跨隧道为工程背景,首先通过数值模拟分析了含层内节理的层状地层围岩应力分布特征,确定了适用的围... 压力拱效应是围岩自承能力的重要形成机制,含层内节理的层状地层围岩压力拱效应具有其特殊性。以山东某灰岩夹页岩薄层地质体中的公路大跨隧道为工程背景,首先通过数值模拟分析了含层内节理的层状地层围岩应力分布特征,确定了适用的围岩压力拱边界判断准则,进一步分析了层内节理对压力拱效应的影响规律;其次考虑地层岩性及岩体结构特征,开展了模型试验研究。结果表明:所确定的压力拱边界判别准则可较好的用于含层内节理的层状地层围岩压力拱的定量描述;拱部围岩环向应力集中区间隔出现在各灰岩层上部,层内节理使围岩压力拱呈现明显的“分层拱”形态特征,且各分层压力拱厚度随远离拱顶而增大;拱底和边墙处的压力拱内外边界均更远离隧道轮廓,且压力拱厚度分别增大54.9%和82.8%;研发的模型体成型技术,较好模拟了含层内节理的层状地层岩体结构特征;试验显示隧道周边灰岩以块体移动、转动变形为主,页岩薄层以挤压断裂为主,岩层界面的剪切错动叠加层内节理切割作用,使拱部围岩压力拱效应呈现岩层间跳跃扩展的特点。 展开更多
关键词 隧道工程 压力拱效应 数值模拟 层状地层 节理围岩
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波流与地震联合激励下悬浮隧道动力特性
7
作者 加力源 桑松 +1 位作者 石晓 周岳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1140-1148,共9页
针对悬浮隧道在复杂荷载作用下动力特性,为了提高其设计安全性、优化结构性能、并减少灾害风险,本文采用斯托克斯(Stokes)二阶波浪理论与弗汝德-克雷洛夫假定法(Froude-Krylov)计算悬浮隧道所受的波浪荷载,采用三角级数法生成地震波并... 针对悬浮隧道在复杂荷载作用下动力特性,为了提高其设计安全性、优化结构性能、并减少灾害风险,本文采用斯托克斯(Stokes)二阶波浪理论与弗汝德-克雷洛夫假定法(Froude-Krylov)计算悬浮隧道所受的波浪荷载,采用三角级数法生成地震波并考虑地震对自由场海水动水压力的影响计算结构的地震荷载,利用D′Alembert原理推导建立悬浮隧道管体—锚索耦合运动方程并采用Galerkin法化简求解。研究了考虑波流与地震荷载、参数激励、涡激振动、初始扰动等不同工况下的管体与锚索跨中位移时域响应。结果表明:无外部动荷载时,锚索与管体之间会呈现出参数共振现象,波浪与地震荷载会减弱参数共振现象并使管体振动更加剧烈且会与涡激力互相抑制,系统振动状态受管体初始扰动影响较大,同时波陡增大会使悬浮隧道管体稳定振幅增大,锚索的瞬态振幅减小。 展开更多
关键词 悬浮隧道 耦合方程 波浪荷载 地震荷载 参数共振 涡激振动 时域分析 复杂荷载
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近接运营铁路桥梁软土深大基坑变形控制
8
作者 涂启柱 孟长江 陈侃 《路基工程》 2025年第3期121-126,共6页
依托东莞某近接铁路桥梁软土深基坑工程,采用小应变土体硬化本构模型对设计支护方案进行有限元数值分析,并与现场监测数据进行对比。结果表明:在地连墙+混凝土支撑支护的基础上,邻近铁路桥墩地连墙外侧增设灌注桩形成门式刚架结构增大... 依托东莞某近接铁路桥梁软土深基坑工程,采用小应变土体硬化本构模型对设计支护方案进行有限元数值分析,并与现场监测数据进行对比。结果表明:在地连墙+混凝土支撑支护的基础上,邻近铁路桥墩地连墙外侧增设灌注桩形成门式刚架结构增大围护墙的刚度,环形混凝土支撑增设支撑板增大支撑刚度,能够有效提高基坑变形控制能力;基坑外2倍基坑深度范围内土体水平位移和竖向位移较大,对铁路桥墩变形影响较大;数值分析与现场监测铁路桥墩变形较为接近,其中顺桥向水平位移较小,最大值小于2.00 mm,而横桥向水平位移相对较大,最大值大于4.00 mm。 展开更多
