新型管片接头盾构隧道衬砌结构整环足尺试验研究 被引量：1

1

作者 赵明应 何应道 +3 位作者 吴鑫林 张肇一 白海文 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第5期143-148,共6页

[目的]目前,我国的盾构隧道结构存在管片局部削弱、接缝变形大、施工效率低及不利于自动化拼装等问题,因此,有必要对采用新型管片接头的盾构隧道结构力学性能进行研究。[方法]介绍了试验概况、加载方案及测试系统;基于新型管片接头的力... [目的]目前,我国的盾构隧道结构存在管片局部削弱、接缝变形大、施工效率低及不利于自动化拼装等问题,因此,有必要对采用新型管片接头的盾构隧道结构力学性能进行研究。[方法]介绍了试验概况、加载方案及测试系统;基于新型管片接头的力学性能,对盾构隧道衬砌结构力学性能进行分析,并开展新型管片接头盾构隧道衬砌结构整环足尺试验。[结果及结论]采用新型管片接头的盾构隧道衬砌结构在各工况下的收敛变形、接缝变形量及连接件受力均满足设计要求;管片结构整体变形呈现左右不对称的特点,管片结构右腰的变形量和内力均大于左腰;管片结构在弹性阶段的刚度为2.21×10^(4)N/mm;由于正弯矩接头连接件的受力相较于负弯矩接头更加不利,因此在施工运营过程中,应重点关注管片结构顶底位置的接缝受力情况。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片接头 整环足尺试验

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考虑接头转动的盾构隧道椭圆化环变形行为研究

2

作者 邹洋 叶艺超 +2 位作者 唐钱龙 彭立敏 雷明锋 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3797-3809,共13页

提出一种考虑椭圆化特征的管片环变形计算模型,基于线性叠加原理,推导均布条件下考虑接头转动的管片椭圆化环变形修正计算表达式,并将模型计算结果与实验结果进行对比分析,最终建立接头非均布非对称条件的管片椭圆化环变形通用计算方法... 提出一种考虑椭圆化特征的管片环变形计算模型,基于线性叠加原理,推导均布条件下考虑接头转动的管片椭圆化环变形修正计算表达式,并将模型计算结果与实验结果进行对比分析,最终建立接头非均布非对称条件的管片椭圆化环变形通用计算方法。研究结果表明:接头的数量与分布形式对管片环变形行为均有影响,特别是拱腰处的接头对变形的影响显著;相比于管片接头均布对称条件,接头均布非对称、对称非均布以及非均布非对称时的最大环变形量分别减少了6%、21%和33%,且最大减少量均出现在拱顶;与封顶块处于正上方相比,当封顶块处在斜上方时,拱顶、拱腰、拱底的最大环变形量分别减少了15.04%、37.33%和23.57%,盾构错缝拼装能明显降低盾构管片结构的收敛变形值。该模型综合考虑了接头转动、椭圆化特征、接头分布等因素的影响,并通过实测结果证明了该方法的适用性与有效性。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片接头 接头非对称 椭圆化 环变形

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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

3

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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盾构法隧道通用楔形管片排版及纠偏算法的研究

4

作者 黄捷 《工程建设与设计》 2025年第15期83-86,共4页

针对盾构法隧道通用楔形管片在区间隧道中设置人行联络通道时,要在局部采用特殊环所带来的排版复杂性和纠偏控制难题,分析当前通用管片排版在直线和曲线段的拟合能力。通过引入基于相对旋转角的人行联络通道特殊环排版算法,结合掘进过... 针对盾构法隧道通用楔形管片在区间隧道中设置人行联络通道时,要在局部采用特殊环所带来的排版复杂性和纠偏控制难题,分析当前通用管片排版在直线和曲线段的拟合能力。通过引入基于相对旋转角的人行联络通道特殊环排版算法,结合掘进过程中地质扰动引起的轴线偏离问题,研究利用前后环管片的相对转角进行动态纠偏。结果表明,该排版策略不仅提升了通用楔形管片对线路几何特征的适应能力,还有效实现特殊环的合理过渡,提高隧道轴线回归设计路线精度。 展开更多

