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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
1
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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管片上浮模型试验平台研制 被引量：1
2
作者 王海涛 王悦 孙九春 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期132-138,共7页
为深入探究盾构施工中管片上浮的关键因素,特别是浆液性质对管片上浮的影响规律,设计管片上浮荷载感知测量结构,自主研发具有可视化特性的管片上浮模型试验平台。通过数值分析和注水测试,验证该试验平台结构的安全性和功能的可实施性,... 为深入探究盾构施工中管片上浮的关键因素,特别是浆液性质对管片上浮的影响规律,设计管片上浮荷载感知测量结构,自主研发具有可视化特性的管片上浮模型试验平台。通过数值分析和注水测试,验证该试验平台结构的安全性和功能的可实施性,得到管片受浮力大小的系统测量误差。试验结果表明:1)注浆过程中管片受上浮荷载的变化与注浆体积呈线性关系,R^(2)值均大于93%,管片平均上浮荷载线性变化率是理论上浮荷载线性变化率的62.6%,与理论计算值相差28.79N/cm。2)浮动密封内油脂对管片上浮存在抑制作用,产生的阻力约为理论上浮荷载的41.1%,实际上浮荷载与理论上浮荷载最大误差约2.1%,能够较为准确地模拟管片上浮的受力情况。3)截面荷载增长率随注浆体积的变化呈现出先减小后增大的趋势,管片的横向位移约束对管片受倾覆荷载产生的姿态偏移具有较好的控制效果。 展开更多
关键词 盾构施工 管片上浮 模型试验平台 注浆 上浮荷载
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砂泥岩地层中大直径盾构隧道管片上浮问题及防治措施研究
3
作者 袁乾龙 包书海 +1 位作者 陆志强 张家瑞 《现代工程科技》 2025年第3期49-52,共4页
砂泥岩地层因其非均质性及地下水渗透性,在盾构施工中易发生地层回弹、应力释放及沉降不足等问题,从而加剧管片浮力效应,进而威胁隧道结构的安全性与长期稳定性。通过理论分析与工程实践,深入探讨了注浆加固、预加固技术、地下水动态管... 砂泥岩地层因其非均质性及地下水渗透性,在盾构施工中易发生地层回弹、应力释放及沉降不足等问题,从而加剧管片浮力效应,进而威胁隧道结构的安全性与长期稳定性。通过理论分析与工程实践,深入探讨了注浆加固、预加固技术、地下水动态管理以及实时监测与反馈控制等具体措施,并结合重庆市轨道交通十五号线工程实例,提出了科学的施工协调与地层扰动控制技术路径,有效解决了砂泥岩地层中盾构隧道管片上浮问题。研究结果表明,合理的综合防治体系可显著减小浮力效应和地层变形的叠加影响,降低施工风险,提高隧道结构稳定性,同时为后续类似工程的设计与施工提供了重要的理论依据与实践指导。 展开更多
关键词 隧道工程 砂泥岩地层 管片上浮机制 施工措施
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盾构小距离下穿季节性河流施工方案研究
4
作者 唐少龙 《国防交通工程与技术》 2025年第3期45-49,共5页
盾构小距离下穿季节性浅覆土河流施工过程中,极易出现较大的地层变形,水位上涨易引起管片上浮。依托济南地铁R3线某区间地铁盾构下穿大辛河工程,通过数值模拟、现场实测等方法,开展了盾构超小距离下穿季节性河流安全控制措施研究。得到... 盾构小距离下穿季节性浅覆土河流施工过程中,极易出现较大的地层变形,水位上涨易引起管片上浮。依托济南地铁R3线某区间地铁盾构下穿大辛河工程,通过数值模拟、现场实测等方法,开展了盾构超小距离下穿季节性河流安全控制措施研究。得到了以下结论:河流枯水期对河底采取“小导管注浆+抗拔桩+压重板”的河底综合处治措施有效地抑制了盾构施工过程中的地层变形及丰水期地表和管片的上浮,地表沉降最大值未超过6 mm,管片上浮量未超过1 mm,抗拔桩上浮值未超过0.3 mm。研究提出的安全控制措施可为盾构下穿季节性浅覆土河流施工提供借鉴。 展开更多
关键词 季节性河流 盾构施工 地层变形 上浮 抗拔桩 压重板
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大盾构管片最不利上浮状态下三维形变特征模型试验方案设计 被引量：3
