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考虑变形控制的盾构穿越高铁隧道掘进参数研究 被引量:2
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作者 费瑞振 邹洋 +3 位作者 彭立敏 施成华 雷明锋 张继清 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2703-2716,共14页
为解决盾构下穿高速铁路隧道引发的变形控制难题,建立基于机器学习的沉降预测及盾构掘进参数优化模型。通过整合盾构穿越既有隧道工程实测数据、数值模拟及理论计算结果,构建了包含17类参数的综合数据库。依托天津地铁B1线下穿京津城际... 为解决盾构下穿高速铁路隧道引发的变形控制难题,建立基于机器学习的沉降预测及盾构掘进参数优化模型。通过整合盾构穿越既有隧道工程实测数据、数值模拟及理论计算结果,构建了包含17类参数的综合数据库。依托天津地铁B1线下穿京津城际铁路解放路隧道工程案例,采用贝叶斯优化的极端梯度提升算法(BO-XGBoost)建立沉降预测模型,并结合粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法实现盾构掘进参数优化。研究结果表明,BO-XGBoost模型在预测精度上显著优于传统神经网络与支持向量机,误差可以控制在±0.6 mm范围内,5折交叉验证结果表明该模型泛化能力稳定。地层损失率是既有隧道沉降主控因素,其次为盾构刀盘直径与盾构埋深,土体弹性模量及泊松比影响较弱。通过采用PSO算法优化后的盾构推进速度、刀盘转速、同步注浆压力等参数,可以将盾构穿越高铁隧道的沉降值控制在5 mm以内。研究成果可为盾构穿越高铁隧道安全施工及运营提供理论参考。 展开更多
关键词 变形控制 高铁隧道 盾构穿越 盾构掘进参数 预测模型
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多病害耦合作用下地铁盾构隧道单环管片健康度评价方法研究 被引量:3
2
作者 豆海涛 吕延豪 +2 位作者 孙雪兵 刘学增 李振 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期111-119,共9页
传统的单环管片健康度评价方法未考虑多病害耦合作用对结构性能的影响,造成评价结果偏乐观。基于某城市地铁病害统计数据,探讨城市地铁病害主要类型及内在关联,借助数值模拟,提出考虑病害耦合的单环管片承载力预测模型及健康度评价方法... 传统的单环管片健康度评价方法未考虑多病害耦合作用对结构性能的影响,造成评价结果偏乐观。基于某城市地铁病害统计数据,探讨城市地铁病害主要类型及内在关联,借助数值模拟,提出考虑病害耦合的单环管片承载力预测模型及健康度评价方法,并通过现场应用验证其合理性。主要结论如下:(1)渗漏水、错台、开裂、结构劣化(锈蚀、剥落等)和隧道变形是城市地铁的主要病害类型且各病害关联密切,结构服役性能受多病害耦合影响;(2)不同类型病害耦合影响的管片衬砌在加载条件下的承载性能演化规律、损伤特征以及对各类病害的敏感性存在差异;(3)基于钢筋截面损失率α、裂缝深度与管片厚度比β、剥落区域深度与管片厚度比γ、背后空洞范围m,分别建立钢筋锈蚀-管片开裂、钢筋锈蚀-剥落掉块、背后空洞-管片开裂、管片开裂-剥落掉块共4种病害耦合类型的单环管片承载力预测模型以及健康度评价方法。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 管片 健康度分级 有限元分析 预测模型 承载力
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超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工交界面温度场研究——以北京东六环改造工程冻结联络通道为例 被引量:3
3
作者 李明 王磊 +3 位作者 崔灏 陈红蕾 孙长松 杨哲 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期352-360,共9页
