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Seismic Analysis of the Connections of Buried Segmented Pipes 被引量:4
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作者 Wei Liu Zhaoyang Song Yunchang Wang 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2020年第4期257-282,共26页
Seismic analysis of buried pipes has been one study focus during the last decades,but the systematic seismic research of pipe connections,especially its relationship with the connected straight pipe,is nearly blank.On... Seismic analysis of buried pipes has been one study focus during the last decades,but the systematic seismic research of pipe connections,especially its relationship with the connected straight pipe,is nearly blank.On the basis,the influence of pipe connections on the joint deformations(JDs)of buried segmented pipes is analyzed in detail by considering different parameters,namely,connection shapes,ground conditions,pipe diameters,branch angles,seismic incident angles,and input ground motions.Moreover,an influence coefficient,which measures the influence of pipe connections on pipe JDs,is calculated.Results show that pipe connections can reduce the JDs of segmented pipes by 40%-50%.Furthermore,the JD is more sensitive to the connection shape,ground condition and pipe diameter than the incident angle and characteristics of seismic waves.An influence coefficient of 0.65 is recommended conservatively for the design of the buried segmented pipes. 展开更多
关键词 segmented pipe pipe connection seismic analysis influence coefficient
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叠线隧道盾构掘进对邻近并行既有营运线变形影响分析 被引量:1
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作者 杨平 霍畅 +2 位作者 朱俊 陈佳 王加辉 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期356-366,共11页