关键词 铁路桥梁 软土地区 深大基坑 组合支护 基坑监测 变形控制 经济性 安全性
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复合地层土压平衡盾构施工对刀盘结泥饼影响研究
9
作者 钟小春 刘双全 黄思远 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第5期1710-1719,共10页
泥岩地层由于含泥量高,土压平衡盾构掘进时极易发生结泥饼故障。通过改装的直接剪切仪,考虑温度影响对泥岩渣土样开展界面切向黏附强度试验,探讨了黏附强度的增长规律。分析了不同盾构掘进参数下刀盘对开挖面土体挤压作用及界面黏附强... 泥岩地层由于含泥量高,土压平衡盾构掘进时极易发生结泥饼故障。通过改装的直接剪切仪,考虑温度影响对泥岩渣土样开展界面切向黏附强度试验,探讨了黏附强度的增长规律。分析了不同盾构掘进参数下刀盘对开挖面土体挤压作用及界面黏附强度的影响,结合泥岩自身的抗剪强度,提出了刀盘结泥饼的发生条件,建立了盾构掘进参数对刀盘结泥饼的影响分析模型。根据该分析模型得到土压平衡盾构掘进时结泥饼的临界贯入度。结果表明:以黏土抗剪强度与黏附强度为指标建立的刀盘结泥饼风险的判断模型具有一定合理性;黏土的黏附强度随着贯入度增加、开口率减小、埋深增加呈现线性增大趋势;针对南京地铁6号线,盾构掘进的临界贯入度应控制在1.9 cm/r以下。研究成果可为土压平衡盾构结泥饼预防提供指导。 展开更多
关键词 土压平衡盾构 刀盘 结泥饼 贯入度 开口率 埋深
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海洋环境下桥隧结构腐蚀监/检测技术进展
10
作者 雷鹰 陈智光 +3 位作者 黄璜 林理文 王林燊 林毅标 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期555-567,共13页
[背景]腐蚀是海洋环境下桥梁与隧道工程常见的失效破坏方式之一,对腐蚀状态的监/检测,有助于对桥隧结构的安全性能进行评估.[进展]本文对海洋环境下桥隧结构腐蚀监/检测常用的电化学方法和物理方法进行了总结,分析了各类方法的监/检测... [背景]腐蚀是海洋环境下桥梁与隧道工程常见的失效破坏方式之一,对腐蚀状态的监/检测,有助于对桥隧结构的安全性能进行评估.[进展]本文对海洋环境下桥隧结构腐蚀监/检测常用的电化学方法和物理方法进行了总结,分析了各类方法的监/检测原理、研究进展和应用.电化学方法主要有半电池电位法、线性极化法、电化学阻抗谱、混凝土电阻率法、宏电池电流法、电化学噪声和电化学多功能腐蚀传感器等.物理方法主要有电阻探针、声发射、超声检测、光纤传感监测、长标距光纤光栅传感腐蚀监测和基于计算机视觉与机器学习的腐蚀监测技术等.每种方法都有各自的适用范围和局限性.电化学方法根据周边混凝土环境中各参数的变化,间接地推断钢筋的腐蚀状况,一般给出腐蚀的定性信息.物理方法通过测定与钢筋腐蚀相关的物理特性变化,给出钢筋的腐蚀位置与程度,具有直接性与直观性.本文对平潭海峡大桥主桥墩进行腐蚀监测,采用了融合物理与电化学的监测方法,利用多功能电化学腐蚀探头实时监测6个电化学参数,根据参数的变化进行腐蚀预警;利用长标距光纤光栅传感技术监测宏应变,构建基于宏应变模态的腐蚀损伤指标,进行腐蚀定位与定量识别.物理与电化学方法融合互补,为平潭海峡大桥的腐蚀监测提供了技术保障.[展望]在复杂严酷的海洋环境下,对桥隧结构的腐蚀进行准确的监/检测还面临很多挑战.未来的研究方向应集中在:物理和电化学技术的综合应用;与计算机视觉、深度学习和机器学习算法等先进计算方法的协同结合;开发用于海洋环境下桥隧结构腐蚀评估的新型智能监/检测系统. 展开更多
