作者:李守巨; 张健; 王志云; 李雨陶 期刊:《西安科技大学学报》 2018年第02期
混凝土管片及其径向接头的横向弯曲刚度直接影响到管片衬砌的弯矩分布。当混凝土管片的混凝土强度等级、主筋面积和接头连接螺栓的面积已知时,建立了混凝土管片和接头的极限弯矩计算模型。基于混凝土梁弯曲时截面变形假定,解析推导得到管片和接头的极限曲率表达式。分别定义了混凝土管片和接头的有效弯曲刚度及其弯曲刚度比,提出了混凝土管片接头有效弯曲刚度比的解析计算模型。分别参考北京地铁4#、东莞至惠州城际轨道交通工程某...
作者:冯慧君; 俞然刚 期刊:《铁道工程学报》 2019年第09期
研究目的:盾构隧道管片接头是管片结构能够稳定承受荷载的重要部分,管片与管片通常采用弯螺栓的连接方式,管片接头的结构构造和功能性相对复杂,使得其力学行为较为复杂,管片接头的力学性能对管片结构的性能具有决定性影响。基于此,针对盾构隧道管片接头力学性能问题,建立三维精细化有限元模型开展数值计算,从管片接头混凝土、螺栓应力及接头力学参数三个方面分析接头弯矩和轴力对管片接头力学性能的影响规律。研究结论:(1)随着弯矩...
作者:陈俊生; 莫海鸿; 黎振东 期刊:《建筑结构》 2006年第10期
钢筋混凝土管片作为盾构隧道最基本的结构单元,其承载力影响管片环的整体性能。接头对管片环有削弱作用,使得对接头力学行为的分析显得尤为重要。通过对盾构隧道管片接头进行精细的三维有限元分析,得到接头的极限荷载及极限荷载下的应力、裂缝分布。研究发现,正弯矩作用下的接头强度取决于接头的局部强度;接头极大降低了管片环的整体承载能力;螺栓等连接件与管片混凝土之间的强度匹配也影响了管片接头强度。
作者:孙齐; 刘四进 期刊:《现代隧道技术》 2019年第05期
海底盾构隧道管片接头易发生渗漏水而加速衬砌结构侵蚀劣化。文章考虑管片内海水渗透、氯离子侵蚀及渗漏水等,建立了海底隧道管片接头渗漏-侵蚀数值计算模型,分析了不同外水压及不同接缝渗水量等工况下管片接头氯离子侵蚀运移规律及影响。结果表明:接缝渗漏水导致临近区域渗流场分布形态改变,孔隙水压增大,且外水压的影响作用大于渗水量;接缝渗漏水加重管片接头内侧混凝土侵蚀,外水压越大,其劣化增幅越明显,而渗水量大小的影响可忽...
作者:马国民; 丁文其; 魏于量; 姜弘; 金跃郎 期刊:《现代隧道技术》 2018年第04期
大弯矩小轴力的内力工况对大断面矩形盾构管片接头的构造设计提出了挑战。接头盒作为一种接头预埋件,其合理设计以及与混凝土共同受力机理值得研究。在梁-弹簧模型中接头抗弯转动弹簧刚度值具有明显的非线性,目前主要依靠足尺管片接头力学试验获取。鉴于数值模拟容易开展,同时基于某大断面盾构管片接头足尺抗弯力学试验数据,文章采用ABAQUS大型有限元软件建立了带有接头盒矩形盾构管片纵缝接头的三维精细化计算模型。针对这类带有...
作者:肖明清; 封坤; 张力; 何川 期刊:《土木工程学报》 2019年第11期
盾构隧道管片接头承载力的计算是管片设计和服役性能评估的重要部分和关键部分,针对形式相同而细部构造不同的管片接头,提出一套适用于其抗弯承载力计算的理论方法十分重要。鉴于此,文章基于接缝面的不连续特征将接缝面进行适当分区,建立盾构隧道管片接头抗弯承载力计算模型,并给出对应的求解算法。将理论模型的计算结果与接头足尺试验结果进行对比分析,验证理论模型的正确性,然后采用该计算模型对管片接头抗弯承载力进行分析与讨...
作者:董新平; 朱磊; 李宗艺; 李君普 期刊:《地下空间与工程学报》 2018年第03期
以盾构隧道衬砌三环原型加载破坏试验为基础,通过严格按照足尺试验尺寸、试验条件建立分析模型并消除环间作用的方法建立了单环加载破坏分析模型,着重就某局部管片接头转动刚度衰减对整环内力(弯矩)的影响进行分析,研究表明:(1)在盾构隧道管片整环破坏历程中,管片接头转动刚度的变化历程可通过转动刚度衰减系数这一特征变量进行追踪;(2)特定位置管片接头转动刚度衰减时,可导致其他位置管片弯矩发生增加或降低,且增减幅度并...