研究叠线隧道盾构掘进不同工况对邻近并行既有营运线变形的影响,为类似复合地层叠线隧道掘进与既有隧道长距离并行的复杂工况提供借鉴。以南京地铁6号线岗-花区间叠线隧道工程为背景,建立邻近长距离并行既有营运线的新建叠线隧道盾构掘... 研究叠线隧道盾构掘进不同工况对邻近并行既有营运线变形的影响,为类似复合地层叠线隧道掘进与既有隧道长距离并行的复杂工况提供借鉴。以南京地铁6号线岗-花区间叠线隧道工程为背景,建立邻近长距离并行既有营运线的新建叠线隧道盾构掘进数值模型,模拟新建叠线隧道掘进时地表和既有营运线管片变形规律。与现场实测结果对比验证模型的合理性,并对新旧隧道水平净距、竖向净距和新建叠线隧道竖向净距进行敏感性因素分析。随着新旧隧道水平净距增大,沉降槽宽度线性增加;当新旧隧道水平净距大于0.6 D时,既有隧道产生的最大水平位移和最大沉降值均小于既有隧道管片位移控制值;随着既有隧道埋深增加,地表最大沉降位置逐渐向既有隧道侧过渡;当既有隧道埋深大于等于上线隧道时,既有隧道右线管片产生的最大沉降值将会超过控制值;在地层条件相同情况下,叠线隧道之间竖向净距越大,地表产生的沉降越小,且地表沉降槽宽度和下线隧道埋深呈对数关系;随着叠线隧道净距减小,上线隧道掘进引起下线隧道拱顶与拱底隆起值递增,叠线隧道净距不宜小于0.3 D。在实际工程中,可通过使新旧隧道水平净距大于0.6 D、既有隧道埋深小于上线隧道埋深和叠线隧道净距大于等于0.3 D,实现邻近并行既有营运线的变形控制。 展开更多
关键词 邻近并行既有营运线 叠线隧道 盾构掘进 管片变形 地表沉降
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针对地铁混凝土管片的弯曲刚度优化研究
3
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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管节类型对下穿防波堤的沉管隧道变形和位移影响研究 被引量:1
4
作者 尹瑞龙 朱楠 +3 位作者 汪卫军 侯晋芳 于健 刘钊 《中国港湾建设》 2025年第1期49-54,共6页
为探究管节类型对下穿防波堤的沉管隧道变形和位移影响规律,依托大连湾海底隧道工程,通过有限元软件ABAQUS建立刚性管节、柔性管节、半刚半柔管节沉管隧道下穿防波堤三维实体模型,分析沉管隧道的变形和位移变化规律。结果表明:半刚半柔... 为探究管节类型对下穿防波堤的沉管隧道变形和位移影响规律,依托大连湾海底隧道工程,通过有限元软件ABAQUS建立刚性管节、柔性管节、半刚半柔管节沉管隧道下穿防波堤三维实体模型,分析沉管隧道的变形和位移变化规律。结果表明:半刚半柔管节下穿防波堤的沉管隧道位移为最大值,刚性管节与柔性管节沉管隧道位移相差不大;刚性管节或柔性管节对下穿防波堤的沉管隧道变形和位移影响范围为5倍防波堤宽度,半刚半柔管节影响范围为2倍防波堤宽度;防波堤施工工序不影响柔性管节下穿防波堤的沉管隧道变形和位移;柔性管节下穿防波堤的沉管隧道呈现平移式下沉,刚性管节或半刚半柔管节呈现倾斜式下沉,且半刚半柔管节倾斜程度较大。 展开更多
关键词 管节类型 下穿防波堤 沉管隧道 变形位移
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一种天然气管道管存计算方法及其应用 被引量:5
5
作者 黄慧杰 孙旭 +2 位作者 迪娜尔·波拉提 刘巍俊 郭珍 《油气田地面工程》 2025年第1期35-43,共9页
天然气管道在日常运行中存在管道输差问题,而管存量的计算误差是影响输差的主要原因之一。为准确计算天然气管道管存量,以西气东输乌石化支线天然气管道为例,应用管存计算基本公式及天然气管道流动水力、热力方程对稳态管存量进行微元... 天然气管道在日常运行中存在管道输差问题,而管存量的计算误差是影响输差的主要原因之一。为准确计算天然气管道管存量,以西气东输乌石化支线天然气管道为例,应用管存计算基本公式及天然气管道流动水力、热力方程对稳态管存量进行微元段优化计算,提出一种分段稳态管存计算方法,通过SPS和TGNET两款仿真软件进行解法验证,并考察上游压力、温度变化对输气管道管存、稳态恢复时间的影响规律。研究结果表明:温度的变化范围小,不会对管存产生显著影响,而压力对管存影响较大,压力变化幅度为23.2%,对应的管存变化幅度为28.72%;恢复时间随首站温度和压力的瞬态变化幅度增大而增加,不利于现场进行稳态管存值计算采样,最大恢复时间为112.3 h。设定恢复时间为2 h和3 h后进行管存计算,首站压力变化下与稳态管存计算结果误差最大为6.8%,首站温度变化下的误差最大为1.5%。该研究结果可为管存计算方法研究和现场管存采样提供实际参考。 展开更多