为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管... 为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管片交界面温度场及交界面冻结壁厚度等进行分析。结果表明:1)冻结过程中冻结管前部的非循环段长度会显著影响交界面处的冻结效果,交界面冻结壁厚度随非循环段长度增加而减小;在北京东六环工况下,冻结管间距为1 m时,非循环段长度达到450 mm冻结壁无法在56 d内闭合。2)单排管叠加冻结能显著提高交界面的冻结壁厚度及冻结管容许最大非循环段长度,而等管距的环形单圈冻结同直线单排管冻结无明显差距。3)冻结交界面为弧形时,交界面冻结壁厚度较管片为平面时有显著增加;非循环段长度为300 mm时,上壁厚度比平面管片增加了15%,下壁和侧壁则增加了35%,可以认为管片弧度对交界面冻结有利。4)冻结壁与隧道管片交界面是冻结壁的薄弱位置,在冻结施工中应尽量减小非循环段长度,并重点关注交界面处的温度变化,积极冻结及开挖过程中应对交界面位置做好保温,防止施工过程中交界面位置化冻引起地下水击穿冻结壁,造成涌水涌砂事故。 展开更多
关键词 冻结法 超大直径盾构隧道 界面温度场 联络通道 数值模拟
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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
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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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海域盾构隧道孤石和基岩凸起段的精细化爆破预处理方法研究 被引量:1
5
作者 魏海霞 崔有权 +4 位作者 陈建福 杨小林 褚怀保 祝杰 陈士海 《爆破》 北大核心 2025年第1期81-88,158,共9页
海域盾构施工中常遇到大粒径孤石和基岩凸起段,通常采用爆破法进行预处理,爆破预处理的效果是盾构机顺利通过的关键。依托厦门轨道交通2号线工程,综合考虑海域孤石和基岩凸起段的覆盖层条件、爆破块度控制指标及海洋生物安全控制标准,... 海域盾构施工中常遇到大粒径孤石和基岩凸起段,通常采用爆破法进行预处理,爆破预处理的效果是盾构机顺利通过的关键。依托厦门轨道交通2号线工程,综合考虑海域孤石和基岩凸起段的覆盖层条件、爆破块度控制指标及海洋生物安全控制标准,提出了一种盾构隧道孤石和基岩凸起段的精细化爆破预处理方法。具体步骤包括:爆破孔网参数设计;炸药单耗、单孔装药量、平均块度尺寸的计算;装药结构及爆破网路设计;爆破块度分布效果预测;考虑生态环境影响进一步优化爆破方案。现场应用结果表明:爆破预处理后的块度在30 cm以内,满足盾构机推进的块度尺寸要求;盾构机在爆破预处理段能够顺利掘进,与正常段推进参数基本相近。实现了海域盾构隧道孤石和基岩凸起段的精细化、生态化、高效化和安全化爆破施工。 展开更多
关键词 海域盾构 孤石 基岩凸起段 爆破预处理 块度
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盾构下穿施工既有隧道变形机理数值模拟研究 被引量:1
6
作者 路德春 宋涛 +2 位作者 林庆涛 孟旭 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期485-500,共16页
盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工... 盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工程建立盾构下穿既有隧道三维有限元数值模型,获得了盾构下穿过程中既有隧道结构变形、内力响应、围岩压力,及其周围地层应力的发展变化规律,揭示了既有隧道的变形机理。结果表明:既有隧道在纵向上发生挠曲和扭转变形,挠曲变形呈现为中部沉降两端隆起的“V”形变形,断面扭转变形呈中间大两端小的分布形式,且随盾构掘进先逆时针扭转后顺时针扭转;对于隧道横断面,在x=-0.8D~0.8D隧道断面呈现侧向压扁、竖向伸长的变形模式,在x=±0.8D之外隧道断面呈现侧向伸长、竖向压扁的变形模式,x=-0.8D~0.8D隧道断面变形由盾构开挖引起的土体卸载引起,x=±0.8D之外的隧道断面变形由中间区域隧道断面扭转和沉降变形的传递导致。 展开更多
关键词 盾构 下穿施工 既有隧道 变形机理 数值模拟
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渗流条件下盾构隧道松动区非极限状态水土压力研究 被引量:3
7
作者 陕耀 董雅丞 +2 位作者 吴遥杰 赵昱 宫全美 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期822-833,共12页
