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基于HT的节段模型非线性响应高保真时域转换方法
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作者 周金煜 孟晓亮 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期119-126,共8页
在利用弹簧悬挂节段模型试验开展非线性气动自激力的研究中,时常需要同步获得模型的位移、速度和加速度响应,然而由于不同传感器及采集系统具有不同的相频响应,利用多种传感器测量较难满足各响应信号之间严格同步的要求。基于此,提出了... 在利用弹簧悬挂节段模型试验开展非线性气动自激力的研究中,时常需要同步获得模型的位移、速度和加速度响应,然而由于不同传感器及采集系统具有不同的相频响应,利用多种传感器测量较难满足各响应信号之间严格同步的要求。基于此,提出了一种基于HT(Hilbert transform)和短时Chebyshev拟合的弹簧悬挂节段模型非线性响应信号转换方法。首先,通过HT求得位移信号的瞬时幅值和瞬时相位;然后,利用Chebyshev多项式对瞬时幅值和相位进行短时滑动拟合;最后,对拟合函数求导获得模型的振动速度和加速度。通过数值算例和节段模型试验数据对该方法的验证结果表明,其抗噪性能优于传统差分方法,且在常规噪声水平下可以实现由位移信号向速度、加速度信号的高保真转换。 展开更多
关键词 HT CHEBYSHEV多项式 时域微分方法 弹簧悬挂节段模型 非线性响应
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基于不同接头模拟方法的沉管隧道地震响应分析
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作者 马朝霞 王玉军 王国波 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期268-275,302,共9页
沉管隧道是将沉管管节通过接头相连而成的纵向细长结构,接头的合理模拟至关重要。结合某沉管隧道工程提出两种接头模拟方法:沿截面均匀等效设置弹簧的方法和基于截面剪切键作用设置弹簧的方法。对于计算结果的对比分析表明:在纵向地震... 沉管隧道是将沉管管节通过接头相连而成的纵向细长结构,接头的合理模拟至关重要。结合某沉管隧道工程提出两种接头模拟方法:沿截面均匀等效设置弹簧的方法和基于截面剪切键作用设置弹簧的方法。对于计算结果的对比分析表明:在纵向地震作用情况下由两种模拟方法得到的结果吻合较好,但在横向地震作用下沿截面均匀等效设置弹簧方法无法体现接头的抗剪特性。另外,横向地震作用时接头水平相对位移是纵向地震作用时的2~3倍,因此更应关注沉管隧道横向抗震性能。研究成果对沉管隧道合理简化模型的建立和应用有一定参考价值。 展开更多
关键词 振动与波 沉管隧道 地震响应 管节接头 弹簧
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盾构衬砌管片的壳–弹簧设计模型研究 被引量:96
3
作者 朱伟 黄正荣 梁精华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期940-947,共8页
围绕盾构衬砌管片的设计模型问题,提出了一种新的壳–弹簧设计模型,详细论述了模型的建立过程。运用壳–弹簧模型与梁–弹簧模型分别对衬砌管片通缝和错缝拼装进行对比分析,比较分析了衬砌管片错缝拼装下两种模型计算结果的异同,对盾构... 围绕盾构衬砌管片的设计模型问题,提出了一种新的壳–弹簧设计模型,详细论述了模型的建立过程。运用壳–弹簧模型与梁–弹簧模型分别对衬砌管片通缝和错缝拼装进行对比分析,比较分析了衬砌管片错缝拼装下两种模型计算结果的异同,对盾构管片的设计具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 盾构衬砌 壳-弹簧模型 梁-弹簧模型 接头刚度
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大断面宽幅盾构管片三维内力分布分析 被引量:17
4
作者 张建刚 何川 杨征 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期2058-2062,共5页