关键词 输气管道 管存 分段稳态计算 SPS TGNET
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基于点云法向量与聚类算法的盾构隧道断面连续提取方法研究
6
作者 吴勇 李文海 +4 位作者 黄江华 卢泳 鲍艳 吴旭 倪树新 《建筑结构》 北大核心 2025年第15期124-128,共5页
三维激光扫描技术在隧道变形检测领域已获得广泛研究和应用,而隧道断面的提取质量直接决定了检测的精度。目前,基于点云数据提取断面的方法存在提取位置噪声过多、去噪效果欠佳的问题。鉴于隧道狭长的结构特点,提出了一种基于点云法向... 三维激光扫描技术在隧道变形检测领域已获得广泛研究和应用,而隧道断面的提取质量直接决定了检测的精度。目前,基于点云数据提取断面的方法存在提取位置噪声过多、去噪效果欠佳的问题。鉴于隧道狭长的结构特点,提出了一种基于点云法向量与聚类算法的盾构隧道断面连续提取方法。该方法根据隧道噪声点与管片点云法向量差异明显的特性,快速剔除噪声点,利用K-means聚类算法进行管环分割,通过约束断面提取位置,实现盾构隧道高质量横断面连续提取。以北京某地铁盾构隧道为试验对象,成功实现了隧道管环分割及断面逐环连续提取。试验结果表明,该方法能够快速、准确地识别断面提取位置,并且满足精度要求。 展开更多
关键词 盾构隧道 点云法向量 聚类算法 管环分割 断面提取
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基于CDP模型对预制衬砌管片抗弯性能试验的数值模拟 被引量:1
7
作者 谷喜权 《山西建筑》 2025年第5期56-60,共5页
抗弯性能是预制混凝土衬砌管片的重要力学性能指标之一,直接影响地铁隧道的整体安全性和使用寿命。根据相关规范要求,通过单块管片的抗弯性能试验,现场量测试验构件的荷载、位移与裂缝宽度数据,评价管片的抗弯性能。混凝土材料受力过程... 抗弯性能是预制混凝土衬砌管片的重要力学性能指标之一,直接影响地铁隧道的整体安全性和使用寿命。根据相关规范要求,通过单块管片的抗弯性能试验,现场量测试验构件的荷载、位移与裂缝宽度数据,评价管片的抗弯性能。混凝土材料受力过程中有复杂的非线性特性,可以通过混凝土塑性损伤因子较好地进行模拟。在ABAQUS中建立单块管片的三维模型,模拟抗弯性能试验加载全过程。通过试验结果与数值模拟结果的对比,两者吻合良好,验证了数值模型各参数取值的可行性,为该模型更广泛的应用提供了参考。 展开更多
关键词 衬砌管片 抗弯性能 有限元分析 混凝土塑性损伤
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重庆过江盾构隧道同步注浆材料性能重难点分析
8
作者 呼炜 段望龙 +3 位作者 司洪亮 韦良文 姜丰 杜超 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第2期105-107,共3页
过江盾构隧道在掘进过程中,尤其是在高水压的穿江段,同步注浆施工会因动水压力大遇到种种难题,导致施工效率低下,影响施工安全及后续使用。依托重庆快轨27号线,重庆站到南滨路站区间下穿长江段,对过江盾构隧道同步注浆材料性能进行重难... 过江盾构隧道在掘进过程中,尤其是在高水压的穿江段,同步注浆施工会因动水压力大遇到种种难题,导致施工效率低下,影响施工安全及后续使用。依托重庆快轨27号线,重庆站到南滨路站区间下穿长江段,对过江盾构隧道同步注浆材料性能进行重难点分析,提出在过江盾构隧道同步注浆施工过程中,注浆材料抗动水冲刷性能差、浆液凝结时间长、浆液凝结后体积收缩率大等问题,最终导致管片上浮,对隧道的安全运行及使用造成严重影响。同时针对过江盾构隧道同步注浆施工中遇到的难题并给出相应对策,对同类型过江盾构隧道同步注浆施工项目具有指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 同步注浆 抗动水冲刷性能 凝结时间 体积收缩率 管片上浮