关键词 盾构法隧道 通用楔形管片 特殊环 排版 纠偏 算法

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盾构隧道管片结构病害治理措施

5

作者 孙磊 《城市道桥与防洪》 2025年第7期252-256,共5页

近年来,我国城市轨道交通建设实现跨越式发展,目前已成为全球地铁运营里程最长的国家。然而,随着地铁运营时间的增加、周边地下空间的开发利用以及外部环境的不断变化,隧道管片结构往往会出现收敛变形、裂缝、渗漏水等病害。为保障地铁... 近年来,我国城市轨道交通建设实现跨越式发展,目前已成为全球地铁运营里程最长的国家。然而,随着地铁运营时间的增加、周边地下空间的开发利用以及外部环境的不断变化,隧道管片结构往往会出现收敛变形、裂缝、渗漏水等病害。为保障地铁隧道结构的安全与稳定,针对上述常见病害,采取针对性治理措施并分析治理效果。依托某工程实例,采用堵漏、裂缝修补、微扰动注浆、钢环永久加固等综合整治措施,提出了“微扰动注浆+钢环加固”组合技术路径,详细介绍了各项施工工艺及治理细节。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片结构 病害治理 微扰动注浆 钢环加固

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砂性地层中地铁盾构隧道管片结构受力特征研究 被引量：45

6

作者 何川 曾东洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期909-914,共6页

以南京地铁一号线穿越砂性地层盾构隧道为研究对象,对管片环施工全过程和稳定期进行了现场系统研究。采用考虑结构与地层相互作用的梁-弹簧模型进行理论计算,探讨了砂性地层中盾尾注浆、土体应力松弛、水压力及拼装方式对管片环土水压... 以南京地铁一号线穿越砂性地层盾构隧道为研究对象,对管片环施工全过程和稳定期进行了现场系统研究。采用考虑结构与地层相互作用的梁-弹簧模型进行理论计算,探讨了砂性地层中盾尾注浆、土体应力松弛、水压力及拼装方式对管片环土水压力、纵缝张开量、内力等的分布和变化规律的影响,揭示了砂性地层中地铁盾构隧道管片环的结构性能及其与地层的相互作用特性,提出了适用于砂性地层条件下的地铁盾构隧道设计原则与方法。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片环 土压力 纵缝 内力 梁-弹簧模型

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基于参数智能化采集的盾构管片自动选型算法研究 被引量：10

7

作者 杨钊 熊栋栋 +2 位作者 许超 陈少林 贺创波 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第5期817-825,共9页

为解决人工管片选型给盾构姿态和成型管片质量带来的隐患,将成熟的人工管片选型经验逻辑和合理简化计算模型根植于管片自动选型决策算法的内核,以影响管片选型的施工参数为研究对象,提出综合考虑盾尾间隙、推进油缸行程差和盾构趋势的... 为解决人工管片选型给盾构姿态和成型管片质量带来的隐患,将成熟的人工管片选型经验逻辑和合理简化计算模型根植于管片自动选型决策算法的内核,以影响管片选型的施工参数为研究对象,提出综合考虑盾尾间隙、推进油缸行程差和盾构趋势的管片选型计算方法和决策算法,预先考虑各影响因素实际施工中所有可能出现的取值范围以及不同施工工况下的权重变化。该软件首次针对大直径盾构特点开发8组盾尾间隙和6组油缸行程的算法,借助盾尾间隙智能化测量和监控屏幕参数图像识别技术,实现通用型管片选型参数智能化采集。在盾构隧道施工中配套使用,经多个项目现场验证和应用,管片选型算法合理,契合现场施工要求,起到规范或代替人工管片选型施工、保障成型隧道质量和盾构掘进姿态的作用。 展开更多

关键词 盾构 管片选型 权重分配 大直径盾构 图像识别 智能监测 自动选型算法

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盾构始发负环管片和反力架拆除时机的影响因素分析 被引量：19

8

作者 李涛 刘波 +1 位作者 江玉生 黄杰 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期48-53,共6页

