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多尺度特征增强下隧道裂缝的视觉测宽方法
1
作者 马庆禄 罗昊 +2 位作者 张梓轩 邹政 王伟 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第11期201-213,共13页
为了提升隧道裂缝尺寸测量的精度和计算性能,提出一种基于中轴线多尺度特征融合的视觉测宽方法.首先,选取裂缝宽度作为研究对象,并对裂缝中轴线提取方法进行改进,提出了模板匹配策略以提高并行细化算法生成的中轴线像素精简率.其次,通... 为了提升隧道裂缝尺寸测量的精度和计算性能,提出一种基于中轴线多尺度特征融合的视觉测宽方法.首先,选取裂缝宽度作为研究对象,并对裂缝中轴线提取方法进行改进,提出了模板匹配策略以提高并行细化算法生成的中轴线像素精简率.其次,通过优化方向链码骨架分支去除方法,提升裂缝中轴线分支去除效果.最后,利用最小二乘法对中轴线进行曲线拟合,提出基于裂缝骨架中轴线多尺度方向特征融合的宽度测量方法,并基于互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)传感器视场角度计算实现裂缝像素宽度与实际裂缝宽度的换算.选取重庆巴南花溪隧道作为研究对象进行实例分析,实验结果表明:本文所提裂缝测宽法的平均像素绝对误差对比最大膨胀圆测宽法、最短路径测宽法、正交投影测宽法分别降低了9.89百分点、4.67百分点、15.61百分点.并且改进后裂缝中轴线提取方法的平均像素精简率较改进前提高了6.58百分点.同时在不同测量距离的裂缝测量实验中,验证了所提方法在不同测量距离下的自适应能力. 展开更多
关键词 隧道工程 裂缝 机器视觉 宽度测量
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穿越软弱破碎带隧道稳定性分析
2
作者 包龙生 王选晗 +2 位作者 刘衎 刘博 赵国庆 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期523-532,共10页
研究不同产状因素软弱破碎带下隧道施工时围岩的变形规律、受力情况及稳定性,为该类隧道工程提供数据支撑和参考。利用Midas GTS NX有限元软件,根据不同的软弱破碎带产状因素(倾向、走向、宽度)建立多种数值模型,研究不同产状软弱破碎... 研究不同产状因素软弱破碎带下隧道施工时围岩的变形规律、受力情况及稳定性,为该类隧道工程提供数据支撑和参考。利用Midas GTS NX有限元软件,根据不同的软弱破碎带产状因素(倾向、走向、宽度)建立多种数值模型,研究不同产状软弱破碎带作用下施工时隧道结构的变形规律。不同产状因素的软弱破碎带作用下,围岩竖向、水平位移均呈现出先增大后减小的趋势,位移在破碎带中心达到最大值,并逐渐向两侧减小,整体呈“正态分布”,位移突变量基本是破碎带宽度的2~3倍。保持隧道行进方向与软弱破碎带正交,可有效提升隧道结构稳定性,同一监测断面的各个测点接触压力由大至小依次为拱脚、边墙、拱肩、拱顶、仰拱,可见拱脚至边墙区域为支护结构的薄弱部位。 展开更多
关键词 软弱破碎带 隧道稳定性 数值模拟 倾向 走向 宽度
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高填减载明洞土拱形态及衬砌结构力学性能研究
3
作者 姚泽文 李盛 +3 位作者 马莉 尤著刚 余云燕 班学锋 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期339-346,共8页