以武汉长江隧道工程为例,采用三维壳-弹簧计算模型,对不同幅宽和不同环间接头剪切刚度的管片衬砌结构力学分布进行了分析,并与梁-弹簧模型结果在量值上做了全面比较。研究表明,全环最大弯矩发生在幅宽边缘部位;环间接头剪力对幅宽边缘... 以武汉长江隧道工程为例,采用三维壳-弹簧计算模型,对不同幅宽和不同环间接头剪切刚度的管片衬砌结构力学分布进行了分析,并与梁-弹簧模型结果在量值上做了全面比较。研究表明,全环最大弯矩发生在幅宽边缘部位;环间接头剪力对幅宽边缘影响较大,而对幅宽中央影响偏小;当环间接头剪切刚度为非无穷大时,壳模型的幅宽边缘最大弯矩值略微大于梁弹簧模型相应结果,而当无穷大时两者数值则基本相等;壳模型的幅宽中央的最大弯矩值介于梁模型错缝与通缝拼装的数值之间,并随幅宽加大而趋于接近通缝拼装的结果;大幅宽条件下,不宜将梁-弹簧模型的环间最大剪力结果作为环间接头抗剪设计的计算依据。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片结构 壳.弹簧模型 管片幅宽 环间接头
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大型水下盾构隧道管片衬砌结构配筋问题研究 被引量:14
5
作者 张建刚 何川 杨征 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期72-78,共7页
以大型水下盾构隧道工程为背景,首先采用壳-弹簧计算模型分析运营期间管片衬砌结构的三维力学分布特征,并用相似模型试验对结论做初步验证,提出主筋优化分布的配筋措施,然后采用三维管片组合体模型分析施工期间在千斤顶推力作用下的管... 以大型水下盾构隧道工程为背景,首先采用壳-弹簧计算模型分析运营期间管片衬砌结构的三维力学分布特征,并用相似模型试验对结论做初步验证,提出主筋优化分布的配筋措施,然后采用三维管片组合体模型分析施工期间在千斤顶推力作用下的管片内部应力分布规律,并与施工现场调查统计的管片裂缝进行印证,提出管片局部配筋措施。研究表明,大幅宽条件下,幅宽边缘部位的最大弯矩值明显大于幅宽中央,建议主筋沿幅宽采用中疏边密的阶梯状分布配筋率;施工期间的管片应力集中主要发生在靠近管片环缝边缘部位,建议将此区域设置成刚性较大的钢筋整体梁式骨架;千斤顶推力作用下,管片平均应力集中部位呈八字形分布而剪切应力集中部位呈剪刀状,建议按照应力走向配置局部加强钢筋。研究结论可为分析管片结构安全和合理优化管片结构配筋提供有实用价值的参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片配筋 壳-弹簧模型 模型试验 管片组合体模型 管片裂缝
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盾构隧道管片衬砌内力分析的壳-弹簧-接触模型及其应用 被引量:69
6
作者 苏宗贤 何川 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期131-136,共6页
考虑开挖后的洞周应力释放效应,采用有限元方法,使用厚壳、剪切弹簧、转动弹簧、压缩弹簧、接触及空间实体多种单元分析盾构隧道管片衬砌的三维内力状态,提出了地层-结构模式下的壳-弹簧-接触计算模型。该模型较好地考虑了管片间接缝处... 考虑开挖后的洞周应力释放效应,采用有限元方法,使用厚壳、剪切弹簧、转动弹簧、压缩弹簧、接触及空间实体多种单元分析盾构隧道管片衬砌的三维内力状态,提出了地层-结构模式下的壳-弹簧-接触计算模型。该模型较好地考虑了管片间接缝处的挤压作用、管片接头刚度的影响、管片与围岩的共同变形以及封顶块的近似插入角,因此能有效地模拟盾构隧道管片衬砌的复杂受力状态。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片衬砌 弹簧 接触
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汽车离合器高强度波形片成形回弹数值模拟及模具优化 被引量:14
7
作者 张驰 胡应存 +2 位作者 梁宝钱 楚海宾 袁晓明 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 2012年第1期17-21,共5页
基于实体壳单元理论和Barlat屈服理论,通过CAE软件MSC.Marc对某汽车离合器波形片成形卸载回弹进行了仿真分析,并按照分析结果指导模具设计。回弹过程模拟与生产结果数据保持了良好的一致性,验证了MSC.Marc可以较好地计算模拟复杂接触卸... 基于实体壳单元理论和Barlat屈服理论,通过CAE软件MSC.Marc对某汽车离合器波形片成形卸载回弹进行了仿真分析,并按照分析结果指导模具设计。回弹过程模拟与生产结果数据保持了良好的一致性,验证了MSC.Marc可以较好地计算模拟复杂接触卸载回弹问题。结果表明,制造的模具投入生产后,制件质量符合要求。 展开更多