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深埋隧洞管片衬砌结构受力分析
9
作者 张芳 叶文坤 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期46-52,共7页
深埋水工隧洞在高内水压作用下,其管片结构受力变形情况十分复杂。依托深圳某隧道工程,从承担不同施工开挖荷载和不同管片拼装方式两个角度,探明高水压水工隧洞管片衬砌结构的力学特性。结果表明:(1)管片承担的施工开挖荷载越大,管片“... 深埋水工隧洞在高内水压作用下,其管片结构受力变形情况十分复杂。依托深圳某隧道工程,从承担不同施工开挖荷载和不同管片拼装方式两个角度,探明高水压水工隧洞管片衬砌结构的力学特性。结果表明:(1)管片承担的施工开挖荷载越大,管片“横椭圆”变形越明显,管片环向应力分布越趋于“颈缩”形态。环向螺栓应力与管片接缝张开量有关,在承担不同施工开挖荷载时,管片接缝张开量分布情况有所不同。(2)错缝拼装结构环与环之间存在明显的位移错动,纵向螺栓和环间摩擦力的存在使其具有明显的纵向加强作用。(3)纵向螺栓可分担环向螺栓的受力状态,单环管片刚度明显小于多环管片,建议在数值模拟中剪力多环管片结构。(4)通缝结构管片基本不存在环间相互作用效应,错缝结构管片内力存在一个传递的过程,由中间环向两端下降,在管片间相互作用力及纵向螺栓的作用下,中间环管片刚度有所提升。 展开更多
关键词 高水压 盾构隧洞 开挖荷载 管片拼装方式 受力变形
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小曲率半径盾构隧道施工阶段管片水平轴线偏移预测模型
10
作者 朱春洲 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期126-141,共16页
为探明小曲率半径盾构隧道施工引起的管片水平轴线偏移规律,预防管片错台破损等不良现象发生,基于修正的纵向等效连续化模型,考虑隧道收敛的椭圆化变形和曲线隧道的综合因素影响,通过构建小曲率半径条件下温克尔地基梁挠曲微分方程,建... 为探明小曲率半径盾构隧道施工引起的管片水平轴线偏移规律,预防管片错台破损等不良现象发生,基于修正的纵向等效连续化模型,考虑隧道收敛的椭圆化变形和曲线隧道的综合因素影响,通过构建小曲率半径条件下温克尔地基梁挠曲微分方程,建立小曲率半径盾构施工阶段管片水平轴线偏移预测模型,依托南昌市城市轨道交通3号线盾构隧道工程验证了预测模型的工程适用性。结果表明:管片拼装在6环以内时,预测模型的理论值与监测值、模拟值之间的最大误差分别为13.36%、25.68%,管片拼装在7~22环时,理论值与监测值、模拟值之间的最大误差分别为4.91%、8.95%,管片拼装在第30环时,理论值、模拟值和监测值分别达到-20.562、-22.370、-20.949 mm,且理论值与监测值之间的误差多小于5%,整体变化趋势基本保持一致,可有效解决小曲率半径条件下盾构隧道施工过程中管片水平轴线偏移量的计算问题。 展开更多
关键词 小曲率半径隧道 盾构隧道 管片 温克尔地基梁 挠曲微分方程 管片轴线 预测模型
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复杂地质市域电力管廊隧道顶管法机械超前清障技术 被引量:1
11
作者 钱亦媛 徐建 +1 位作者 周联英 何雅慧 《浙江建筑》 2025年第2期41-44,共4页
针对电力隧道区间位于软硬过渡等复杂地层时,顶管机由普通软弱地层进入岩质地层后难以一次性顶进至接收井的问题,在此,以S304省道(320国道段至运溪路)电力管廊土建工程为背景,提出了一种接收井侧暗埋隧道机械法超前清除“岩质障碍”+回... 针对电力隧道区间位于软硬过渡等复杂地层时,顶管机由普通软弱地层进入岩质地层后难以一次性顶进至接收井的问题,在此,以S304省道(320国道段至运溪路)电力管廊土建工程为背景,提出了一种接收井侧暗埋隧道机械法超前清除“岩质障碍”+回填密实水泥砂浆法。该机械超前清障技术不仅有效解决了硬岩顶管难题,而且机械清障可与顶管作业同步实施,清障后的隧洞采用砂浆回填注浆密实,为顶管的二次掘进创造了无障碍条件,直达工作井并成功接收。其施工高效且安全、质量可控,可为类似顶管工程提供借鉴。 展开更多