高填减载明洞的减载机理是通过增大回填土内部的沉降差使土体中产生土拱效应从而降低明洞上方土压力,以此减小衬砌结构的受力。高填减载明洞的减载效果取决于土拱效应的强弱,然而,土拱效应强弱与土拱形态有何关系尚不明确,为了优化明洞... 高填减载明洞的减载机理是通过增大回填土内部的沉降差使土体中产生土拱效应从而降低明洞上方土压力,以此减小衬砌结构的受力。高填减载明洞的减载效果取决于土拱效应的强弱,然而,土拱效应强弱与土拱形态有何关系尚不明确,为了优化明洞设计,提高衬砌结构安全性,需明确土拱形态对土拱效应的影响。因此,基于有限差分软件FLAC3D,以槽宽比和边坡角度为变量,研究应用EPS(expanded polystyrene)板+混凝土柱减载的高填方明洞回填土土压力、回填土的土拱形态以及衬砌结构受力,从土拱形态角度分析槽宽比和边坡角度对高填减载明洞土压力、衬砌结构受力的影响。结果表明:①明洞拱顶和仰拱外侧受压,明洞外侧受拉受压交界点出现在拱腰处,衬砌结构边墙与拱腰连接处弯矩最大;②减小槽宽比或增大边坡角度,会使土拱效应越显著,减载效果越好,衬砌结构所受轴力越小,衬砌结构更安全;③土拱效应强弱是由土拱厚度和明洞上方土拱区域面积决定的,土拱厚度越大、明洞上方土拱区域面积越大,减载效果越好,与土拱位置和土拱区域总面积无关。实际工程中,应通过控制土拱的厚度和明洞上方土拱区域的面积来优化结构受力。 展开更多
关键词 高填减载明洞 槽宽比 边坡角度 土拱形态 土拱厚度
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水工高压隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝开度数值模拟方法研究 被引量：1
4
作者 李东明 晁阳 +2 位作者 李同春 齐慧君 林潮宁 《水力发电》 CAS 2025年第1期62-68,92,共8页
水工高压隧洞常以裂缝最大宽度作为钢筋混凝土衬砌设计的控制标准,但针对大洞径、高水头隧洞的裂缝最大宽度计算,公式法存在一些局限性。许多专家学者尝试将数值模拟方法应用至衬砌裂缝宽度计算当中,但难以统筹考虑钢筋混凝土粘结滑移... 水工高压隧洞常以裂缝最大宽度作为钢筋混凝土衬砌设计的控制标准,但针对大洞径、高水头隧洞的裂缝最大宽度计算,公式法存在一些局限性。许多专家学者尝试将数值模拟方法应用至衬砌裂缝宽度计算当中,但难以统筹考虑钢筋混凝土粘结滑移、裂缝开裂后的应力重分布等多重因素的影响。基于此,提出一种通过损伤模型指导布设虚拟裂缝单元以反应裂缝特征的方法,即首先利用考虑粘结滑移的混凝土损伤模型模拟钢筋混凝土联合作用下衬砌混凝土损伤随着荷载施加发展的过程,进一步对损伤集中区域增设虚拟裂缝单元以计算裂缝开展过程。经对比,采用该方法计算得到的裂缝最大宽度、发展规律与分布情况与既有文献相似,且计算收敛性好,实现了通过有限元算法精确且高效地直接得到衬砌裂缝宽度,在设计与运行安全预测方面具有较大的应用价值。 展开更多
关键词 水工高压隧洞 钢筋混凝土衬砌 裂缝宽度 粘结滑移 虚拟裂缝 损伤模型
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高内压力下引水隧洞透水衬砌限裂理论分析研究
5
作者 陈洁 王艳强 +3 位作者 乐萍 董启暖 曹亚军 王伟 《岩土工程技术》 2025年第4期567-575,共9页
为了研究高内水压力下引水隧洞衬砌开裂的影响因素,进而对衬砌限裂进行优化设计,基于透水衬砌理论确定了透水衬砌的设计步骤,并给出了钢筋混凝土衬砌不同裂缝宽度的计算公式,结合实际工程,分别采用中国规范和美国规范的裂缝宽度计算公... 为了研究高内水压力下引水隧洞衬砌开裂的影响因素,进而对衬砌限裂进行优化设计,基于透水衬砌理论确定了透水衬砌的设计步骤,并给出了钢筋混凝土衬砌不同裂缝宽度的计算公式,结合实际工程,分别采用中国规范和美国规范的裂缝宽度计算公式计算得到混凝土衬砌配筋方案,并对混凝土衬砌裂缝宽度的影响因素进行了分析。结果表明:(1)中国规范计算得到的配筋面积比美国规范要更大,钢筋的应力更小;(2)影响混凝土裂缝宽度的影响因素主要有内水压力、配筋面积、渗透系数和衬砌的厚度,可以通过调整这几种影响因素来限制混凝土开裂。 展开更多
关键词 水工隧洞 透水衬砌理论 限裂宽度 配筋方案
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综采工作面煤柱宽度仿真模拟分析
6
作者 李瑞兴 《凿岩机械气动工具》 2025年第3期80-82,共3页