城市轨道交通越江盾构隧道施工时,上覆土层在土仓内、外水力交互作用下将产生渗流,渗流会改变隧道整体受荷状态进而影响其结构稳定性.为描述稳定渗流条件下盾构隧道外侧水土荷载变化规律,解决既有松动土压力计算中松动区渐进破坏与渗流... 城市轨道交通越江盾构隧道施工时,上覆土层在土仓内、外水力交互作用下将产生渗流,渗流会改变隧道整体受荷状态进而影响其结构稳定性.为描述稳定渗流条件下盾构隧道外侧水土荷载变化规律,解决既有松动土压力计算中松动区渐进破坏与渗流效应考虑不全的难题,基于颗粒椭球体理论,探明了松动区发展与土体渐进破坏间的关系;基于水平微分单元法,推导得出考虑大主应力拱效应的侧土压力系数计算公式;进一步构建并验证了考虑松动区渐进演化过程的隧顶水土荷载的数值迭代算法,实现松动区发展到任意高度时的隧顶水土荷载计算.研究结果表明:主应力迹线形状系数随着土体内摩擦角和应力偏转角的增大而减小,当应力偏转角和土体内摩擦角确定时,抛物线拱形应力迹线引起的荷载不均匀分布最小;平均侧土压力系数随着土体内摩擦角增加呈现略微增大的变化规律;调用摩擦角随应力偏转逐渐发展,滑移面剪应力完全发挥时对应的盾构隧顶水土荷载最小;土体内摩擦角和黏聚力的增加将显著降低隧顶水土荷载,渗流的存在将削弱土拱效应进而增大隧顶水土荷载.本文成果为稳定渗流场中非极限状态松动土压力计算提供了更精确的解答,可为实际工程中水下盾构隧道受荷评价提供理论依据. 展开更多
关键词 盾构隧道 稳定渗流 松动土压力 土拱效应 非极限状态
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高准确度电流比较仪研制及校验方法研究 被引量:1
8
作者 王维 刘夏 +1 位作者 黄璐 杨雁 《计量学报》 北大核心 2025年第1期112-118,共7页
介绍一种新型高准确度电流比较仪的结构及工作原理,提出了“屏蔽定向引流”线路结构。该结构可基本消除二次绕组容性泄漏误差,并可消除二次绕组各段组合使用时引入的附加误差,提高了电流比较仪的准确度。在电流比率5 A/5 A~5000 A/5 A... 介绍一种新型高准确度电流比较仪的结构及工作原理,提出了“屏蔽定向引流”线路结构。该结构可基本消除二次绕组容性泄漏误差,并可消除二次绕组各段组合使用时引入的附加误差,提高了电流比较仪的准确度。在电流比率5 A/5 A~5000 A/5 A范围内,达到的技术指标优于1×10-6。结合“屏蔽定向引流”线路结构的特点,进一步提出了多比率电流比较仪自校准方法,其校准不确定度优于2×10^(-7)。该校准方法准确度高,稳定性好,操作简单,耗时短,可有效解决过去长期困扰的互感器长途运输送检问题。 展开更多
关键词 电学计量 电流比例 电流比较仪 屏蔽定向引流 自校准方法
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地铁盾构区间机械法联络通道施工全过程正线隧道力学响应分析 被引量:2
9
作者 杜明芳 赵洁 +4 位作者 易领兵 张鹏 王宗勇 任方毅 朱行通 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期6-13,共8页
[目的]机械法联络通道施工对地铁正线隧道管片结构内力的影响较大,需要探明正线隧道结构在施工过程中的受力变化规律、受力薄弱点等情况,以保证正线隧道结构安全。[方法]以郑州某地铁盾构区间联络通道机械法顶管施工工程为背景,采用ABA... [目的]机械法联络通道施工对地铁正线隧道管片结构内力的影响较大,需要探明正线隧道结构在施工过程中的受力变化规律、受力薄弱点等情况,以保证正线隧道结构安全。[方法]以郑州某地铁盾构区间联络通道机械法顶管施工工程为背景,采用ABAQUS有限元软件建立了数值计算模型,对联络通道顶管施工全过程进行了仿真分析,研究施工过程中正线隧道结构变形及内力变化规律。通过比较仿真值与实测值的变化趋势及发生位置,验证了该数值模型的可靠性。[结果及结论]实测值与仿真值的变化趋势、发生位置基本一致,有限元模型具有准确性。施工过程中,切削环最大变形值呈逐渐增大趋势,始发端切削环弯矩最大值呈先增加后减小趋势,接收端切削环弯矩最大值呈先缓慢减小后增加趋势,切削环轴力最大值呈缓慢增加趋势。施工完成时的最大变形值和内力值均在设计允许范围内。 展开更多
关键词 地铁 盾构区间 机械法联络通道施工 力学响应
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盾构隧道双层衬砌结构受力特点及影响因素研究 被引量:2
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作者 王士民 刘畅 +1 位作者 马晓斌 钟美昀 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期119-128,共10页