关键词 腐蚀监/检测 电化学方法 物理方法 融合方法 多功能腐蚀传感 长标距光纤光栅传感
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时速400 km高铁隧道洞口U型槽对微气压波的影响
11
作者 杨伟超 王蔚雯 +1 位作者 李国志 何洪 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期2872-2885,共14页
随着高速铁路向更高速度的方向发展,产生了一系列严重的隧道空气动力学问题。其中隧道洞口微气压波受车速的影响最为显著,会产生音爆甚至导致建筑震动。U型槽作为城市区域连接隧道与路基常见的过渡段,微气压波经过U型槽后可能产生严重影... 随着高速铁路向更高速度的方向发展,产生了一系列严重的隧道空气动力学问题。其中隧道洞口微气压波受车速的影响最为显著,会产生音爆甚至导致建筑震动。U型槽作为城市区域连接隧道与路基常见的过渡段,微气压波经过U型槽后可能产生严重影响,因此十分有必要研究其对微气压波的影响规律。建立了隧道-U型槽-列车-空气气动仿真计算模型,分析U型槽宽度与坡度对微气压波的影响规律,揭示U型槽作用下微气压波传播的流场机制,并提出考虑隧道出口U型槽结构的微气压波空间立体角公式。结果表明,U型槽对微气压波峰值存在显著的增大。相较于隧道出口无U型槽时,有U型槽隧道出口20 m与50 m处的微气压波峰值分别增大52.62%与15.41%。相同距离下,随着高度的增加,U型槽坡度对微气压波峰值增强的效果逐渐减弱;此外,竖向上,随着高度的增加,U型槽宽度(坡度)的变化对同一截面相同高度处的微气压波增强的差异也在逐渐减小,但对同一高度不同横向位置处微气压波峰值并无显著影响。随着隧道出口U型槽坡度的增加与宽度减小,其微气压波峰值逐渐增大。考虑隧道出口U型槽结构的微气压波空间立体角公式能较好预测微气压波峰值、U型槽坡度和宽度及距离的变化规律,拟合结果中R2均大于0.95。研究结果可为时速400 km高速铁路隧道洞口U型槽的建设提供理论依据。 展开更多
关键词 时速400 km高铁隧道 U型槽 微气压波 流场机制 空间立体角
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衬砌厚度不足影响下通透肋式连拱隧道破坏规律试验研究 被引量：2
12
作者 张旭 董烨炜 +1 位作者 许有俊 王红港 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1202-1214,共13页