采用FLAC3D软件,分别对北京地铁大兴线01标盾构始发工程和一般地铁盾构始发工程进行模拟,分析负环管片水平位移与拼装管片环数之间的关系,研究负环管片和反力架的拆除时机及其影响因素。结果表明:随着拼装管片环数的增加,负环管片水平... 采用FLAC3D软件,分别对北京地铁大兴线01标盾构始发工程和一般地铁盾构始发工程进行模拟,分析负环管片水平位移与拼装管片环数之间的关系,研究负环管片和反力架的拆除时机及其影响因素。结果表明:随着拼装管片环数的增加,负环管片水平位移的增加经历了初始增长、快速增长、缓慢增长和稳定4个阶段。在负环管片水平位移进入第4阶段时,负环管片和反力架不再承担盾构推力,此时是拆除负环管片和反力架的最佳时机;摩擦系数、隧道埋深和管片外径3个因素对负环管片水平位移的影响显著;随着摩擦系数、隧道埋深的增加,水平位移均逐渐减小,且影响程度逐渐减弱;随着管片外径的增加,水平位移逐渐减少,但影响程度逐渐增强。 展开更多

关键词 地铁 隧道工程 盾构始发 负环管片 反力架 拆除时机 水平位移

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关于盾构隧道楔形管片环的思考 被引量：6

9

作者 杨群 谢立广 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2010年第3期56-59,共4页

文章从理论分析和工程实践的角度探讨盾构隧道楔形管片环的技术特点并总结相关规律,包括线路拟合、楔形方式和楔形量等,可供同行在设计与施工中借鉴或参考。

关键词 盾构隧道 楔形环 线路拟合 楔形量 楔形角

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盾尾密封失效诱发砂土地基盾构管片环失稳坍塌研究 被引量：7

10

作者 钟小春 余明学 +3 位作者 竺维彬 米晋生 黄威然 钟长平 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期264-274,共11页

盾构管片环失稳坍塌案例时有发生,探究其失稳坍塌发生条件对于预防重大安全事故发生具有重要意义。基于Midas GTS建立30环考虑环缝螺栓作用的荷载−结构计算模型,从盾尾管片环地基掏空和盾尾姿态突变2个方面探讨盾构管片环结构失稳破坏... 盾构管片环失稳坍塌案例时有发生,探究其失稳坍塌发生条件对于预防重大安全事故发生具有重要意义。基于Midas GTS建立30环考虑环缝螺栓作用的荷载−结构计算模型,从盾尾管片环地基掏空和盾尾姿态突变2个方面探讨盾构管片环结构失稳破坏过程及失稳坍塌的发生条件。结果表明:盾尾渗漏使盾尾壳体失去了周围地基的有效约束作用,盾尾发生前仰后俯的姿态变化,隧道结构发生横向“横鸭蛋”和纵向挠曲变形,最终导致部分管片环坍塌。盾尾下沉位移是诱发管片环失稳坍塌的主要因素,盾尾下沉导致隧道纵向变形快速发展,快于盾尾渗漏引起管片环周围地基掏空所导致的隧道纵向变形。当盾尾下沉位移大于0.50 m且掏空范围大于5环、盾尾下沉位移大于0.45 m且掏空范围大于10环、盾尾下沉位移大于0.40 m且掏空范围大于11环时,环缝最大张开量超过单根螺栓极限应力时的环缝张开量47.43 mm,部分纵向螺栓被拉断,管片外水土发生喷射,加快管片环外砂土快速流失。当盾尾下沉位移大于0.5 m且掏空范围大于9环时,环缝最大张开量超过65.2 mm,管片环椭圆率超过46.1‰,最终诱发多环管片环失稳坍塌。研究结果可为盾尾渗漏诱发的重大安全风险评判提供参考。 展开更多