在煤矿开采过程中,巷道掘进会对周边岩层产生显著影响,因此常采用预留煤柱的方式支撑上覆岩层,以预防矿山安全事故。然而,预留煤柱会导致工作面掘进损失,影响煤矿资源开采率。为优化煤柱宽度设置,文章采用FLAC3D软件进行仿真模拟分析,... 在煤矿开采过程中,巷道掘进会对周边岩层产生显著影响,因此常采用预留煤柱的方式支撑上覆岩层,以预防矿山安全事故。然而,预留煤柱会导致工作面掘进损失,影响煤矿资源开采率。为优化煤柱宽度设置,文章采用FLAC3D软件进行仿真模拟分析,通过构建不同煤柱宽度下的工作面开采模型,详细探究了开采过程中围岩的应力变化和破坏范围,为煤矿开采提供了科学依据和技术支持,有助于提升煤矿资源开采率和生产安全性。 展开更多
关键词 煤矿开采 煤柱宽度 围岩 巷道掘进
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浅覆淤泥质地层盾构隧道管片位移研究
7
作者 王兆刚 《市政技术》 2025年第9期187-196,共10页
广州市轨道交通10号线广钢新城车辆段出场线盾构隧道位于淤泥质土层中,地下水位高,埋深浅,属于典型的浅覆淤泥质地层盾构隧道。为研究该类隧道管片宽度对管片位移的影响,利用数值模拟和现场监测,分别对1.2、1.5 m宽管片的位移规律进行... 广州市轨道交通10号线广钢新城车辆段出场线盾构隧道位于淤泥质土层中,地下水位高,埋深浅,属于典型的浅覆淤泥质地层盾构隧道。为研究该类隧道管片宽度对管片位移的影响,利用数值模拟和现场监测,分别对1.2、1.5 m宽管片的位移规律进行了研究。研究结果表明:1)在施工前期,管片位移变化速率较快,受施工扰动和土体应力重分布影响显著;在施工后期,变形速率逐渐趋于稳定。2)1.2、1.5 m宽管片在施工过程中的位移变化规律基本相同,但1.5 m宽管片位移值较大,部分管片位移值超过位移控制值(30 mm);1.2 m宽管片的位移变化更为平稳,变形幅值更小,较1.5 m宽管片具有更优越的位移控制性能;3)数值模拟和现场实测结果均表明,1.2 m宽管片更适合在浅覆淤泥地层中施工,施工效果更符合预期。 展开更多
关键词 盾构 隧道 浅覆淤泥 管片宽度 管片位移 监测分析 数值模拟
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不同宽高比宽幅双箱结合梁的气动力特性及流场机理研究
8
作者 张晓 赵仁燕 +2 位作者 张德旺 刘小兵 李慧君 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期315-324,共10页
以国内某宽幅双箱结合梁桥为背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的方法对不同宽高比宽幅双箱结合梁的气动力特性及流场机理进行了研究。首先,在实桥宽高比为12.8时选取-10°~10°,间隔为2°,共11个风攻角进行研究。然后,在0... 以国内某宽幅双箱结合梁桥为背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的方法对不同宽高比宽幅双箱结合梁的气动力特性及流场机理进行了研究。首先,在实桥宽高比为12.8时选取-10°~10°,间隔为2°,共11个风攻角进行研究。然后,在0°风攻角(水平来流方向)下,结合实际工程中双箱结合梁宽高比的取值范围,选取六种不同大小的宽高比(9.0、11.0、12.8、15.0、17.0和19.0)进行研究。结果表明:在实桥宽高比下,随风攻角由-10°变化到10°时,双箱结合梁的阻力系数先减小后增大;升力方向由向下变为向上,升力系数绝对值先减小后增大;扭矩方向由逆时针变为顺时针,且顺时针的扭矩系数先增大后减小。当风攻角为0°时,随着结合梁宽高比的增大,阻力系数先不变后增大;升力方向由向下变为向上,升力系数绝对值先减小后增大;扭矩系数逐渐减小。针对0°风攻角下不同宽高比的宽幅双箱结合梁,给出了三分力系数的计算公式,可为实际工程中宽幅双箱结合梁的风荷载设计提供参考。 展开更多
关键词 宽幅双箱结合梁 风洞试验 数值模拟 气动力特性 流场机理 宽高比