我国首创的通透肋式连拱隧道作为一种环保型傍山隧道,解决了山区高速公路傍山路段选线困难的问题。然而,这种特殊的结构形式及其复杂的施工工序,不可避免地造成局部衬砌厚度不足,严重威胁隧道的结构稳定性和安全运营。因此,为明确含衬... 我国首创的通透肋式连拱隧道作为一种环保型傍山隧道,解决了山区高速公路傍山路段选线困难的问题。然而,这种特殊的结构形式及其复杂的施工工序,不可避免地造成局部衬砌厚度不足,严重威胁隧道的结构稳定性和安全运营。因此,为明确含衬砌厚度不足的通透肋式连拱隧道灾变演化过程,以安徽省南山隧道工程为背景,设计1∶40缩尺模型试验,分析完整衬砌、内洞拱顶衬砌厚度不足和外洞右拱肩衬砌厚度不足3种工况下的隧道结构破坏演化特性。对比3种工况下衬砌破坏形态、围岩压力、衬砌内力及结构变形的差异性,揭示衬砌厚度不足影响下通透肋式连拱隧道破坏规律。试验结果表明:在偏压荷载作用下,无论缺陷存在与否,破坏均先发生于外洞肋拱式结构;肋梁结构作为典型破坏部位,与防撞墙相连处内侧、中段外侧及与挡石板相连处内侧均会开裂且裂缝出现时间较早,其中肋梁中段是整个隧道结构最先出现贯通裂缝位置。相比于完整衬砌,衬砌厚度不足区域均较早出现裂缝;衬砌厚度不足位于内洞拱顶时,裂缝分别出现在不足区域两侧边缘的内外两侧;衬砌厚度不足位于外洞右拱肩时,裂缝出现在不足区域靠右内侧。此外,由于衬砌厚度不足,范围衬砌的承载力降低,肋梁结构所受弯矩出现增加,加剧肋梁结构的破坏程度,尤其是当厚度不足位置靠近肋梁结构时尤为显著。研究结果可为我国连拱环保型傍山隧道病害机理与安全控制奠定技术基础。 展开更多
关键词 衬砌厚度不足 通透肋式连拱隧道 偏压 破坏规律 衬砌内力
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近活动断裂带长大深埋高铁隧道地应力特征分析
13
作者 姜浩 严健 +3 位作者 韦远圳 金文睿 李增 曹嘉心 《铁道勘察》 2025年第1期112-119,共8页
渝昆高铁是我国“八纵八横”重要铁路干线,铁路沿线地质环境复杂,特别是深埋长大隧道地应力复杂,隧道施工中围岩结构安全挑战严峻。采用文献调研、三维地应力反演和理论分析的方法,分析彝良—鲁甸地区2座长大深埋高铁隧道地应力分布特... 渝昆高铁是我国“八纵八横”重要铁路干线,铁路沿线地质环境复杂,特别是深埋长大隧道地应力复杂,隧道施工中围岩结构安全挑战严峻。采用文献调研、三维地应力反演和理论分析的方法,分析彝良—鲁甸地区2座长大深埋高铁隧道地应力分布特征。研究表明,(1)彝良、鲁甸隧道最大水平主应力呈现“北强南弱”的规律,推测为印度板块与亚欧板块碰撞产生的构造应力由高原中部向南逐渐减弱导致;(2)彝良、鲁甸隧道地应力分布表现为:彝良隧道最大水平主应力为15.6~26.8 MPa,竖向主应力为9.5~26.8 MPa;鲁甸隧道最大水平主应力10.9~15.6 MPa,竖向主应力为1.8~11.7 MPa;(3)彝良隧道侧压力系数在0.97~2.1之间,在地层浅部地应力由构造应力主导,地层深部由自重应力主导;鲁甸隧道侧压力系数在1.1~6.9之间,地应力由构造应力主导。 展开更多
关键词 高速铁路 隧道工程 地应力 反演 断裂带 数值模拟
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高铁隧道仰拱栈桥箱梁内腔式逃生通道受力分析及应用
14
作者 陈浩 马义安 +1 位作者 刘维正 黄轩嘉 《施工技术(中英文)》 2025年第12期92-99,107,共9页
为了探究仰拱栈桥箱梁内腔作为逃生通道的安全性与可靠性,首先对栈桥整体结构强度进行结构受力分析,然后采用有限元分析软件ABAQUS模拟分析了不同落石形状、高度、质量、位置对逃生通道和连接件的抗冲击效果。通过分析逃生通道和连接件... 为了探究仰拱栈桥箱梁内腔作为逃生通道的安全性与可靠性,首先对栈桥整体结构强度进行结构受力分析,然后采用有限元分析软件ABAQUS模拟分析了不同落石形状、高度、质量、位置对逃生通道和连接件的抗冲击效果。通过分析逃生通道和连接件冲击变形规律,提出逃生通道优化方案,并在现场应用验证逃生通道和连接件的有效性。