关键词 汽车离合器波形片 回弹 数值模拟 有限元 高强度钢
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荷载-结构模式的壳-弹簧-接触模型 被引量:25
8
作者 苏宗贤 何川 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期288-292,304,共6页
为探讨盾构隧道管片结构的空间力学行为,采用厚壳、弹簧、空间实体和接触单元分析盾构隧道管片衬砌的内力状态,提出了荷载-结构模式的壳-弹簧-接触模型.该模型考虑了管片间接缝处的挤压作用、管片与螺栓接头之间的咬合作用、地层对管片... 为探讨盾构隧道管片结构的空间力学行为,采用厚壳、弹簧、空间实体和接触单元分析盾构隧道管片衬砌的内力状态,提出了荷载-结构模式的壳-弹簧-接触模型.该模型考虑了管片间接缝处的挤压作用、管片与螺栓接头之间的咬合作用、地层对管片的径向与切向抗力作用、环向接头的正负抗弯刚度差异以及封顶块的插入角等因素.算例表明,壳-弹簧-接触模型与梁-弹簧模型的计算结果相差较小;轴力和剪力在壳体上的分布具有明显的空间性. 展开更多
关键词 盾构隧道 管片衬砌 弹簧 接触
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石拱桥的有限弹簧法分析及其安全性评价 被引量:6
9
作者 刘玉擎 陈艾荣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期69-73,共5页
依据计算几何学的分割理论,开发了对石拱桥进行任意形状单元划分的计算机前处理系统,提出了用有限弹簧法模拟石拱桥力学性能的计算方法。其特点是能够把石拱桥的拱圈看成个别石材块体构成的不连续体,考虑拱圈随着偏心压缩而引起的石材... 依据计算几何学的分割理论,开发了对石拱桥进行任意形状单元划分的计算机前处理系统,提出了用有限弹簧法模拟石拱桥力学性能的计算方法。其特点是能够把石拱桥的拱圈看成个别石材块体构成的不连续体,考虑拱圈随着偏心压缩而引起的石材块体间开口变形的同时,也考虑拱背填料和拱圈的相互作用及其它的荷载分散效果。数值模拟了多跨石拱桥在分布活荷载及其水平地震荷载作用下的力学性能,并进行了安全性评价。 展开更多
关键词 石拱桥 Voronoi多边形 有限弹簧法 安全性评价
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管片衬砌梁–弹簧广义模型及接头转动非线性模拟 被引量:19
10
作者 朱合华 周龙 朱建文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1581-1590,共10页
梁–弹簧模型法在盾构管片衬砌设计计算中逐渐得到广泛应用,但现有的梁–弹簧模型无法模拟盾构衬砌管片接头的不连续变形及接头转动刚度的非线性特性。基于此,开展了梁–弹簧模型在衬砌设计中的适用性及非线性接头转动刚度在梁–弹簧模... 梁–弹簧模型法在盾构管片衬砌设计计算中逐渐得到广泛应用,但现有的梁–弹簧模型无法模拟盾构衬砌管片接头的不连续变形及接头转动刚度的非线性特性。基于此,开展了梁–弹簧模型在衬砌设计中的适用性及非线性接头转动刚度在梁–弹簧模型中的应用研究。研究表明:根据对相邻管片在接头位置结点位移处理的不同,可将梁–弹簧模型分为梁–弹簧连续模型和梁–弹簧不连续模型,后者又称为梁–接头模型,可准确分析盾构管片衬砌的内力及变形。采用梁–弹簧不连续模型求解衬砌内力及变形时:对于线性接头转动刚度模型,可基于卡氏第二定理求解;对于多段线性模型,可基于卡氏第一定理或克–恩定理求解;对于非线性模型,可采用增量–迭代法数值求解。 展开更多
关键词 管片衬砌 梁-弹簧广义模型 梁-接头模型 非线性 转动刚度
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基于离散单元法的钢筋混凝土框架非线性分析 被引量:6
11
作者 王强 尹镇平 +1 位作者 高翔 郝露露 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第3期347-354,共8页