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跨断层山岭隧道地震响应特性
9
作者 范俊密 《黑龙江交通科技》 2025年第2期92-96,共5页
以北京至秦皇岛高速公路项目为工程背景,采用数值分析手段研究了跨断层山岭隧道地震受荷机理。结果表明:地震荷载横向作用下,断层破碎带的存在不会影响隧道地震响应规律,但会明显提高隧道受荷强度。其中,隧道拱顶加速度提高1.14倍,最大... 以北京至秦皇岛高速公路项目为工程背景,采用数值分析手段研究了跨断层山岭隧道地震受荷机理。结果表明:地震荷载横向作用下,断层破碎带的存在不会影响隧道地震响应规律,但会明显提高隧道受荷强度。其中,隧道拱顶加速度提高1.14倍,最大收敛值提高1.45倍,但依旧满足横断面变形限值。在断层区域隧道主应力明显升高,远离断层后降低,最大主应力出现在隧道拱腰,为6.9 MPa。最大主应力明显增大范围约70 m,超出断层宽度,应将抗震设防范围提高至隧道跨度的4.1倍。此外,断层倾角和断层带宽度均会对跨断层隧道结构产生明显影响。当隧道以大角度穿越断层带时,位于断层带内的隧道长度较小,对隧道抗震最有利。同时,较大的断层宽度会使得隧道受力趋于平稳。 展开更多
关键词 跨断层 山岭隧道 地震响应 断层倾角 断层宽度
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基坑开挖影响下UHTCC加固盾构隧道裂损机制研究
10
作者 叶翔 于阳 +2 位作者 王金昌 何放 王龙岩 《北方交通》 2025年第6期64-68,共5页
针对邻侧基坑开挖卸载导致的既有盾构隧道管片裂损及渗漏水问题,提出采用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)加固盾构隧道管片的方法。依托软土地区某地铁盾构隧道邻近基坑工程,建立了UHTCC加固盾构隧道管片的数值分析模型,分析了基坑开挖... 针对邻侧基坑开挖卸载导致的既有盾构隧道管片裂损及渗漏水问题,提出采用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)加固盾构隧道管片的方法。依托软土地区某地铁盾构隧道邻近基坑工程,建立了UHTCC加固盾构隧道管片的数值分析模型,分析了基坑开挖卸载影响下UHTCC加固盾构隧道的损伤开裂机制。研究结果表明:(1)在基坑开挖卸载影响下,盾构隧道管片裂损主要集中在受拉区,拱顶、拱底内侧以及左右拱腰外侧。坑外隧道裂损影响范围随着水平间距的减小而增大。(2)UHTCC加固可以显著提高盾构隧道管片的承载性能,抑制盾构隧道的裂损演化。(3)引入开裂因子指标,可根据隧道损伤状态评估出“安全区”与“危险区”,进一步预测盾构隧道的开裂行为。 展开更多
关键词 基坑开挖 盾构隧道管片 UHTCC加固 总应变裂缝模型 裂缝宽度
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非对称断面柔性桥梁涡激振动的导流板控制
11
作者 迟潇玲 陈昌萍 +2 位作者 钱长照 胡海涛 张祥敏 《公路交通科技》 北大核心 2025年第5期163-172,共10页
【目标】为研究非对称桥梁断面的涡振性能及气动措施对主梁断面的涡振响应的影响,分析导流板的物理尺寸变化(宽度、镂空率)时的抑振效果,为大跨柔性非对称桥梁断面的抗风设计提供参考借鉴。【方法】开展了1∶10节段模型风洞试验,试验在... 【目标】为研究非对称桥梁断面的涡振性能及气动措施对主梁断面的涡振响应的影响,分析导流板的物理尺寸变化(宽度、镂空率)时的抑振效果,为大跨柔性非对称桥梁断面的抗风设计提供参考借鉴。【方法】开展了1∶10节段模型风洞试验,试验在阻尼比为0.29%的条件下进行。研究中改变的气动措施主要有:在风嘴处增设不同尺寸的导流板和不同镂空率的导流板。【结果】非对称断面易产生涡激共振现象,竖向位移和扭转位移的极值分别为规范允许值的1.56倍、1.33倍,这表明此断面在现有状态下并不满足相关要求。在采取气动措施后发现,增设不同宽度的导流板,可以有效地改善桥梁断面的气动形态,进而优化涡振性能,随着导流板宽度的增大,抑振效果越发显著,其中700 mm导流板的抑振效果最佳。然而,将700 mm导流板镂空后,会加强气流的流动分离,竖向位移最大幅值达87.76 mm,为规范允许幅值的1.09倍,扭转位移的最大幅值为0.2478°,接近允许幅值,故将导流板镂空后抑振效果降低。【结论】通过对非对称桥梁断面涡振性能的研究,为桥梁的抗涡设计提供了重要的参考依据,有助于工程实践中更合理地选择和设计气动措施,以提升桥梁的抗风稳定性。 展开更多