关键词 盾构管片环 姿态突变 砂土地基掏空 失稳坍塌 环缝张开 螺栓拉断

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不同病害情况下盾构隧道环向刚度的计算方法 被引量：7

11

作者 李春良 王勇 王旭 《隧道建设》 2013年第8期645-649,共5页

为研究盾构管片环向刚度分布问题,针对盾构隧道产生的各类病害和实际的接头位置,建立各类病害发生后的管片结构环向刚度模型。计算结果表明:1)管片环向刚度模型的理论计算结果与管片的实际刚度分布情况相符,具有较高的精度。2)刚度计算... 为研究盾构管片环向刚度分布问题,针对盾构隧道产生的各类病害和实际的接头位置,建立各类病害发生后的管片结构环向刚度模型。计算结果表明:1)管片环向刚度模型的理论计算结果与管片的实际刚度分布情况相符,具有较高的精度。2)刚度计算模型能真实准确地揭示出管片结构环向变刚度的分布情况,所建立的刚度分布模型是正确与合理的。刚度模型的建立有利于后期研究盾构隧道病害发生后的盾构管片各截面内力重新分布问题,为后续研究奠定基础。 展开更多

关键词 盾构 管片 病害 管片接头 环向刚度 傅立叶级数

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地铁盾构通用环管片楔形量计算方法研究 被引量：16

12

作者 张稳军 朱战魁 +2 位作者 张琪 高树东 董秀竹 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第5期746-753,共8页

通用环管片通过有序旋转拼装形成地铁盾构隧道,而管片楔形量的变化将影响通用环管片线路拟合及施工纠偏的能力。为明确地铁盾构通用环管片楔形量的计算方法,对计算管片楔形量的类似通缝、紧邻交错、非对称间隔交错和对称间隔交错4种计... 通用环管片通过有序旋转拼装形成地铁盾构隧道,而管片楔形量的变化将影响通用环管片线路拟合及施工纠偏的能力。为明确地铁盾构通用环管片楔形量的计算方法,对计算管片楔形量的类似通缝、紧邻交错、非对称间隔交错和对称间隔交错4种计算方法进行详细介绍与比较,然后结合天津市滨海新区轨道交通Z2线工程,系统分析几种楔形量计算方法的线路高程拟合情况和不同楔形量通用管片对整个典型区间的拟合情况,最后提出地铁盾构通用环管片楔形量的多层次控制设计流程。研究结果表明:对称间隔交错计算方法更适用于初步计算通用环管片楔形量,并且将最小曲线半径折减50～100m能够更快地确定初步设计的楔形量,同时有必要对管片进行设计排版来验证计算得到的管片楔形量是否满足控制要求,并且在验算时线路高程拟合偏差是一项重要的控制因素。 展开更多

关键词 地铁 盾构隧道 通用环 管片楔形量

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车站洞门环梁与隧道管片连接螺栓的粘结-滑移 被引量：1

13

作者 杨成 廖伟龙 +2 位作者 宋同伟 耿萍 方勇 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期876-885,共10页

地铁车站洞口的混凝土环梁与隧道管片之间一般通过螺栓连接,螺栓往往以预埋的方式锚入车站环梁内,并且与握裹它的混凝土之间存在粘结-滑移变形,这对环缝张开宽度和环梁结构损伤发展都可能产生影响,为进一步明确其中的机理及影响程度,参... 地铁车站洞口的混凝土环梁与隧道管片之间一般通过螺栓连接,螺栓往往以预埋的方式锚入车站环梁内,并且与握裹它的混凝土之间存在粘结-滑移变形,这对环缝张开宽度和环梁结构损伤发展都可能产生影响,为进一步明确其中的机理及影响程度,参考既有的粘结-滑移本构模型,利用可细化分析粘结-滑移的有限元分析平台,在充分考虑材料非线性特征的基础上,针对3种不同型号螺栓,分别考虑锚固长度足够和不足两种情况,分析了螺栓在环梁内的粘结-滑移,以及环缝宽度增大的过程;通过量化分析粘结应力和螺栓应力沿螺栓长度的分布,揭示了粘结-滑移对环缝宽度发展的影响机制.分析表明:采用粘结-滑移模型时,得到的螺栓连接刚度介于嵌固模型和弹簧模型之间,粘结-滑移变形对盾构管片和车站环梁之间环缝宽度的影响不可忽略;仅考虑受拉影响,即便在锚固长度足够的情况下,当螺栓接近屈服时,螺栓与环梁间的粘结-滑移变形在环缝张开宽度中占比最大可达30%,螺栓屈服后,这个滑移占比会随环缝扩展降至8%以下,受此影响,考虑粘结-滑移的螺栓抗拉刚度最低约为完全嵌固模型的1/3. 展开更多