为了能够更好地描述在模拟强震作用下结构倒塌破坏过程中构件的断裂、碰撞等现象,在杆段多弹簧模型的基础上构建了节点单元来考虑框架梁柱的连接关系,进而建立了钢筋混凝土框架结构的离散元整体分析模型,并对钢筋混凝土平面框架在低周... 为了能够更好地描述在模拟强震作用下结构倒塌破坏过程中构件的断裂、碰撞等现象,在杆段多弹簧模型的基础上构建了节点单元来考虑框架梁柱的连接关系,进而建立了钢筋混凝土框架结构的离散元整体分析模型,并对钢筋混凝土平面框架在低周往复加载情况下的受力行为进行了数值模拟.分析结果表明,该模型能够较准确地描述复杂受力状态下钢筋混凝土框架的非线性力学行为,能够满足结构强震作用下倒塌全过程精细化分析的需求. 展开更多
关键词 离散单元法 杆段多弹簧模型 本构模型 钢筋混凝土框架结构 节点单元 非线性分析 数值模拟 低周往复加载
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基于弯扭组合的江海直达船舶波激振动模型试验研究 被引量:3
12
作者 王一雯 吴卫国 +2 位作者 刘正国 林熙 郭国虎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期193-200,共8页
对于江海直达船此类大开口宽扁船的极限强度与疲劳分析中,垂向与扭转方向波激振动影响不容忽视;由于此类船舶既在长江河道航行又在沿海航行,且海况变化范围较大,船体梁的自振频率与遭遇频率及其倍频极易重合从而导致共振。目前该领域国... 对于江海直达船此类大开口宽扁船的极限强度与疲劳分析中,垂向与扭转方向波激振动影响不容忽视;由于此类船舶既在长江河道航行又在沿海航行,且海况变化范围较大,船体梁的自振频率与遭遇频率及其倍频极易重合从而导致共振。目前该领域国内外开展的波激振动垂向弯矩方面的研究较多,大开口船舶扭转振动却并未有太多的进展,处于斜浪下的大开口船弯扭组合波激振动试验研究极为缺乏;考虑流体特性与结构动力特性相似情况下,开展了一系列分段梁模型的波浪载荷试验研究。通过一类U型测量梁对垂向与扭转刚度进行模拟满足固有频率特性相似,分析了不同航速对高低频成分的影响;探究江海直达船压载装载条件下的高低频垂向波浪载荷响应以及扭转波激振动响应特性,对理论计算及规范修正提供参考依据。 展开更多
关键词 波激振动 分段模型 扭矩 江海直达船
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离散单元法中杆段多弹簧模型的改进 被引量:3
13
作者 王强 吕西林 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2007年第2期191-194,共4页
目的为应用离散单元法进行钢筋混凝土梁柱构件在一般荷载作用下的非线性反应分析,对杆段多弹簧模型进行改进.方法通过引入剪切弹簧,来传递单元之间的剪切力,剪切弹簧的本构关系采用二线型原点指向模型.并推导出弹簧组的力-位移关系与单... 目的为应用离散单元法进行钢筋混凝土梁柱构件在一般荷载作用下的非线性反应分析,对杆段多弹簧模型进行改进.方法通过引入剪切弹簧,来传递单元之间的剪切力,剪切弹簧的本构关系采用二线型原点指向模型.并推导出弹簧组的力-位移关系与单元的运动方程.结果建立了完整的杆段多弹簧模型,并给出了剪切弹簧计算参数的确定方法.结论改进后的杆段多弹簧模型能够较好地描述钢筋混凝土梁柱构件压弯耦合以及剪切非线性性能. 展开更多
关键词 离散单元法 杆段多弹簧模型 钢筋混凝土梁柱 剪切弹簧 非线性分析
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壳-矩阵-弹簧模型衬砌结构受力性能研究 被引量:5
14
作者 周海鹰 布春磊 江明 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期640-645,共6页
提出了壳-矩阵-弹簧系统模型,模型以平板壳单元模拟衬砌管片,以矩阵单元模拟衬砌拼装的螺栓,以土弹簧单元模拟衬砌与地层之间的相互作用。采用该模型对衬砌管片错缝拼装下的受力状态进行了分析,解决了采用传统的梁-弹簧模型平面应力-应... 提出了壳-矩阵-弹簧系统模型,模型以平板壳单元模拟衬砌管片,以矩阵单元模拟衬砌拼装的螺栓,以土弹簧单元模拟衬砌与地层之间的相互作用。采用该模型对衬砌管片错缝拼装下的受力状态进行了分析,解决了采用传统的梁-弹簧模型平面应力-应变方法无法准确把握研究区域应力和变形的问题,可真实地反映衬砌管片结构的力学性态。采用壳-矩阵-弹簧模型分析了影响衬砌管片结构受力性能的不同因素,得出了一些有益的结论,以供盾构隧道衬砌结构设计计算参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 衬砌管片 壳-矩阵-弹簧模型