关键词 桥梁工程 涡激共振 风洞试验 非对称桥梁断面 导流板宽度 导流板镂空率
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窄幅流线型箱梁竖向涡激振动性能研究
12
作者 段青松 马存明 +2 位作者 何知明 虞伟 明驰 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期101-107,共7页
为探究窄幅流线型箱梁断面竖向涡激振动性能,以3座大跨桥梁为背景,制作缩尺比均为1∶30、宽高比分别为4.3、4.6、6.5(断面Ⅰ~Ⅲ)的箱梁节段模型进行风洞试验,对比宽高比、风攻角、竖向阻尼比等对箱梁竖向涡激振动性能的影响;采用Fluent... 为探究窄幅流线型箱梁断面竖向涡激振动性能,以3座大跨桥梁为背景,制作缩尺比均为1∶30、宽高比分别为4.3、4.6、6.5(断面Ⅰ~Ⅲ)的箱梁节段模型进行风洞试验,对比宽高比、风攻角、竖向阻尼比等对箱梁竖向涡激振动性能的影响;采用Fluent软件建立数值模拟模型,分析断面周围绕流结构,以及检修车轨道和栏杆形式对箱梁竖向涡激振动性能的影响。结果表明:+3°、+5°风攻角时,断面Ⅰ、Ⅱ均发生竖向涡激振动,断面Ⅲ未出现竖向涡激振动;随着阻尼比增大,涡激振动区缩小,最大振幅逐渐减小;断面Ⅰ气流在桥面板处分离后,产生一定尺寸的旋涡并沿桥面板运动,旋涡尺寸不断增大,在桥面板背风侧发生分离并脱落,尾流旋涡为“单旋涡”模式,与断面Ⅰ相比,断面Ⅱ桥面板处旋涡尺寸相对较小,尾流旋涡为“旋涡对”模式;栏杆底座形式会影响箱梁竖向涡激振动性能,与箱梁下斜腹板距离0.8 m的检修车轨道对箱梁竖向涡激振动的影响较小,去除栏杆底座后,由于栏杆底座引起的气流分离旋涡消失,桥面上方旋涡尺寸明显减小,箱梁竖向涡激振动明显减弱。 展开更多
关键词 桥梁工程 窄幅流线型箱梁 涡激振动 宽高比 绕流结构 风洞试验 数值模拟
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地震系数法隧道上覆土柱的合理计算高度 被引量：13
13
作者 耿萍 何悦 +1 位作者 何川 晏启祥 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期159-164,共6页
在隧道埋深较大时,地震系数法由于夸大了隧道上覆土柱地震惯性力的影响,与实际工程和震害现象严重不符。因此,要提高现有地震系数法的适应性,迫切需要对地震系数法进行修正。首先依据地震系数法进行抗震计算,分析其局限性;并在Ⅴ级围岩... 在隧道埋深较大时,地震系数法由于夸大了隧道上覆土柱地震惯性力的影响,与实际工程和震害现象严重不符。因此,要提高现有地震系数法的适应性,迫切需要对地震系数法进行修正。首先依据地震系数法进行抗震计算,分析其局限性;并在Ⅴ级围岩条件下,分别采用地震系数法﹑反应位移法和时程分析法,对不同跨度的洞室进行抗震计算,最终得出Ⅴ级围岩条件、不同跨度下地震系数法的上覆土柱合理计算高度,研究成果可供隧道工程抗震计算参考。 展开更多
关键词 抗震设计 深埋 隧道跨度 Ⅴ级围岩 上覆土柱计算高度
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隧道围岩压力计算方法及其适用范围 被引量：65
14
作者 李鹏飞 周烨 伍冬 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期55-60,共6页