结果表明,60t动载作用下仰拱栈桥最大变形为77.5mm,满足规范设计要求。相同工况下,球体、不规则体、立方体落石对栈桥梁体逃生通道产生的冲击变形依次增加。球体和不规则体落石对栈桥梁体逃生通道顶部产生的冲击变形分别为立方体落石的1.51倍和1.50倍。落石质量和高度的增加会增大逃生通道和连接件顶部的冲击变形,落石高度对逃生通道和连接件变形影响相对较大。落石高度为7m时栈桥梁体逃生通道顶部所产生的位移分别比3m和5m时高0.536m和0.358m。法兰式连接件和卡箍式连接件的最大位移分别为由壬式连接件的1.49倍和1.56倍。20mm厚逃生通道、法兰式连接件的抗冲击效果满足隧道逃生要求。 展开更多
关键词 铁路 隧道 栈桥 箱梁 逃生通道 连接 冲击 数值模拟
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极端气候条件下寒区隧道温度场演变规律
15
作者 郭强 高连 +1 位作者 潘振华 卢汉青 《公路交通技术》 2025年第4期156-163,共8页
全球气候变暖使极端气候事件频发,寒区隧道工程灾害风险显著加剧,聚焦极端气候条件对寒区隧道温度场的影响规律,提出防冻保温技术措施。采用现场调研与数值模拟相结合的方法,分析风速变化、极端高低温等条件下寒区隧道温度场的演变规律... 全球气候变暖使极端气候事件频发,寒区隧道工程灾害风险显著加剧,聚焦极端气候条件对寒区隧道温度场的影响规律,提出防冻保温技术措施。采用现场调研与数值模拟相结合的方法,分析风速变化、极端高低温等条件下寒区隧道温度场的演变规律,数值模拟评价多种防冻保温措施的有效性。研究结果表明:1)风速变化剧烈程度与极端大风持续时长主导隧道温度场显著变化;2)1月极端低温时,隧道围岩冻结圈沿径向扩展,冻结深度显著增加,极端高温条件下隧道拱顶冻结圈消融,导致拱顶冻融循环显著加剧,冻害程度加重;3)在8月极端低温条件下,隧道结构同样会经历冻融循环,若极端高温条件则不会造成明显冻害。基于上述研究结果,提出了适用于寒区隧道的防冻保温技术措施,以有效降低极端气候条件对隧道结构安全性和耐久性的负面影响。 展开更多
关键词 极端气候 寒区隧道 风速 极端低温 极端高温 防冻保温
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上软下硬砂-岩复合地层盾构镶齿滚刀磨损规律及预测研究
16
作者 徐文礼 杨志超 +3 位作者 张炎 张建峰 张雷 闵凡路 《施工技术(中英文)》 2025年第7期129-136,共8页
针对盾构机穿越岩层时滚刀磨损严重的问题,依托南京和燕路过江通道右线盾构隧道工程中砂-岩复合地层与中硬岩地层掘进实例,对镶齿滚刀磨损进行实测,分析其磨损规律,并使用BP神经网络对实测滚刀刀齿崩落情况进行拟合和预测。结果表明:砂... 针对盾构机穿越岩层时滚刀磨损严重的问题,依托南京和燕路过江通道右线盾构隧道工程中砂-岩复合地层与中硬岩地层掘进实例,对镶齿滚刀磨损进行实测,分析其磨损规律,并使用BP神经网络对实测滚刀刀齿崩落情况进行拟合和预测。结果表明:砂-岩复合地层中对镶齿滚刀磨损影响最大的因素为贯入度与推进速度,而中硬岩地层中为刀盘扭矩;盾构机从砂-岩复合地层逐渐掘进至中硬岩地层过程中,镶齿滚刀刀齿崩落数量逐渐增加,刀齿缺损占比由28%增长至86%,同时滚刀偏磨现象逐渐严重。BP神经网络经过训练,可以得到均方误差较小的神经网络预测模型;模型训练数据量直接关系到BP神经网络模型预测刀齿崩落的精度,在训练数据(56组)较少的情况下,砂-岩复合地层镶齿滚刀刀齿崩落量预测误差率为45%;而训练数据(135组)较多的中硬岩地层刀齿崩落量平均预测误差率8.03%。建议在硬岩地层中掘进时,控制较小的刀盘转速以减小磨损,同时在实际预测刀具磨损时实测更多的样本训练数据,从而提高预测精度。 展开更多