5
作者 李明宇 王越 +4 位作者 李庆民 陈健 王承震 蔺云宏 田应飞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期101-112,共12页
隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤。为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模... 隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤。为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模型试验系统,对大直径管片最不利上浮状态下的瞬时变形进行分析。试验装置由围压加载装置和非均布上浮力加载装置组成,可实现单点或多点同步加卸载;模型试验采用不同刚度弹簧模拟上浮期隧道与地层之间的相互作用;根据相似理论对管片模型和连接螺栓进行精细化设计和加工;根据实际工程中试验段的围压对模型围压初始值进行换算,并将动、静态上浮力相结合,提出更符合工程实际的盾构隧道横、纵向上浮力分析模型。结果表明:在拱底非均布上浮力的作用下,拱底竖向位移和收敛变形沿纵向均近似呈对数正态分布,其最大值均出现在脱出盾尾后第3环;各环管片的收敛变形与拱底竖向位移近似呈线性关系,斜率介于0.63~1.49之间;模型试验结果与实测数据相吻合。研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计和施工提供一定的技术支持。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 三维形变 模型试验 非均布上浮力
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基于Timoshenko梁的双液浆施工盾构隧道施工期上浮分析 被引量：1
6
作者 秦楠 单晓波 +2 位作者 武文清 李苗 柳献 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期19-25,共7页
为了验证双液浆对于管片上浮控制的有效性,本文将盾构隧道等效为Timoshenko梁,并结合双液浆浆液试验、盾尾刷压缩试验及现场荷载试验,利用有限差分法计算了管片上浮量,并分析了浆液未凝固长度、等效抗剪刚度、等效抗弯刚度对管片上浮及... 为了验证双液浆对于管片上浮控制的有效性,本文将盾构隧道等效为Timoshenko梁,并结合双液浆浆液试验、盾尾刷压缩试验及现场荷载试验,利用有限差分法计算了管片上浮量,并分析了浆液未凝固长度、等效抗剪刚度、等效抗弯刚度对管片上浮及内力的影响规律。研究结果表明:Timoshenko梁模型相比Euler-Bernoulli梁模型考虑了隧道的剪切变形,其计算结果相比现场实测数据误差仅为13%,管片上浮趋势也与实测结果相符;缩短浆液未凝固段长度、增大等效抗剪刚度可有效减小管片上浮量,而缩短浆液未凝固段长度不会使隧道弯矩及剪力增大,规避了纵向螺栓受力屈服的风险,为控制管片上浮的理想策略。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 TIMOSHENKO梁 弹性地基梁 上浮控制
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软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及预测:以上海机场联络线工程为例 被引量：10
7
作者 高俊华 杨光 +3 位作者 赵森森 黄忠凯 张吾渝 张冬梅 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第11期4759-4768,共10页