盾构隧道双层衬砌结构受力特性是指导设计以及现场施工的重要依据,明确具体的荷载分配情况有利于维持结构的安全与稳定。以狮子洋隧道为工程依托,通过相似模型试验对盾构隧道双层衬砌结构的受力特点及其影响因素进行研究,结果表明:随着... 盾构隧道双层衬砌结构受力特性是指导设计以及现场施工的重要依据,明确具体的荷载分配情况有利于维持结构的安全与稳定。以狮子洋隧道为工程依托,通过相似模型试验对盾构隧道双层衬砌结构的受力特点及其影响因素进行研究,结果表明:随着外部荷载的增大,二衬荷载平均承担比例逐渐减小,管片起主要承载作用,二次衬砌的荷载平均承担比例均低于50%,在常时设计荷载下的荷载承担比例最大为46.22%;二衬内力分担比例与地层侧压力系数成正比,与二衬厚度成反比,地层侧压力系数过大对结构会有不利影响;叠合式结构的二衬内力分担比整体大于复合式结构,可针对二衬功能不同选取对应的接合面形式。 展开更多
关键词 盾构隧道 双层衬砌 受力特点 力学特性 模型试验
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同步注浆上浮力作用下大盾构管片瞬时变形特征模型试验研究 被引量:1
11
作者 李明宇 王越 +4 位作者 陈健 高始军 田应飞 靳军伟 杨钊 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期171-182,共12页
大直径盾构隧道施工期受高水压复杂地质环境影响,盾构同步注浆效果难以保证,管片极易产生过大上浮。以济南黄河隧道工程为背景,通过室内模型试验,探讨土体围压、同步注浆产生的上浮力及水平千斤顶推力耦合作用下,拱底与拱顶上浮量、收... 大直径盾构隧道施工期受高水压复杂地质环境影响,盾构同步注浆效果难以保证,管片极易产生过大上浮。以济南黄河隧道工程为背景,通过室内模型试验,探讨土体围压、同步注浆产生的上浮力及水平千斤顶推力耦合作用下,拱底与拱顶上浮量、收敛变形量、环纵向接缝错台量以及围压的瞬时变化规律和分布特性。研究发现:沿纵向观察时,拱顶与拱底竖向位移量、收敛变形量大致遵循对数正态分布;在盾尾后部第3环管片处,管片环的收敛变形量与纵缝错台量达到峰值;各环的收敛变形与竖向位移、环缝错台、纵缝错台近似成线性函数关系,拟合的函数斜率由未凝固区首环至末环呈现出逐环减小的趋势。建议实际工程中可考虑加强对脱出盾尾第3环管片的变形监测。 展开更多
关键词 盾构隧道 模型试验 横向变形 纵向变形 非均布上浮力 相关性
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不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头试验研究 被引量:1
12
作者 王金龙 甘海杰 +2 位作者 孙雪兵 娄英豪 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期67-75,共9页
[目的]针对目前常用的盾构管片钢板加固法存在的界面黏结薄弱、传力不明确等问题,有必要开展不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头(以下简称“接头”)的足尺试验,同时对现有锚栓布置方式优化设计。[方法]从试件设计、加固方法... [目的]针对目前常用的盾构管片钢板加固法存在的界面黏结薄弱、传力不明确等问题,有必要开展不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头(以下简称“接头”)的足尺试验,同时对现有锚栓布置方式优化设计。[方法]从试件设计、加固方法、加载设备及测试与加载方案等方面,详细介绍了钢板加固的盾构隧道管片纵缝接头试验。针对正弯矩和负弯矩等不同受力状态下的纵缝,采用不同锚栓布置方式,开展接头极限承载力试验研究。对比分析加固结构的受力性能和破坏模式,揭示其破坏机理,并评估不同锚栓布置下的加固效果。[结果及结论]对承受正弯矩作用的钢板加固的盾构隧道管片,增加纵缝两侧的锚栓布置,能够提升接头的承载能力,增幅为8%;对承受负弯矩作用的钢板加固的盾构隧道管片,减少纵缝两侧的锚栓布置,接头的承载能力未降低;针对不同锚栓布置下钢板加固的盾构隧道管片接头,黏结强度是加固结构的关键性能指标。 展开更多
关键词 轨道交通 盾构隧道管片 纵缝接头试验 锚栓布置
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洛阳盾构隧道地表沉降Peck公式参数修正 被引量:4