关键词 软硬过渡段 顶管法 清障技术 接收
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标准环+转弯环管片错缝拼装排列方法研究
12
作者 白波 《现代工程科技》 2025年第12期41-44,共4页
错缝拼装的管片采用标准环+转弯环组合形式时,由于不同埋深对应的管片配筋等级不同,需要先确定不同配筋等级管片的需求数量再进行管片生产,同时在施工时需要正确选择管片型号及拼装点位来拟合设计轴线,为此,提出了一种标准环+转弯环管... 错缝拼装的管片采用标准环+转弯环组合形式时,由于不同埋深对应的管片配筋等级不同,需要先确定不同配筋等级管片的需求数量再进行管片生产,同时在施工时需要正确选择管片型号及拼装点位来拟合设计轴线,为此,提出了一种标准环+转弯环管片错缝拼装的排列方法,并以某地铁盾构区间隧道施工为例,验证所采取排列方法的准确性,从而正确指导管片生产及掘进时的管片拼装。 展开更多
关键词 错缝拼装 管片生产 管片拼装 排列方法
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超大类矩形复合管节使用阶段受力状态研究
13
作者 张海波 《城市道桥与防洪》 2025年第9期252-256,共5页
钢混凝土复合管节在超大断面类矩形顶管工程中越来越多地得以推广应用。因受钢混凝土界面性能的影响,复合管节受力状态复杂,因此对于钢混凝土复合管节在使用阶段的受力性能进行分析具有非常重要的意义。结合上海市轨道交通某车站工程顶... 钢混凝土复合管节在超大断面类矩形顶管工程中越来越多地得以推广应用。因受钢混凝土界面性能的影响,复合管节受力状态复杂,因此对于钢混凝土复合管节在使用阶段的受力性能进行分析具有非常重要的意义。结合上海市轨道交通某车站工程顶管法施工项目,采用有限元软件模拟分析复合管节在使用阶段受载状态下的受力性能。通过完全连接模型和栓钉连接模型这2种不同计算模型的对比,对复合管节应力、变形和界面滑移等方面进行分析。分析结果表明:采用栓钉连接模型更符合实际情况,钢结构及栓钉的最大应力出现在腰部,混凝土部分最大应力出现在顶部,管节变形主要为竖向变形,钢结构与混凝土结构界面存在局部滑移,采用横纵向肋板设计、界面设置栓钉等措施,可有效增强界面连接性能。 展开更多
关键词 顶管法 复合管节 栓钉 数值计算
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富水软土地层中隧道管片上浮机理及控制研究
14
作者 焦发旺 《建筑技术开发》 2025年第7期68-71,共4页
研究以佛山地铁3号线某区间盾构隧道施工遇到的管片上浮问题为例,探究了管片上浮的机理,并提出了相应的控制技术措施,经过现场实践证明该措施是可行且有效的。除此,研究还提出了几个虽未在佛山地铁区间得到实践,但从理论上分析其是可以... 研究以佛山地铁3号线某区间盾构隧道施工遇到的管片上浮问题为例,探究了管片上浮的机理,并提出了相应的控制技术措施,经过现场实践证明该措施是可行且有效的。除此,研究还提出了几个虽未在佛山地铁区间得到实践,但从理论上分析其是可以起到控制管片上浮问题的措施,以期供技术人员探讨。 展开更多
关键词 地铁 管片上浮 现场试验 控制措施
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既有隧道管片破损机理及处置方法研究
15
作者 张孝兵 张细宝 +2 位作者 蒋文韬 谭智颜 许卓淋 《山西建筑》 2025年第7期146-151,165,共7页
随着城市地面可利用空间逐渐减少,交通拥堵问题日益突显,地铁建设已成为解决城市交通问题的主要手段之一,通过利用地下空间进行交通拓宽。管片作为地铁隧道的关键组成部分,一旦发生病害,将严重影响地铁线路的正常运行。因此,依托武汉地... 随着城市地面可利用空间逐渐减少,交通拥堵问题日益突显,地铁建设已成为解决城市交通问题的主要手段之一,通过利用地下空间进行交通拓宽。管片作为地铁隧道的关键组成部分,一旦发生病害,将严重影响地铁线路的正常运行。因此,依托武汉地铁6号线项目,运用数值模拟方法研究了管片破损机理,并得出以下结论:衬砌背后的空洞是导致管片破损的常见原因,空洞的存在会导致管片外侧受拉应力超过其抗拉强度,尤其在拱顶和拱腰处,拉应力更为集中,导致混凝土破损更为严重,因此在运营过程中应予以重点关注;针对管片破损问题,提出了合理的处置措施,可有效延长管片的使用寿命。 展开更多