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气动肌肉的三元素模型辨识研究 被引量:4
15
作者 邢科新 徐建明 +2 位作者 何德峰 张贵军 吴军 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期497-503,共7页
基于Reynolds所提出的气动肌肉三元素模型理论,通过实验对自制的气动肌肉进行了模型参数辨识,结果表明三元模型的有效力系数F与压力P呈近似线性关系,弹簧系数K与压力P呈近似的分段线性关系,且随P的增加先减小后增大。因此,采用分段模型... 基于Reynolds所提出的气动肌肉三元素模型理论,通过实验对自制的气动肌肉进行了模型参数辨识,结果表明三元模型的有效力系数F与压力P呈近似线性关系,弹簧系数K与压力P呈近似的分段线性关系,且随P的增加先减小后增大。因此,采用分段模型对Reynolds三元素模型进行了改进。考虑到阻尼系数B数值相对较小,对气动肌肉动力学方程的贡献较小,改进的模型采用有界的函数来表示阻尼系数B。最终,设计了两种不同的滑模控制方法,通过控制实验证明了辨识模型的有效性。 展开更多
关键词 气动肌肉(PM) 三元素模型 弹簧系数 分段模型 有界函数
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通缝拼装盾构隧道横向刚度有效率计算方法及其影响因素 被引量:19
16
作者 黄大维 周顺华 +2 位作者 冯青松 狄宏规 舒瑶 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期47-54,共8页
基于盾构隧道横向刚度有效率的定义,推导根据管片纵缝接头刚度解析通缝拼装盾构隧道横向刚度有效率的计算公式,并以实例验证该计算公式的可行性。通过反演分析结果,阐明隧道所处地层的土体力学性能和隧道埋深对盾构隧道横向刚度有效率... 基于盾构隧道横向刚度有效率的定义,推导根据管片纵缝接头刚度解析通缝拼装盾构隧道横向刚度有效率的计算公式,并以实例验证该计算公式的可行性。通过反演分析结果,阐明隧道所处地层的土体力学性能和隧道埋深对盾构隧道横向刚度有效率的影响机制。利用该计算公式分析多个单因素对横向刚度有效率的影响。结果表明:管片环的直径越大,盾构隧道的横向刚度有效率越大;管片截面的抗弯刚度越大、管片纵缝接头刚度越小、管片环分块数量越多,盾构隧道横向刚度有效率越小;盾构隧道横向刚度有效率不仅表征了管片纵缝接头对隧道横向刚度削弱的程度,也反映了管片纵缝接头转动变形而导致的管片环横向变形所占管片环横向总变形的比例,此比例越大,盾构隧道横向刚度有效率越小;反之亦然。 展开更多
关键词 盾构隧道 横向刚度有效率 梁—弹簧模型 管片接头 接头刚度 均质圆环模型
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TBM隧洞管片衬砌内力分析的梁-弹簧-接触模型研究 被引量:4
17
作者 耿波 文喜雨 +1 位作者 苏凯 李聪安 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期660-666,共7页
针对内水压力作用下TBM隧洞管片衬砌受力问题,建立了衬砌管片内力分析的梁-弹簧-接触计算模型,以梁单元模拟管片,以管片环向接头处的轴向、转动弹簧单元模拟相邻管片间的连接作用,以纵向管片间的轴向弹簧单元模拟管片环间的相互作用,以... 针对内水压力作用下TBM隧洞管片衬砌受力问题,建立了衬砌管片内力分析的梁-弹簧-接触计算模型,以梁单元模拟管片,以管片环向接头处的轴向、转动弹簧单元模拟相邻管片间的连接作用,以纵向管片间的轴向弹簧单元模拟管片环间的相互作用,以点-点接触单元模拟围岩对衬砌的约束与支撑作用。依据管片衬砌与围岩间的变形协调条件,推导了弹簧和接触单元的刚度计算公式,结合工程实例进行了管片衬砌内力分析,结果较好地反映了衬砌管片的作用效果,以及衬砌与围岩的联合承载特性;对比分析了实体管片模型的计算结果,进一步证明了梁-弹簧-接触模型的适用性。 展开更多
关键词 TBM隧洞 管片衬砌 梁-弹簧-接触模型 联合承载
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双车道公路盾构隧道管片合理分块型式研究 被引量:2
18