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作者 郜新军 魏文宇 +1 位作者 李珊珊 苏庆辉 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表... 为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表明:针对单线隧道,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际监测数据吻合度高,当修正系数α为0.4~0.9、β为0.5~0.7时得到的修正Peck公式精度最高;针对双线隧道,该地层下的地表沉降基本呈双峰“W”形,双线隧道的土体损失率η和沉降槽宽度系数K的分布区间分别为0.2%~0.8%和0.2~0.5,平均值分别为0.45%和0.37,且先行线的土体损失率均值、沉降槽宽度系数均值分别为后行线的1.4倍、1.3倍。研究成果可为洛阳典型粉质黏土与砂卵石复合地层中盾构隧道后续施工提供数据支撑。 展开更多
关键词 隧道盾构 粉质黏土与砂卵石复合地层 PECK公式 线性拟合 地表沉降 修正系数
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硬质岩层盾构掘进引起国保单位白塔振动预测与控制技术 被引量:2
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作者 蔡袁强 谢况琴 +5 位作者 袁宗浩 孙宏磊 黄勇 曹秒凤 曹志刚 梁旭 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期1064-1072,共9页
硬质岩层盾构掘进施工引起的环境振动会对邻近文物建筑产生不利影响。针对硬质岩层盾构掘进振源特性复杂和文物保护单位容许振动指标严苛的难题,基于之江路输水管廊隧道近距离侧穿白塔工程,系统介绍了一种基于实测与模拟相结合的振动反... 硬质岩层盾构掘进施工引起的环境振动会对邻近文物建筑产生不利影响。针对硬质岩层盾构掘进振源特性复杂和文物保护单位容许振动指标严苛的难题,基于之江路输水管廊隧道近距离侧穿白塔工程,系统介绍了一种基于实测与模拟相结合的振动反分析法,在此基础上开展了硬岩地层盾构掘进引起白塔振动响应预测分析,并分别从盾构施工参数和PVC空心减振屏障两方面进行白塔减隔振技术研究。结论如下:硬质岩层盾构掘进振源主要由盾构掘进过程中的刀盘转动、滚刀切削坚硬岩体诱发;盾构施工参数中掘进速度与振动响应表现出较好的相关性,降低盾构机掘进速度,振动响应全频段显著下降;PVC空心桩对中高频段具有较好的减振效果,在白塔范围内平均减振率可达50%。 展开更多
关键词 硬质岩层 盾构掘进 振动反分析 白塔 放大效应 PVC空心桩
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基于非支配排序遗传算法NSGA-Ⅲ的多目标屏蔽智能优化研究 被引量:1
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作者 王梦琪 郑征 +3 位作者 梅其良 彭超 高静 周岩 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期422-428,共7页
本文基于第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)开展了多目标屏蔽智能优化方法研究。以乏燃料运输船舶为对象,采用多目标智能优化程序建立一维离散纵标计算模型,针对舱盖上方区域屏蔽结构(混凝土和聚乙烯厚度)进行优化设计,最终得到1组优化... 本文基于第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)开展了多目标屏蔽智能优化方法研究。以乏燃料运输船舶为对象,采用多目标智能优化程序建立一维离散纵标计算模型,针对舱盖上方区域屏蔽结构(混凝土和聚乙烯厚度)进行优化设计,最终得到1组优化的屏蔽方案。基于优化后的屏蔽方案,建立真实的三维蒙特卡罗计算模型,和基于混凝土、聚乙烯或含硼硅树脂的方案进行对比,评估优化方案的屏蔽效果。评价指标包括屏蔽厚度、重量、总剂量率和价格等。结果显示,基于所开发的多目标屏蔽智能优化方法优化得到的方案各有特点,包含了多个优选的方案,为设计者提供了更丰富的选择。 展开更多
关键词 多目标优化算法 屏蔽 乏燃料运输船舶 第3代非支配排序遗传算法
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洞内注浆对盾构隧道竖向沉降的影响 被引量:1
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作者 魏纲 李航 +3 位作者 齐永洁 张治国 朱成伟 韩凯航 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期222-233,共12页