为探究软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及其影响因素,依托上海机场联络线浅埋大直径盾构隧道工程案例,基于实测数据分析了盾构姿态变化对管片上浮的影响,揭示了管片上浮量与施工参数之间的相关关系,提出了考虑多因素的管片上浮... 为探究软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及其影响因素,依托上海机场联络线浅埋大直径盾构隧道工程案例,基于实测数据分析了盾构姿态变化对管片上浮的影响,揭示了管片上浮量与施工参数之间的相关关系,提出了考虑多因素的管片上浮非线性预测方法。研究结果表明,管片上浮主要可分为脱出盾尾前初始偏差及变形、快速上浮(盾尾5环)、缓慢上浮(盾尾5~15环)和沉降等4个阶段;盾构姿态、管片姿态与超挖是影响管片上浮特性的重要因素;管片上浮量与平均推力、盾构仰角、平均推进速度呈正相关,与上下盾尾间隙差呈负相关,采用多元非线性拟合方式可以综合考虑多因素较好地预测管片上浮量。本文相关研究可为大直径盾构隧道施工过程中上浮预测与控制提供参考。 展开更多
关键词 管片上浮 盾构姿态 监测分析 相关性分析
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大直径盾构隧道管片错台和姿态线形控制技术研究与探讨 被引量：3
8
作者 杜闯东 杜怡杭 黄小福 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1510-1519,共10页
为解决大直径盾构隧道掘进施工中经常出现的管片上浮、错台和线形偏差等难题,对多个大直径盾构工程设备和施工过程进行姿态模拟和现场测试,发现盾构主机经常采用低头或与隧道线形不一致的姿态掘进,管片脱出盾尾后会产生较大的上浮力或... 为解决大直径盾构隧道掘进施工中经常出现的管片上浮、错台和线形偏差等难题,对多个大直径盾构工程设备和施工过程进行姿态模拟和现场测试,发现盾构主机经常采用低头或与隧道线形不一致的姿态掘进,管片脱出盾尾后会产生较大的上浮力或水平错动力,造成规律性错台或隧道线形偏差,还会造成管片开裂、破损和渗漏等问题。探究发现:盾构主机重心偏移、盾尾及后方管片上浮或姿态调整过度是造成管片规律性错台和隧道线形偏差的主要原因。分析认为:盾构姿态和隧道线形控制除了受地层性状和浮力等客观条件影响外,还主要受盾构设备、管片结构和施工控制3方面影响。在合理优化盾构设备主机自重、重心和注浆系统,强化管片环缝端面结构和抗剪设计的基础上,通过加强盾构姿态拟合、掘进参数管控和注浆工艺创新等措施,可实现大直径盾构隧道管片错台消减或规避、姿态和线形可控。 展开更多
关键词 大直径盾构隧道 盾构姿态 管片姿态 管片上浮 规律性错台 隧道线形
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土压平衡盾构管片壁后同步双液浆开发及注浆效果研究
9
作者 汪贵 易斌斌 +4 位作者 李福东 钟小春 简永洲 朱诚 吴荣华 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期257-264,共8页
针对全断面稳定围岩地层管片上浮量过大的问题,通过将室内试验与现场试验相结合的方式,开发新型同步双液浆并应用于南京地铁6号线某区间,可大幅度减小管片上浮量、提高管片拼装质量。将现场使用的单液硬性浆作为A液,新型促凝剂作为B液,... 针对全断面稳定围岩地层管片上浮量过大的问题,通过将室内试验与现场试验相结合的方式,开发新型同步双液浆并应用于南京地铁6号线某区间,可大幅度减小管片上浮量、提高管片拼装质量。将现场使用的单液硬性浆作为A液,新型促凝剂作为B液,通过室内试验探究B液对于A液性质的影响规律,依据浆液胶凝时间、流动度及抗压强度要求并结合现场实际情况确定现场新型同步双液浆配比,最后通过现场试验检验该新型同步双液浆注浆效果。研究结果表明:1)B液掺A液总质量的1%~2%,可使新型同步双液浆的胶凝时间缩短至10~30 min,具有良好的泵送性及较高的早期强度;2)新型同步双液浆注入后10 min内流动性不损失且不易堵管,在国内现有的施工管理水平下具有较大推广价值;3)监测数据表明,新型同步双液浆现场注浆效果优良,相比单液硬性浆,管片环整体上浮量减小50%,管片环最大水平偏差减小57%,管片环渗漏点数减少50%,地表沉降最大值减小74.3%。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片上浮 现场试验 同步双液浆 胶凝时间
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塔中凸起张扭走滑断裂带分段构造特征及生长机制 被引量：3
10
作者 柏秉辰 邬光辉 +4 位作者 马兵山 赵星星 唐浩 沈春光 王旭鹏 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期409-416,共8页
塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩发育斜向挤压背景下的压扭走滑断裂,但塔中凸起发现了一系列张扭走滑断裂,并对油气富集具有重要的控制作用。基于塔中凸起西部地区三维地震资料,结合相干、曲率等属性,统计走滑断裂运动参数,运用走滑断裂构造... 塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩发育斜向挤压背景下的压扭走滑断裂,但塔中凸起发现了一系列张扭走滑断裂,并对油气富集具有重要的控制作用。基于塔中凸起西部地区三维地震资料,结合相干、曲率等属性,统计走滑断裂运动参数,运用走滑断裂构造解析方法,优选塔中凸起F_(Ⅱ)21走滑断裂带开展走滑断裂分段建模研究,并探讨其生长机制。结果表明,F_(Ⅱ)21走滑断裂带具有平面分段、垂向分层特征,奥陶系碳酸盐岩顶面发育线状构造、斜列构造、马尾构造、翼尾构造、辫状构造和叠覆构造。走滑断裂构造高差分布特征揭示了走滑断裂带的分段生长与尾端扩张生长机制,该断裂带为调节走滑断裂带两侧反向收缩变形的变换断裂,经历雁列断裂阶段、生长连接阶段及再激活雁列断裂阶段的演化过程。 展开更多
关键词 塔里木盆地 塔中凸起 走滑断裂带 构造特征 断层分段 构造建模 生长机制
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双线盾构隧道下穿河道地表及管片变形特性研究 被引量：2
11
作者 杨璐 田峰 +3 位作者 叶振东 李坤 张揆堂 郭迪迪 《现代城市轨道交通》 2024年第9期119-126,共8页
文章以苏州地铁8号线盾构下穿中塘河为工程案例,采用Midas GTS NX有限元仿真和现场实测分析方法,研究双线盾构隧道下穿既有河道时地表和管片的变形特性,并讨论不同注浆压力和注浆材料性质的工况下,双线盾构下穿河道对地表变形规律的影... 文章以苏州地铁8号线盾构下穿中塘河为工程案例,采用Midas GTS NX有限元仿真和现场实测分析方法,研究双线盾构隧道下穿既有河道时地表和管片的变形特性,并讨论不同注浆压力和注浆材料性质的工况下,双线盾构下穿河道对地表变形规律的影响。研究表明,双线盾构隧道下穿河流过程中引起的地表变形表现出明显的“叠加效应”。双线隧道开挖完成引起的地表最大隆起变形是单线开挖的1.5倍左右。管片呈现出不同程度的“上浮”特性。右线管片竖向位移略大于左线,最大水平位移出现在管片外侧偏下约45°角度的位置。注浆压力、注浆材料弹性模量和地表变形呈近似线性正相关关系。考虑到管片上浮的原因,下穿河流不宜选择弹性模量过大的注浆材料,宜控制在10 MPa左右,注浆压力宜控制在0.2~0.3 MPa。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 地表隆起 管片上浮 注浆压力 注浆材料
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塔里木盆地东北缘吐格尔明背斜和阳北断裂带构造分析 被引量：3
12
作者 蒋俊 缪卫东 +9 位作者 赵凤全 李君 袁瑞 周慧 邓晓睿 王珊 董才源 黄智斌 师斌 汲雷昌 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期288-299,共12页
吐格尔明背斜和阳北断裂位于塔里木盆地北缘,南天山山前库车褶皱冲断带的东段,两者均为基底卷入型构造。阳北断裂是一个反转构造,其变形历史可以追溯到侏罗纪—白垩纪的正断层;新生代构造反转,发生了多期冲断变形加速期,分别发生于白垩... 吐格尔明背斜和阳北断裂位于塔里木盆地北缘,南天山山前库车褶皱冲断带的东段,两者均为基底卷入型构造。阳北断裂是一个反转构造,其变形历史可以追溯到侏罗纪—白垩纪的正断层;新生代构造反转,发生了多期冲断变形加速期,分别发生于白垩纪末—古近纪初、古近纪末—新近纪初、中新世早期、上新世和第四纪。吐格尔明背斜构造带是阳北断裂中新世早期及以后的冲断作用派生出来的一个次级基底卷入型构造变形带。它由吐格尔明背斜及其南、北两条呈背冲关系的逆冲断层组成。背斜核部元古宇变质岩出露地表;中、新生界直接不整合于变质岩之上,缺失全部古生界,说明研究区可能属于一个长期存在的古生代古隆起。 展开更多
关键词 侏罗—白垩纪正断层 新生代逆冲断层 反转构造 基底卷入构造 元古宇变质岩 古隆起 吐格尔明背斜 阳北断裂 库车褶皱冲断带东段 塔里木盆地
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碳酸盐胶结物对深层优质碎屑岩储层影响研究