关键词 盾构隧道 管片 混凝土环梁 螺栓 粘结-滑移

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盾构隧道通用环管片拟合排版技术 被引量：1

14

作者 张稳军 张弛 +2 位作者 起建兵 牛荣健 张高乐 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1648-1655,共8页

为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通... 为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通用环管片排版端面中心三维坐标的计算方法及起始环的定位方法。根据某盾构隧道工程实例,利用研发软件进行排版拟合,结果表明:该方法得到的排版结果与隧道设计轴线的拟合效果良好;将拟合得到的管片排版端面中心坐标与实际测量结果进行对比,能够得到施工偏差方向及具体数值,可为后续排版和纠偏提供定量控制指导,该研究成果还可实现管片楔形量的试算,从而优化管片设计参数,为盾构隧道的设计及建设提供技术支持。 展开更多

关键词 盾构隧道 通用环管片 排版技术

原文传递

大直径盾构隧道纵向刚度增强措施研究 被引量：7

15

作者 叶飞 李思翰 +2 位作者 刘畅 温小宝 韩兴博 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期959-968,共10页

为研究不同环缝接头结构对盾构隧道纵向刚度的增强效果,采用等效连续化模型计算得到断面直径对隧道纵向拉压、纵向抗剪和纵向抗弯刚度的影响规律,将隧道纵向刚度增强措施与管片环缝接头结构相联系,采用数值模拟深入探究了9种环缝接头结... 为研究不同环缝接头结构对盾构隧道纵向刚度的增强效果,采用等效连续化模型计算得到断面直径对隧道纵向拉压、纵向抗剪和纵向抗弯刚度的影响规律,将隧道纵向刚度增强措施与管片环缝接头结构相联系,采用数值模拟深入探究了9种环缝接头结构的力学性能,对比得到增强隧道纵向刚度效果最优的环缝接头结构。结果表明:直径对纵向拉压和纵向抗弯刚度影响较小,对纵向抗剪刚度影响较大;环缝接头刚度增强措施能够显著减小管片位移,提高隧道纵向刚度,提升效果为:斜螺栓>弯螺栓,定位榫>剪力销>凹凸榫;螺栓型式和纵向刚度增强措施均对螺栓最大剪切应力有较大影响,竖向荷载下受螺栓型式影响较大,水平向荷载下受管片环缝接头刚度增强措施影响较大;结合经济性和有效性,当接头螺栓为弯螺栓时,设置定位榫是一种相对较优的选择。 展开更多

关键词 大直径盾构 纵向刚度 管片环缝接头 刚度增强措施

原文传递

基于内置接头参数数组的整环衬砌模型结构分析 被引量：4

16

作者 张建刚 李围 何川 《人民长江》 北大核心 2020年第4期152-156,共5页

为在整环衬砌结构分析中正确体现管片接头参数的复杂特性,通过表格型数组将管片接头参数内置于整环衬结构分析的程序中。经迭代计算,实现了管片接头三维非线性参数在整环衬砌分析中的全面应用。研究表明:这种将接头参数和整环衬砌整合... 为在整环衬砌结构分析中正确体现管片接头参数的复杂特性,通过表格型数组将管片接头参数内置于整环衬结构分析的程序中。经迭代计算,实现了管片接头三维非线性参数在整环衬砌分析中的全面应用。研究表明:这种将接头参数和整环衬砌整合在同一程序的算法,不但结果可靠而且运算速度更快;管片接头的抗弯刚度、接缝张开量、混凝土最大压应变、螺栓拉应力都将随着拼装方式、接头位置、外部荷载而改变,不适合单一取值;该模型不仅能分析整环受力和变形,而且能评价各管片接头的安全状态。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片接头 整环衬砌 迭代计算 安全评价