为治理因下方新建隧道穿越或上方堆载等产生的隧道不均匀沉降,常采用隧道洞内注浆技术对沉降区域进行抬升。为研究洞内注浆对既有隧道竖向位移及轴线处附加应力的影响,首先,根据2个实际工况提出了隧道下方注浆圆柱模型;其次,考虑了注浆... 为治理因下方新建隧道穿越或上方堆载等产生的隧道不均匀沉降,常采用隧道洞内注浆技术对沉降区域进行抬升。为研究洞内注浆对既有隧道竖向位移及轴线处附加应力的影响,首先,根据2个实际工况提出了隧道下方注浆圆柱模型;其次,考虑了注浆土体的体积膨胀作用及浆液的空间流动性,提出了非均匀体积膨胀注浆圆柱力学计算模型;最后,基于随机介质理论推导了注浆引起的隧道竖向抬升位移及轴线处的附加应力计算公式,研究了既有隧道沉降及轴线处附加应力在不同注浆参数(注浆量V、注浆体顶部与隧道底部距离H、注浆角度α)及不同纵向注浆方案下的变化规律。研究结果表明:隧道洞内注浆对隧道进行了有效抬升,计算所得抬升结果与工程实测结果较为吻合;随着注浆量V提高,既有隧道沉降变形逐渐减小,但当注浆量V过大时,将会导致既有隧道发生隆起变形;随着注浆圆柱顶部与隧道底部距离H增大,抬升量逐渐减小;随着注浆角度α增大,抬升量不断增大;沿隧道纵向采取非等量注浆方案并在沉降最大区域集中注浆能有效提高最大抬升量。 展开更多
关键词 盾构隧道 不均匀沉降 洞内注浆 附加应力 竖向位移
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地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性分析 被引量:1
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作者 张冬梅 朱锐 +3 位作者 陈淙岑 黄忠凯 张吾渝 朱美恒 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期196-206,共11页
地表超载是威胁盾构隧道结构安全运营的重要因素,且随着隧道服役时间的增长,钢筋锈蚀导致的盾构隧道性能劣化可能进一步加剧地表超载作用下结构损伤破坏的风险.鉴于此,提出了地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性分析方法,以软土地区... 地表超载是威胁盾构隧道结构安全运营的重要因素,且随着隧道服役时间的增长,钢筋锈蚀导致的盾构隧道性能劣化可能进一步加剧地表超载作用下结构损伤破坏的风险.鉴于此,提出了地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性分析方法,以软土地区某典型浅埋盾构隧道为例,建立了地表超载作用下锈蚀盾构隧道管片三维精细化有限元分析模型,考虑地层抗力系数与土体重度的不确定性开展了数值分析;在此基础上,以接头张开量为损伤指标,采用双参数对数正态分布模型建立了地表超载作用下锈蚀盾构隧道结构易损性曲线,揭示了超载和钢筋锈蚀率等因素对隧道结构易损性的影响规律.研究结果表明,隧道易损性概率随地表超载水平与钢筋锈蚀率的增大而增大;当地表超载较小时,钢筋锈蚀率对隧道易损性的影响更为突出;同一工况下,隧道腰部接头相较于拱顶或拱底接头具有更高的损伤概率. 展开更多
关键词 盾构隧道 地表超载 钢筋锈蚀 易损性分析 数值模拟
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双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降预测模型 被引量:1
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作者 王超 邹金锋 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期113-125,共13页
为探究双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降规律,需建立相关理论预测模型。考虑地层土体损失率和收敛模式的影响,以圆形隧道为例,通过引入等效土体损失参数,以求得隧道收敛后的实际埋深,改进经典二维Peck模型。综合考虑... 为探究双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降规律,需建立相关理论预测模型。考虑地层土体损失率和收敛模式的影响,以圆形隧道为例,通过引入等效土体损失参数,以求得隧道收敛后的实际埋深,改进经典二维Peck模型。综合考虑隧道轴心连线与水平面夹角α、双线隧道半径(r_(1),r_(2))和隧道轴心间距D等3种主要影响因素,建立双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降预测模型,通过实际工程的现场监测结果和数值模拟结果验证预测模型的工程适用性,并对双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降的主要影响因素进行分析。结果表明:预测模型可用于解决双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降问题,且满足20%的工程精度要求;地表沉降曲线从“V”形至“W”形间变化的临界参数值[α,r_(2)/r_(1),D/H']为[60°,2.0,1.0],可据此初步判断地表沉降曲线形状并检验地表沉降计算结果的合理性,为类似隧道工程建设中的地表沉降变形预测及控制提供参考。 展开更多