13
作者 贾业 刘晓健 +3 位作者 黄晓波 庞小军 卢欢 付鑫 《天然气与石油》 2024年第4期53-62,共10页
古近系沙河街组是渤海湾盆地的重要含油层系,但在渤海海域的渤中凹陷北部,沙河街组由于埋深大、成岩演化复杂,储层物性一般较差。为寻找深部优质储层,以辽西凸起南段LD25-AE构造油气的新钻探井为研究对象,针对沙一二段中孔中渗储层,基... 古近系沙河街组是渤海湾盆地的重要含油层系,但在渤海海域的渤中凹陷北部,沙河街组由于埋深大、成岩演化复杂,储层物性一般较差。为寻找深部优质储层,以辽西凸起南段LD25-AE构造油气的新钻探井为研究对象,针对沙一二段中孔中渗储层,基于多种实验手段,明确了碳酸盐胶结物对深层碎屑岩储层的影响。结果表明,储层内发育成分、成因和产状存在明显差异,分别为同生期生屑型、早期基底式胶结型和晚期交代富铁型3类碳酸盐胶结物;储层中方解石发生了同生期蒸发泵白云石化和晚期热液白云石化两期作用。同生期强烈的波浪淘洗导致粒间孔隙较为干净,利于胶结物发育;早期碳酸盐呈基底式胶结,保存了原生孔隙空间;有机酸溶蚀了早期碳酸盐矿物和长石颗粒,形成了大量次生孔隙。辽西凸起南段沙一二段富生屑碳酸盐混积型储层的发现进一步揭示了渤海海域3 500 m以深的勘探潜力,为海上少井区寻找古近系深部优质储层提供依据。 展开更多
关键词 辽西凸起南段 沙一二段 成岩改造 中深层 碳酸盐胶结物
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工程桩抗拔检测技术应用研究
14
作者 夏文 张凡 +2 位作者 张善硕 王倩妮 李攀 《广州建筑》 2024年第5期58-61,共4页
为研究如何降低空桩段侧壁土体摩擦力对工程桩抗拔静载的影响,本文以某项目工程桩抗拔静载检测为例,设计出一种降低或排除空桩段侧壁土体摩擦力的“双护筒”检测装置,该装置充分考虑了空桩段侧壁土体摩擦力对抗拔静载实验数值的影响,在... 为研究如何降低空桩段侧壁土体摩擦力对工程桩抗拔静载的影响,本文以某项目工程桩抗拔静载检测为例,设计出一种降低或排除空桩段侧壁土体摩擦力的“双护筒”检测装置,该装置充分考虑了空桩段侧壁土体摩擦力对抗拔静载实验数值的影响,在抗拔静载实验工程桩施工时,空桩段埋设双护筒,内护筒内采用与工程桩同标号的混凝土一起浇筑,内外护筒之间采用导向板进行分离,确保在进行抗拔静载实验检测过程中实验数据结果不受空桩段侧壁土体摩擦力的影响,提高了静载实验结果的准确性,使设计单位能更好地评判抗拔桩的承载能力,使上部主体结构的安全性更加有保证,同时也避免因空桩段侧壁土体摩擦力影响而将静载实验工程桩的桩身强度额外提高30%,节省了抗拔静载实验检测成本,取得了较好的经济效益和工期效益,具有较大的推广价值。 展开更多
关键词 工程桩抗拔检测技术 空桩段侧壁 土体摩擦力 双护筒 静载实验
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龙门山造山带晚三叠世构造隆升的分段性及层序充填响应 被引量：25
15
作者 陈洪德 徐胜林 +2 位作者 林良彪 侯明才 陈安清 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期622-630,共9页
川西类前陆盆地与龙门山造山带为一个典型的盆—山系统。从川西地区的层序充填特征出发,分析了龙门山造山带晚三叠世隆升作用与川西类前陆盆地充填过程的耦合关系。认为盆内充填的由砂砾岩组成的类磨拉石建造和三个结构明显的构造层序,... 川西类前陆盆地与龙门山造山带为一个典型的盆—山系统。从川西地区的层序充填特征出发,分析了龙门山造山带晚三叠世隆升作用与川西类前陆盆地充填过程的耦合关系。认为盆内充填的由砂砾岩组成的类磨拉石建造和三个结构明显的构造层序,反映了龙门山晚三叠世隆升强度的幕次变化;同时盆地北部、中部和南部地区层序结构的差异性揭示了龙门山造山带隆升分段性:受印支运动的影响,北段于小塘子期(TS1BW)开始隆升,向盆地供源,形成以中细粒沉积物为特征的三角洲沉积,区别于盆地中部和南部地区来自东部川中古隆起的碎屑沉积物;须三期(TS2BW),南部地区以发育来自西部造山带的低成熟度砂岩为特征,标志着龙门山南段亦开始隆升;由于须三(TS2BW)与须四(TS3BE)间的安县运动,中段的海湾消失,龙门山全面隆升,前陆盆地最终成型,形成山前带状展布的河流—三角洲体系。 展开更多
关键词 层序充填响应 川西类前陆盆地 龙门山造山带 分段性隆升 晚三叠世