作者 李围 何川 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2007年第4期16-19,23,共5页
文章以双车道公路盾构隧道为例,设计了三种不同分块型式的管片结构,并采用梁-弹簧模型模拟装配式管片结构,借助于有限元法分析了在不同拼装方式下管片结构的力学特性;通过对内力和变形的分析比较,并综合考虑设计、施工及其造价等因素,... 文章以双车道公路盾构隧道为例,设计了三种不同分块型式的管片结构,并采用梁-弹簧模型模拟装配式管片结构,借助于有限元法分析了在不同拼装方式下管片结构的力学特性;通过对内力和变形的分析比较,并综合考虑设计、施工及其造价等因素,认为在最不利荷载作用下的管片结构宜采用10块分块型式;管片结构的正负弯矩值相差很大,故宜将内外两侧的钢筋分开进行配筋设计。 展开更多
关键词 双车道公路隧道 盾构法 管片结构 梁-弹簧模型
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错缝拼装下管片宽度对盾构隧道力学行为的影响 被引量:9
19
作者 官林星 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期852-858,共7页
采用可以考虑管片接头力学性能的壳-弹簧计算模型,对错缝拼装下具有不同管片宽度厚度的盾构隧道的力学性能进行了模拟分析。根据管片接头的受力平衡条件与变形,推导了管片接头转动弹簧刚度与轴向弹簧刚度的关系。基于环向接头的无量纲... 采用可以考虑管片接头力学性能的壳-弹簧计算模型,对错缝拼装下具有不同管片宽度厚度的盾构隧道的力学性能进行了模拟分析。根据管片接头的受力平衡条件与变形,推导了管片接头转动弹簧刚度与轴向弹簧刚度的关系。基于环向接头的无量纲转动弹簧系数对计算模型的参数进行了统一,从而使各个数值分析模型的结果具有可比性。对壳-弹簧模型的计算结果与传统梁-弹簧模型的结果进行了对比分析,分析结果表明随着管片宽度的增加,二者解析结果的差呈现出递增趋势。依据壳-弹簧模型的计算结果,将弯矩在管片方向上进行精细化分析,研究表明弯矩在管片宽度方向上的分布是非均匀的,在管片端部有集中的现象。根据管片宽度与弯矩分布的关系,建立了弯矩集中度的概念,提出了管片边部强梁的优化配筋方案。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片宽度 梁-弹簧计算模型 壳-弹簧计算模型
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武汉长江隧道管片衬砌结构受幅宽影响的力学分布特征研究 被引量:14
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作者 张建刚 何川 杨征 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期3763-3769,共7页
以武汉长江盾构隧道为工程背景,通过引入管片接头的弯矩-轴力-转角非线性曲线参数的三维壳-非线性弹簧计算模型对幅宽为1~10m的管片衬砌结构的三维力学分布特征进行系统研究,并与传统梁-非线性弹簧模型的内力结果进行比较,得出管片衬... 以武汉长江盾构隧道为工程背景,通过引入管片接头的弯矩-轴力-转角非线性曲线参数的三维壳-非线性弹簧计算模型对幅宽为1~10m的管片衬砌结构的三维力学分布特征进行系统研究,并与传统梁-非线性弹簧模型的内力结果进行比较,得出管片衬砌结构受管片幅宽影响的内力分布规律。最后通过大比尺相似结构模型试验对计算成果进行验证。研究结果表明:三维管片衬砌结构的最大正、负弯矩一般发生于幅宽边缘部位;就幅宽边缘的最大弯矩而言,在偏安全地假定环间剪切刚度无穷大的情况下,梁-弹簧模型的最大值和三维结构最大值基本相等,表明采用梁-弹簧模型的计算结果用于结构分析是可以确保安全的;就幅宽中央的最大弯矩而言,梁-弹簧模型的最大值比三维结构相应结果明显偏大,说明采用梁-弹簧模型计算结果进行管片配筋会使幅宽中部区域结构配筋率偏大,造成不必要浪费;大幅宽管片的环间接头径向剪力值比梁-弹簧模型的计算结果小,并且幅宽越大两者差值越大。该研究成果对于类似大型越江和海底盾构隧道优化管片结构配筋和分析管片结构安全具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 隧道工程 盾构隧道 管片幅宽 三维壳-非线性弹簧模型 相似模型试验
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