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盾构隧道施工期管片错台影响因素研究 被引量：26

17

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

原文传递

大断面宽幅盾构管片三维内力分布分析 被引量：17

18

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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盾构隧道施工对管片环和地表沉隆变位的影响研究 被引量：2

19

作者 姚勇 曾东洋 晏启祥 《西南科技大学学报》 CAS 2006年第2期20-25,共6页

结合某地铁区间盾构隧道所处围岩地质状况,引入荷载释放系数,采用三维有限元法对盾构隧道施工所引起的隧道应力场和位移场、管片环整环变形、地表三维沉隆变位与横、纵向沉隆曲线分布变化规律进行了深入研究,得到如下结论:(1)隧道施工... 结合某地铁区间盾构隧道所处围岩地质状况,引入荷载释放系数,采用三维有限元法对盾构隧道施工所引起的隧道应力场和位移场、管片环整环变形、地表三维沉隆变位与横、纵向沉隆曲线分布变化规律进行了深入研究,得到如下结论:(1)隧道施工将引起呈带状分布于隧道拱顶的较大管片环应力,且该应力随施工进程增幅较小。(2)管片环最大和最小位移分别呈带状分布于盾构隧道拱顶和拱底,且随着掌子面的前行略有增加并渐趋稳定。管片环呈横向变形趋势发展,拱顶下沉量最大,拱腰外扩量次之,而拱底隆起量最小。(3)随着掌子面的逼近,前方约15m处地表形成隆起,随后下沉且该沉降速率较大,两侧土体向隧道中线移动,地表沉降槽较大但渐趋稳定。 展开更多

关键词 盾构隧道 三维有限元法 管片环 地表变位 沉降曲线

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环端面不平整条件下衬砌管片抗剪承载特性研究 被引量：3

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作者 关振长 杨泽龙 +2 位作者 宁茂权 刘浩 郑路 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1533-1543,共11页

在衬砌管片拼装过程中难免出现环端面不平整(或环缝间垫片局部脱空)的情形,进而在顶推力作用下管片容易产生局部开裂破损,严重时甚至危及衬砌结构安全。鉴于此,以衬砌管片抗剪原型试验为基础,在ABAQUS数值分析平台上建立P2型标准块管片... 在衬砌管片拼装过程中难免出现环端面不平整(或环缝间垫片局部脱空)的情形,进而在顶推力作用下管片容易产生局部开裂破损,严重时甚至危及衬砌结构安全。鉴于此,以衬砌管片抗剪原型试验为基础,在ABAQUS数值分析平台上建立P2型标准块管片的精细化模型,管片上部设置千斤顶靴板,底部设置垫片并使右侧垫片脱空。在靴板上逐级施加均布荷载,以分析局部脱空情况下衬砌管片在逐级顶推力作用下的力学响应,探讨环端面不平整条件下衬砌管片的裂缝发展过程及抗剪承载特性。数值模拟结果表明:顶推力加载至850 kN,管片脱空端竖向位移达到2 mm,管片内弧面上部出现第1道裂缝,内置钢筋仍处于弹性阶段;加载至1120 kN,脱空端竖向位移达到6 mm,内弧面上出现2道新裂缝,同时第1道裂缝进一步扩展形成内外贯穿性裂缝,即管片裂缝发展过程大致为内弧面→上环端面→外弧面,且裂缝附近上层纵向钢筋达到屈服强度;考虑到内外贯穿裂缝给衬砌管片带来较大渗漏水隐患,认为P2型标准块管片的抗剪承载力(即屈服荷载)约为1120 kN。将数值模拟结果与原型试验结果进行对比,二者所得管片裂缝分布与扩展规律大致一致,抗剪承载力基本相符,验证了数值模拟结果的可靠性。研究成果可为盾构隧道的衬砌设计与掘进施工提供参考依据。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片抗剪承载特性 环端面不平整 数值模拟 原型试验

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