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粉质黏土中大直径泥水盾构隧道管片上浮及错台现场测试分析 被引量：21
16
作者 李明宇 余刘成 +4 位作者 陈健 靳军伟 历朋林 李春林 田应飞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1705-1715,共11页
与一般城市地铁隧道相比,大直径盾构隧道管片面临的上浮问题愈加突出。为研究大直径盾构隧道施工期管片上浮及错台发展规律及其影响因素,依托济南黄河隧道工程,对管片上浮、错台及收敛变形进行监测研究。基于监测结果及施工参数,分析管... 与一般城市地铁隧道相比,大直径盾构隧道管片面临的上浮问题愈加突出。为研究大直径盾构隧道施工期管片上浮及错台发展规律及其影响因素,依托济南黄河隧道工程,对管片上浮、错台及收敛变形进行监测研究。基于监测结果及施工参数,分析管片上浮和错台发展规律,横、纵向上浮分布特征及管片收敛变形规律,并对上浮与错台、施工参数进行相关性分析。在此基础上,指出管片上浮及错台的关键控制区域并提出控制措施。研究结果表明:大直径泥水盾构在以粉质黏土为主的地层中掘进时,管片上浮过程可分为初始变形(拱底上浮占比35%)、快速上浮(拱底上浮占比40%)、平缓上浮(拱底上浮占比30%)和缓慢沉降(拱底沉降占比5%)4个阶段。管片从拱顶到拱底上浮量线性递增,上浮量占比及竖向收敛变形在纵向上呈指数型发展,且上浮受掘进速度、上部盾尾间隙影响较大。管片距盾尾0.5D内收敛变形速率较大,距盾尾1.6D时收敛变形趋于稳定。管片错台与上浮线性相关,且错台发展过程可分为:快速减小(环缝距盾尾-2~1 m)、增长(环缝距盾尾1~14 m)和稳定3个阶段。盾尾后方1~4环为管片上浮和错台的最佳控制区域。研究成果对于大直径盾构隧道上浮和错台导致的隧道管片受力研究及现场保护具有参考价值。 展开更多
关键词 隧道工程 大直径 现场测试 盾构隧道 管片上浮 管片错台
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大直径盾构隧道施工阶段管片上浮与受力研究 被引量：21
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作者 梁禹 阳军生 林辉 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期91-97,共7页
基于对大直径盾构隧道施工阶段管片上浮原因的分析,文章对长沙市南湖路湘江公路隧道典型管片断面上浮情况进行了介绍。基于此,对管片截面进行力学分析,结合弹性力学方法并考虑管片在上浮力作用下对上覆浆液体或土体的压缩作用,计算得到... 基于对大直径盾构隧道施工阶段管片上浮原因的分析,文章对长沙市南湖路湘江公路隧道典型管片断面上浮情况进行了介绍。基于此,对管片截面进行力学分析,结合弹性力学方法并考虑管片在上浮力作用下对上覆浆液体或土体的压缩作用,计算得到管片最终上浮量。通过对上浮计算参数敏感性分析,得出地质条件、浆液质量、螺栓剪力、千斤顶残余分力等计算参数对管片最终上浮量的影响。之后,基于工程实例验证了上浮量计算公式的合理性,反推得到了管片截面所受上浮力。最后,基于研究结论与工程实践,提出了有针对性的抗浮措施。 展开更多
关键词 大直径盾构隧道 管片上浮 土体压缩 敏感性分析
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盾构隧道同步注浆浆液浮力引起的管片错台量分析 被引量：29
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作者 肖明清 封坤 +1 位作者 张忆 周子扬 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第12期2048-2057,共10页