关键词 双线平行盾构隧道 布置方式 地表沉降 预测模型
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机械法联络通道施工参数全局敏感性影响分析 被引量:1
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作者 马永政 郑义 +3 位作者 朱瑶宏 周汪 牛富生 黄强 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期98-108,共11页
为研究机械法联络通道多种施工参数对隧道结构及周围地层环境的影响效应,采用基于Sobol理论的全局敏感性分析方法,建立精细化表达隧道结构及施工辅助设施设计特征的有限元数值模型,结合全施工过程数值模拟试验及监测分析验证,开展施工... 为研究机械法联络通道多种施工参数对隧道结构及周围地层环境的影响效应,采用基于Sobol理论的全局敏感性分析方法,建立精细化表达隧道结构及施工辅助设施设计特征的有限元数值模型,结合全施工过程数值模拟试验及监测分析验证,开展施工参数全局敏感性影响分析。结果表明:1)破洞施工使得主隧道最大变形位移相比施工前增加约34%,最大应力水平增加15.5%,接触界面膜应力增加5%~8%,内支撑体系应力水平为-12~40 MPa,施工完成后有一定程度的回弹或减少;2)被切削环开洞口附近应力变形变化较明显,管环横截面内外边缘主应力Ⅲ分布曲线呈纺锤形等几何特征;3)地表位移和隧道变形的计算结果与相应监测值的平均值曲线及变化趋势接近,验证了数值模型结果的合理性;4)针对应力变形相关的不同施工响应目标指标,各施工参数如土舱压力、顶推力、刀盘转矩以及内支撑预应力等的敏感度大小排序各异,通过探讨敏感度最大的土舱压力参数对螺栓组轴力的影响规律特征,得出其影响安全可控。 展开更多
关键词 盾构法 联络通道 数值模拟 位移监测 施工参数 全局敏感性分析
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伺服钢支撑控制旁侧既有盾构隧道变形试验研究 被引量:1
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作者 王哲 吴鹏飞 +5 位作者 魏纲 冯韦皓 吴雪桦 李航 易子浩 胡恬华 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期795-806,共12页
为探明伺服钢支撑主动控制旁侧既有盾构隧道变形时基坑和隧道的整体受力变形规律和机理,解决工程中伺服钢支撑的不合理应用问题,开展室内缩尺模型试验,通过分析地连墙变形、隧道变形、隧道围压与内力、周围土压力等试验数据,以及伺服钢... 为探明伺服钢支撑主动控制旁侧既有盾构隧道变形时基坑和隧道的整体受力变形规律和机理,解决工程中伺服钢支撑的不合理应用问题,开展室内缩尺模型试验,通过分析地连墙变形、隧道变形、隧道围压与内力、周围土压力等试验数据,以及伺服钢支撑不同组合方式下的隧道变形控制效果,研究伺服钢支撑主动控制旁侧隧道变形的规律和机理。试验结果表明:伺服加载对隧道水平位移和拱顶沉降均有一定的控制效果,且对水平位移的控制效果更加显著,对隧道右拱腰围压与弯矩的影响最大,拱顶拱底次之,对左拱腰影响最小,对地表沉降未产生显著的控制效果。伺服加载在旁侧土体产生的附加应力,随着距离增大产生消散现象,在隧道右拱腰产生应力集中现象,伺服加载对地连墙变形、隧道围压和弯矩、隧道变形的影响同步产生且相互关联。伺服钢支撑设置位置越靠近隧道埋深处、设置层数越多对隧道变形控制效果越好,但设置位置不当时设置层数与隧道变形控制效果不成正比,甚至产生负向控制效果,工程中应重点考虑伺服钢支撑的设置位置,不可盲目增大设置层数,否则增加工程成本且可能产生工程风险。研究结果可为伺服钢支撑主动控制围护结构及旁侧隧道变形提供理论指导,利于其更加广泛而合理地应用。 展开更多
关键词 盾构隧道 深基坑 伺服钢支撑 地连墙变形 模型试验
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