关键词 隧道 盾构 镶齿滚刀 磨损 预测 BP神经网络
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超大直径公铁隧道小角度交叉下隧道变形与结构受力研究
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作者 胡凯 张旗 +2 位作者 朱航凯 张晓平 毛升 《公路交通技术》 2025年第3期115-125,133,共12页
针对超大直径公路和铁路隧道小角度交叉段隧道变形与结构受力不明的问题,依托金塘海底铁路隧道和甬舟高速公路复线金塘海底公路隧道工程,采用FLAC3D软件,建立三维数值模型对下穿隧道施工过程进行模拟分析。研究结果表明:1)在公路隧道与... 针对超大直径公路和铁路隧道小角度交叉段隧道变形与结构受力不明的问题,依托金塘海底铁路隧道和甬舟高速公路复线金塘海底公路隧道工程,采用FLAC3D软件,建立三维数值模型对下穿隧道施工过程进行模拟分析。研究结果表明:1)在公路隧道与铁路隧道交叉段,当下部铁路隧道位于弱风化凝灰岩时,围岩质量较好,隧道受力较为稳定,上部公路隧道开挖对铁路隧道竖向变形与管片受力的影响均较小;2)当铁路隧道位于土层时,其结构发生了竖直与水平变形,隧道整体呈向上变形趋势,上下隧道正交点处变形值最大,随着距正交点距离的增加,下部铁路隧道向上变形值逐渐减小,上部隧道开挖顺序对下部铁路隧道向上变形值影响较小;3)下部铁路隧道无论位于岩体层还是土质层,上部公路隧道开挖施工条件下,下部铁路隧道管片压应力值均未超过C60混凝土的抗压强度,隧道管片结构处于安全状态。 展开更多
关键词 超大直径 公路隧道 铁路隧道 隧道交叉 数值模拟
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土层空洞及地面塌陷对盾构隧道施工扰动致地表沉降的影响
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作者 姜涛 陈梦成 +3 位作者 梅宇航 曾晨 许开成 于万友 《科技和产业》 2025年第16期56-63,共8页
为研究不同土层空洞与地面塌陷下盾构隧道穿越不同土质的地表沉降规律。基于ABAQUS建立不同土质含土层空洞与地面塌陷的三维盾构隧道开挖模型,详细模拟盾构隧道掘进施工过程,并采用现场实测数据对所建立的模型进行验证,进而开展不同土... 为研究不同土层空洞与地面塌陷下盾构隧道穿越不同土质的地表沉降规律。基于ABAQUS建立不同土质含土层空洞与地面塌陷的三维盾构隧道开挖模型,详细模拟盾构隧道掘进施工过程,并采用现场实测数据对所建立的模型进行验证,进而开展不同土质下含不同类型土层空洞、不同形式地面塌陷以及土层空洞和地面塌陷共存下盾构隧道掘进引起的地表沉降规律研究。结果表明:所建模型计算地表沉降与现场实测数据吻合良好,验证了所建模型的准确性;不同土层盾构隧道掘进下地表沉降变形曲线形状一致,均呈凹槽型,凹槽深度和宽度随土层的不同而相应变化,隧道掘进穿越粉质黏土时地表沉降最大,而穿越泥质粉砂岩时地表沉降最小;空洞的存在使得隧道拱顶上方围岩稳定性减弱,施工扰动下引起空洞上方地表沉降加剧。不同位置的空洞对地表沉降有着不同的加剧程度,粉质黏土下,盾构隧道掘进地表最终沉降云图均关于隧道轴线呈“W”形双谷状分布;空洞位置对地表沉降的影响强弱顺序为:双空洞>隧道斜上方45°空洞>拱顶右侧空洞>拱腰外侧空洞;由于地面塌陷在隧道正上方,使得隧道上覆土的质量减轻,造成地表沉降最大值并未出现在隧道中心线上,而是向一侧偏移,因此,地面塌陷会恶化空洞的影响效果。 展开更多