为探明盾构隧道施工过程中同步注浆浆液浮力引起的管片错台量变化规律,以某大直径盾构隧道工程为例,提出“从整体受力状态分析到局部变形计算”的管片环间错台量计算方法,并分别建立盾构隧道施工期纵向分析模型与管片环间错台量计算模型... 为探明盾构隧道施工过程中同步注浆浆液浮力引起的管片错台量变化规律,以某大直径盾构隧道工程为例,提出“从整体受力状态分析到局部变形计算”的管片环间错台量计算方法,并分别建立盾构隧道施工期纵向分析模型与管片环间错台量计算模型,对不同埋深、不同浆液凝固时间和不同掘进速度条件下施工期隧道结构纵向受力、管片环间错台量进行计算与对比分析。结果表明:1)采用盾构隧道施工期纵向分析模型计算隧道纵向内力,后将纵向内力作为边界条件代入管片环间错台量计算模型中求解错台量的方法是合理可靠的;2)管片环脱出盾尾后受注浆浆液浮力、水浮力等作用产生负弯矩并承受最大剪力,易发生错台变形;3)管片环间错台规律为管片环脱出盾尾后首先向上错台,经过渡段后向下错台,最后进入平稳阶段;4)浆液凝固时间将显著影响施工期管片错台的产生,缩短浆液凝固时间可以有效减小管片环间错台;5)埋深增大时,由于盾构推力增加、上覆载荷增大及围岩性质变好,将减少管片环间错台的产生,因此,对于埋深较小的盾构隧道应更加注意错台现象的发生。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片衬砌 同步注浆 管片上浮 管片环间错台
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软土盾构隧道施工阶段上浮计算模型探讨 被引量：12
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作者 王道远 袁金秀 +2 位作者 朱永全 孙明磊 朱正国 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期148-155,共8页
文章首先对管片上浮作用机理进行了分析,确定了盾构隧道施工阶段上浮计算模型荷载分布规律和计算方法;其次指出了弹性支撑法和修正惯用法直接运用于盾构隧道上浮阶段设计所存在的问题,即弹性支撑法计算得到管片底部向下位移,与实际上浮... 文章首先对管片上浮作用机理进行了分析,确定了盾构隧道施工阶段上浮计算模型荷载分布规律和计算方法;其次指出了弹性支撑法和修正惯用法直接运用于盾构隧道上浮阶段设计所存在的问题,即弹性支撑法计算得到管片底部向下位移,与实际上浮阶段管片隆起不符,而修正惯用法又不能考虑拱顶上覆土体反向压缩特性;最后,基于弹性支撑法并利用修正惯用法思想提出了能规避上述两个问题的反转抗力力学模型。结果表明:提出的计算模型与施工阶段管片上浮变形特征吻合度高,施工阶段管片上浮状态下弯矩、轴力和剪力最值较弹性支撑法和修正惯用法获得的结果分别增加68%、21%和51%以及34%、69%和22%,说明按本文推荐计算模型进行上浮管片设计可避免实际工程配筋不足造成的管片破损、开裂或渗漏。其结论可为盾构隧道设计提供一定理论支撑和参考。 展开更多
关键词 盾构 软土隧道 管片上浮 反转抗力力学模型 弹性支撑法 修正惯用法
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盾构隧道施工期管片错台影响因素研究 被引量：25
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作者 肖明清 封坤 +2 位作者 周子扬 刘伊腾 鲁志鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1347-1356,共10页
为分析盾构隧道施工期各因素对管片上浮错台的影响,基于盾构隧道施工期的受力模式拟定了隧道直径、围岩条件、覆土厚度、浆液凝固时间、浆液密度、盾构掘进速度及盾尾间隙等7个主要影响因素,分别建立了盾构隧道施工期上浮分析模型与管... 为分析盾构隧道施工期各因素对管片上浮错台的影响,基于盾构隧道施工期的受力模式拟定了隧道直径、围岩条件、覆土厚度、浆液凝固时间、浆液密度、盾构掘进速度及盾尾间隙等7个主要影响因素,分别建立了盾构隧道施工期上浮分析模型与管片错台量计算模型,分析了施工期各因素影响下盾构隧道上浮错台量的变化规律。进一步地,结合现场监测试验结果,验证了施工期管片上浮错台的现象与规律,得出主要结论如下:①地层刚度减弱、浆液密度增大、浆液凝固时间增长、隧道埋深减小、隧道掘进速度提高、盾尾间隙增大及浆液凝固后刚度减小将加剧施工期管片的上浮错台。②隧道直径增大使管片上浮量增大,但与管片错台量的相关性不大。③管片上浮时,管片环间接触摩擦与环间螺栓将起到抗剪作用,控制错台的发展。④减小浆液浮力、增大管片环间连接刚度、增强地层约束、缩短流体段长度可减小施工期管片上浮错台。⑤提出计算错台量的方法可对管片接缝防水设计提供依据。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片衬砌 同步注浆 隧道上浮 环间错台
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