选取隧道围岩压力计算的7种常用方法,分别计算隧道埋深和隧道跨度等参数对围岩压力计算结果的影响,分析比较7种计算方法的优缺点及适用范围。研究结果表明:全土柱理论适用于不考虑隧道跨度的明挖回填工程或埋深较浅、围岩条件较差的隧... 选取隧道围岩压力计算的7种常用方法,分别计算隧道埋深和隧道跨度等参数对围岩压力计算结果的影响,分析比较7种计算方法的优缺点及适用范围。研究结果表明:全土柱理论适用于不考虑隧道跨度的明挖回填工程或埋深较浅、围岩条件较差的隧道工程;普氏公式适用于有一定自承载能力的深埋隧道;《人工岩石洞室设计规范》和《水工隧洞设计规范》适用于不考虑隧道跨度的围岩条件较好的隧道;太沙基公式和比尔鲍曼公式适用于围岩条件较差的浅埋隧道;《铁路隧道设计规范》中的围岩压力计算方法综合了全土柱理论、谢家烋公式和基于样本统计及围岩分级经验公式的优点,物理概念相对明确,便于工程技术人员应用,然而经验公式存在计算围岩压力随埋深变化不连续的情况,建议结合理论解析进一步修正和完善。 展开更多
关键词 围岩压力 理论解析 经验公式 隧道埋深 隧道跨度
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盾构施工引起的地表横向沉降槽分析 被引量：38
15
作者 璩继立 许英姿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期313-316,322,共5页
基于龙东路-世纪公园站区间隧道现场实测资料,对由盾构施工引起的沉降槽的形状进行了深入研究。首先绘出埋深不同的沉降槽的实测形状;再利用数学拟合方法对沉降槽的形状、影响范围、宽度系数及最大沉降量出现的位置进行的研究,指出它们... 基于龙东路-世纪公园站区间隧道现场实测资料,对由盾构施工引起的沉降槽的形状进行了深入研究。首先绘出埋深不同的沉降槽的实测形状;再利用数学拟合方法对沉降槽的形状、影响范围、宽度系数及最大沉降量出现的位置进行的研究,指出它们均与隧道的埋深有着密切的关系;最后,用统计学的方法给出隧道埋深与最大沉降量以及沉降槽宽度系数与隧道埋深之间的定量关系式。 展开更多
关键词 横向沉降槽 隧道埋深 宽度系数 最大沉降量
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某水工隧洞衬砌裂缝开度计算及裂缝机理分析 被引量：7
16
作者 陈尧隆 李守义 +2 位作者 简政 陈莉静 寇效忠 《西安理工大学学报》 CAS 2001年第1期30-35,共6页
结合某水工隧洞衬砌所发生的裂缝情况 ,通过现场调查获取了第一手资料 ,并经过分析和计算 ,取得了水工隧洞衬砌裂缝开度计算及裂缝机理分析成果。计算结果与原型观测资料相比吻合良好。该研究对水工隧洞衬砌裂缝开度计算及裂缝机理分析... 结合某水工隧洞衬砌所发生的裂缝情况 ,通过现场调查获取了第一手资料 ,并经过分析和计算 ,取得了水工隧洞衬砌裂缝开度计算及裂缝机理分析成果。计算结果与原型观测资料相比吻合良好。该研究对水工隧洞衬砌裂缝开度计算及裂缝机理分析具有参考价值。 展开更多
关键词 水工隧洞 裂缝开度 裂缝机理 混凝土衬砌
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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
17
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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武汉长江隧道管片结构关键技术研究 被引量：28
18
作者 肖明清 邓朝辉 何川 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2011年第10期84-89,共6页