关键词 盾构隧道 不同土质 空洞 地面塌陷 地表沉降
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基于强度折减法的并行隧道开挖影响分区研究
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作者 晏莉 濮義 赵宇佳 《交通科学与工程》 2025年第5期132-143,共12页
【目的】探究后行隧道在不同间距、不同角度近接不同埋深的先行隧道开挖时,围岩的扰动效应的差异。【方法】采用数值模拟的方法,基于强度折减法,提出一种影响分区划分方法,进而通过数据拟合得出了典型埋深条件下后行隧道近接先行隧道开... 【目的】探究后行隧道在不同间距、不同角度近接不同埋深的先行隧道开挖时,围岩的扰动效应的差异。【方法】采用数值模拟的方法,基于强度折减法,提出一种影响分区划分方法,进而通过数据拟合得出了典型埋深条件下后行隧道近接先行隧道开挖时的影响分区。【结果】在并行隧道各方位的影响分区中,当方位角α=0°时为最稳定方位,当α=135°时为最不利方位;当后行隧道近接先行隧道开挖时,二者间距越大,扰动效应越小,安全系数越大。随着间距变大,安全系数会逐渐趋于并最终等于并行隧道中埋深更深隧道单洞时的安全系数,此时可认为两隧道间的扰动效应消失。在相同间距与相同先行隧道埋深的条件下,后行隧道处于不同方位角时,整体围岩安全系数随间距扩大可分为三个阶段:初期,安全系数由大到小依次为w_(0°)、w_(180°)、w_(45°)、w_(135°)、w_(90°);中期,安全系数由大到小依次为w_(0°)、w_(45°)、w_(90°)、w_(135°)、w_(180°);末期,安全系数分为两组并趋于稳定,其中w_(0°)、w_(45°)、w_(90°)为一组且数值较大,w_(135°)、w_(180°)为一组且数值较小。【结论】后行隧道近接先行隧道开挖时,方位角、间距等因素对围岩扰动效应和安全系数影响显著,不同阶段安全系数变化规律明显,研究结果可为隧道近接施工提供理论依据。 展开更多
关键词 并行隧道 强度折减法 影响分区 数值模拟
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湿陷性粉土基础高填方输水干渠下大型交通隧道设计研究
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作者 李捷 《水利技术监督》 2025年第4期255-258,共4页
文章研究了新建大型交通隧道下穿输水干渠的设计问题,特别是在湿陷性粉土基础上的安全性分析。选择隧道穿渠最优线路方案,采用有限元计算方法评估了车辆荷载对隧道结构的影响。通过渠道、交通隧道和基础三者有针对性的加固设计,解决了... 文章研究了新建大型交通隧道下穿输水干渠的设计问题,特别是在湿陷性粉土基础上的安全性分析。选择隧道穿渠最优线路方案,采用有限元计算方法评估了车辆荷载对隧道结构的影响。通过渠道、交通隧道和基础三者有针对性的加固设计,解决了渠道变形、渗漏和隧道基础沉降等挑战,满足了城市发展的迫切需要,为类似工程提供了重要参考。 展开更多
关键词 湿陷性基础 隧道穿渠 不均匀沉降 设计方案
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