关键词 隧道管片 破损机理 衬砌空洞 管片病害
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复杂地质地区盾构管片上浮机理研究及防治技术
16
作者 刘庆林 王磊 +2 位作者 陈明 叶茂森 张喆 《广东土木与建筑》 2025年第5期29-33,50,共6页
在采用盾构法进行隧道施工的广州某新建联络线工程中,衬砌管片常因注浆压力和静水压力的共同作用而出现上浮现象。针对此问题,通过数值模拟方法深入分析管片上浮的成因及其相关机理,并构建管片上浮量的计算模型进行量化评估。利用有限... 在采用盾构法进行隧道施工的广州某新建联络线工程中,衬砌管片常因注浆压力和静水压力的共同作用而出现上浮现象。针对此问题,通过数值模拟方法深入分析管片上浮的成因及其相关机理,并构建管片上浮量的计算模型进行量化评估。利用有限差分软件FLAC 3D,建立该工况下盾构掘进施工数值模型,模拟在盾构隧道掘进过程中的管片上浮特性,并分析不同因素的影响。研究结果显示,注浆压力会使隧道管片上浮量有明显的增加,长距离浆液输送产生的凝固也会使隧道管片上浮量产生变化,而为稳定管片上浮量可持续增加静水压力。为确保管片上浮量保持在可控范围内,结合工程实际情况,提出适用于当前工况的处治措施。 展开更多
关键词 盾构 管片上浮 数值模拟 防治技术
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山地风电钢—混混合塔筒吊装施工技术
17
作者 王耳东 蒲敏 常国武 《云南水力发电》 2025年第10期84-86,154,共4页
结合云贵高原某风电项目,分析了山地复杂地形条件下风电项目混塔吊装施工的吊车选型、吊装方式、平面布置、环片拼装、塔筒垂直度及同心度控制等内容的施工要求。阐述了在吊车选型及吊装方式上兼顾地形与塔筒参数选择,采用组合式吊装的... 结合云贵高原某风电项目,分析了山地复杂地形条件下风电项目混塔吊装施工的吊车选型、吊装方式、平面布置、环片拼装、塔筒垂直度及同心度控制等内容的施工要求。阐述了在吊车选型及吊装方式上兼顾地形与塔筒参数选择,采用组合式吊装的方式,细化了吊装参数及吊装平面布置要求,提出了预制环片拼装精度控制方法及整环塔筒吊装过程垂直度与同心度控制调整措施,解决了风机山地运输受限、环境受限,吊装工艺要求高等问题。 展开更多
关键词 山地 混凝土塔筒 吊装 预制混凝土管片 转换段 操作平台
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超大直径海底盾构隧道管片受力分析——以湛江湾海底隧道为例
18
作者 贾文达 《城市道桥与防洪》 2025年第4期250-254,共5页
为了更好地针对大直径盾构隧道结构工程进行安全性和可靠性研究,选取实际工程典型断面衬砌管片的受力进行计算分析。以广湛高速铁路湛江湾海底盾构隧道为背景,针对衬砌管片利用大型有限元软件ANSYS,对该盾构隧道结构和周围岩体进行建模... 为了更好地针对大直径盾构隧道结构工程进行安全性和可靠性研究,选取实际工程典型断面衬砌管片的受力进行计算分析。以广湛高速铁路湛江湾海底盾构隧道为背景,针对衬砌管片利用大型有限元软件ANSYS,对该盾构隧道结构和周围岩体进行建模,得出施工一段时间后衬砌管片的受力情况,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明:衬砌管片所受土压力与水压力在施工完成后一段时间内保持稳定;同一监测断面不同测试点的土压力存在一定差异,拱顶和拱腰位置受力较大,拱顶位置压力值尤为显著,建议在隧道施工期后一段时间,关注拱顶和拱腰部位的压力值变化;6个监测断面各相应位置的实测压力值与数值模拟压力值变化规律一致,且较为接近。因此,在一定的数值模拟假定条件下,数值模型能够较为真实地反映衬砌管片的实际受力情况。 展开更多
关键词 超大直径盾构隧道 衬砌管片 海底隧道 数值模拟 管片受力
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地铁工程先隧后站设计要点分析