研究目的:盾构隧道管片结构是影响工程安全、工程造价和施工速度的关键因素。武汉长江隧道具有大直径、高水压、掘进距离长、地层强透水、河床冲淤变化幅度大、地质条件复杂等难点,在国内缺少类似经验的前提下,针对该隧道特殊的建设条件... 研究目的:盾构隧道管片结构是影响工程安全、工程造价和施工速度的关键因素。武汉长江隧道具有大直径、高水压、掘进距离长、地层强透水、河床冲淤变化幅度大、地质条件复杂等难点,在国内缺少类似经验的前提下,针对该隧道特殊的建设条件,对盾构隧道管片结构的关键技术进行研究,确保结构的安全可靠,并为类似工程提供借鉴经验。研究结论:在国内首次提出了"通用楔形环、2 m环宽、九等分"的大直径盾构隧道结构新型式,并对不同厚度下管片结构的受力状态进行了比较,推荐管片厚度采用0.5 m。该结构安全可靠,经济性好,与工程建设条件具有较好的适应性。同时采用三维壳弹簧模型对该结构的内力分布特征进行了研究,揭示了大环宽管片两侧弯矩较大、中间弯矩较小的特点,故沿环宽的不同部位可以采用不同的配筋,以节省工程投资。 展开更多
关键词 长江隧道 管片结构 大环宽 九等分
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基于驾驶模拟技术的公路隧道车道宽度运行影响分析 被引量：7
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作者 王雪松 王婷 陈亦新 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期36-41,共6页
对于设计车速为80 km/h的双管6车道高速公路盾构隧道,受盾构机及资金限制,内侧车道设计宽度为3.5 m,相比一般高速公路路段规定减小了0.25 m。以上海市沿江特大高速公路隧道为研究对象,分析车道宽度的这种变化对车辆运行的影响。依照隧... 对于设计车速为80 km/h的双管6车道高速公路盾构隧道,受盾构机及资金限制,内侧车道设计宽度为3.5 m,相比一般高速公路路段规定减小了0.25 m。以上海市沿江特大高速公路隧道为研究对象,分析车道宽度的这种变化对车辆运行的影响。依照隧道设计方案,分别建立内侧车道宽度为3.75 m和3.5 m的2种模拟场景,基于同济大学高仿真驾驶模拟器展开对比试验。通过试验采集同一驾驶员在2种场景下的车速、轨迹偏移等参数,绘制隧道路段平均车速、平均轨迹偏移分布图,比较2种场景下运行参数平均值差异,发现2种场景下的车速、轨迹偏移变化趋势基本一致。利用配对t检验方法验证参数差异的显著性,结果显示,内侧车道宽度由3.75 m减小为3.5 m,对于车辆速度、轨迹偏移没有显著影响。 展开更多
关键词 高速公路隧道 车道宽度 驾驶模拟 运行车速 轨迹偏移 配对T检验
原文传递
太沙基土拱理论计算隧道受力存在的问题 被引量：8
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作者 张海丰 马保松 周维 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期55-60,共6页
太沙基土拱理论已广泛应用在隧道结构的受力计算中,但太沙基公式中涉及的计算宽度、侧压力系数和摩擦系数以及土拱模式尚未得到充分的理论解释和实验验证,工程技术人员对模型参数的物理意义认识不够清楚,参数选择不够准确。文章详细分... 太沙基土拱理论已广泛应用在隧道结构的受力计算中,但太沙基公式中涉及的计算宽度、侧压力系数和摩擦系数以及土拱模式尚未得到充分的理论解释和实验验证,工程技术人员对模型参数的物理意义认识不够清楚,参数选择不够准确。文章详细分析了计算宽度、侧压力系数和摩擦系数以及土拱模式的物理意义,对比了这些参数之间的异同,给出了选择不同的参数对土压力计算结果的影响。分析计算表明:计算宽度和土拱模式的选择对土压力具有较大的影响,应该根据实测结果选择计算宽度和土拱模式或者在施工扰动范围较大时选择更大的计算宽度和更保守的土拱模式;选取主动土压力系数是偏于安全的;摩擦角的选取对土压力也有较大影响,建议选择临界摩擦角或者临界摩擦角的一半进行计算。 展开更多
关键词 太沙基土拱理论 隧道受力 计算宽度 土拱模式
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