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作者 李兵 李名淦 《特种结构》 2025年第3期29-34,共6页
以北京轨道交通22号线农业创新港站先隧后站设计为工程背景,分析了基坑围护方案比选、端墙结构设计、临时线路设计和管片加固及拆除设计在农业创新港站先隧后站设计中的重要性。建立了有限元模型,模拟临时线路管片对地连墙位移和内力的... 以北京轨道交通22号线农业创新港站先隧后站设计为工程背景,分析了基坑围护方案比选、端墙结构设计、临时线路设计和管片加固及拆除设计在农业创新港站先隧后站设计中的重要性。建立了有限元模型,模拟临时线路管片对地连墙位移和内力的影响。研究结果表明:本站采用700mm厚地连墙满足安全性和经济性要求;端墙开洞位置采用混凝土支撑可以提高基坑安全性和地连墙整体稳定性;车站位置线路调整可以满足农业创新港站新加站设站需求并减少投资浪费和管片破除难度;对盾构管片采用型钢支撑加固可以减少基坑开挖和管片破除对管片结构的影响;临时线路管片的存在,会使地连墙受力状态更为不利,地连墙位移和内力均较没有临时线路管片时有所增大。本文研究成果可以为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 先隧后站 基坑支护 临时线路 管片加固 管片拆除
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基于深度学习的煤矿钻进机器人送钻位姿测量方法
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作者 罗江南 李建平 +1 位作者 江红祥 张德义 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3679-3691,共13页
井下钻孔是一种常用的施工方式,需要反复进行钻杆的装卸。为了实现钻杆的智能装卸,送钻位姿的测量尤为重要。然而,煤矿井下的复杂环境中,存在多尘多雾且光照多变的情况,使得传统方法的识别能力难以满足要求。此外,送钻时钻杆并没有安装... 井下钻孔是一种常用的施工方式,需要反复进行钻杆的装卸。为了实现钻杆的智能装卸,送钻位姿的测量尤为重要。然而,煤矿井下的复杂环境中,存在多尘多雾且光照多变的情况,使得传统方法的识别能力难以满足要求。此外,送钻时钻杆并没有安装在钻机上,直接测量不切实际。针对煤矿井下送钻位姿难以测量的问题,提出了一种基于深度学习的送钻位姿测量方法。该方法由基于改进的PointNet++分割模型和基于动力头与夹持器点云配准两部分组成。首先,为应对目前公开的钻机点云数据集规模不足的问题,搭建钻机点云获取平台,使用3D相机在夜间采集钻机点云数据。采集时,光照完全来自LED灯,以模拟井下光照不均的情况。为了模拟多尘多雾的井下环境,在点云数据中增加椒盐噪声,并在建立标签时将噪声单独分类,以达到去噪效果。其次,在PointNet++的基础上集成生成对抗网络以捕捉更复杂和微细的点云特征;同时,采用聚焦损失函数,提高模型对动力头和夹持器的关注度,并使用贝叶斯参数优化算法进行超参数调整。然后,使用点特征直方图(FPFH)和迭代最近点(ICP)算法对被测点云进行配准,以得到被测点云至源点云的转换矩阵;最终,确定送钻位置和方向向量,并以此定义送钻位姿。为了对所提方法的测量精度进行评估,采集6组钻杆安装在钻机上的钻进场景点云,通过Cloud compare软件手动分割,测量钻杆位姿。在自建数据集上的实验结果表明,改进的PointNet++模型在交并比(IoU)和分割精度(Precision)方面分别提升了17.7%和37.8%。其中,对于动力头和夹持器的IoU分别提升了34.9%和60.3%。在送钻位姿测量方面,平均距离误差为6.39 mm,径向距离误差为5.34 mm,平均角度误差为1.6°。因此,所提出的送钻位姿测量方法是可行的,在煤矿钻杆装卸的智能化领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 送钻位姿 3D视觉 点云分割 深度学习 生成对抗网络 钻进智能化
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