作者:王哲; 李京爽 期刊:《工业建筑》 2005年第01期
对某城市地铁管片环向接头的弯曲变形特性进行了试验研究.加载采用两套设备,一套用来施加环向荷载,另一套用来施加弯矩.加载方法是先施加环向荷载到750kN,然后维持环向压力不变,施加弯矩.分别得到了在正弯矩作用下和负弯矩作用下管片接头处的弯矩- 相对转角关系曲线.每条曲线大体上分为两个部分,分别对应于环向接触面在张开前的变形过程和张开后的变形过程.
作者:董新平; 李宗艺; 朱磊 期刊:《铁道标准设计》 2018年第07期
为对目前常用的盾构隧道内力分析方法和分析模型进行检验和验证,在三环足尺试验基础上构建单环加载案例作为校验标准,以该校验标准就内力分析模型的影响及条件等进行比较和研究,结果表明:在选择盾构隧道衬砌分析模型和分析方法时,应考虑隧道衬砌结构所受荷载水平;荷载水平较低,若环间作用和地层约束作用弱,盾构隧道衬砌结构设计时,可采用自由变形圆环模型(惯用法),以简化设计过程;荷载水平较大,局部管片接头可能进入非线性转动...
作者:李立功; 王力; 段志强; 刘大刚 期刊:《城市轨道交通研究》 2019年第09期
管片接头的受力情况与变形量直接影响隧道的安全性与防水性。以重庆轨道交通5号线大竹林停车场—重光站区间为例,分析单护盾全断面隧道掘进机法施工时的施工荷载,建立荷载-结构模型,仿真计算管片接头的受力与变形,并用实测数据予以验证。根据计算结果,在转弯段,围岩条件越不利,埋深越深,接头处变形就越大,安全系数也就越低。
作者:肖时辉; 黄海斌; 王明年; 李卓霖; 刘大刚 期刊:《铁道建筑》 2018年第07期
盾构管片接头螺栓与螺栓孔存在装配间隙,剪切作用下管片纵向连接螺栓在受剪的同时还受弯矩作用。为得到更接近工程实际的管片纵向连接抗剪刚度,根据Timoshenko理论推导了大直径盾构管片纵向连接抗剪刚度计算公式,并通过上海长江隧道管片环缝抗剪性能试验进行了验证。研究结果表明:公式计算结果与试验结果吻合得较好;由于装配间隙的存在,剪切作用下管片纵向螺栓抗剪刚度主要由其弯曲刚度控制,螺栓变形也以弯曲变形为主。
作者:徐平; 翟攀攀; 张天航; 董新平 期刊:《岩土力学》 2018年第S2期
盾构隧道衬砌管片接头转动刚度是盾构隧道衬砌结构计算中的一个重要参数,在衬砌结构计算方法中接头弯曲刚度评估多依赖于经验公式和足尺寸接头试验。为了准确而快速地评估不同类型管片接头转动刚度,尝试通过建立接头部位的解析模型为接头转动刚度的确定提供理论依据。依据管片接头部位的结构特点,结合半刚性接头力学行为建立弯矩-转角关系,给出接头结构的一种新型数学物理模型的接头尺寸和材料参数表达。以长弯螺栓接头为例,对模型...
作者:何川; 曾东洋; 唐志诚; 吴兰婷 期刊:《现代隧道技术》 2005年第06期
文章针对越江水下盾构隧道管片接头设计,采用三维有限元对典型接头方案中不同螺栓位置和土水压力计算控制点下的接头抗弯刚度、接缝张开度和张开高度、螺栓应力等进行了数值计算和对比分析,研究分析了手孔和螺栓数量及布设位置、尺寸等对大断面越江盾构隧道管片接头选型及设计参数的影响.研究结果表明,工程设计中此类接头应在满足接头抗弯刚度和接缝张开度的前提下采取减少手孔数量、均布手孔位置、调整螺栓中心位置和尺寸、施加螺...
作者:曾东洋; 何川 期刊:《西南交通大学学报》 2004年第06期
采用三维有限元法对南京地铁区间盾构隧道管片接头的受力情况进行了数值模拟计算,研究了不同荷载作用下管片接头的变形、转角和抗弯刚度,探讨了接头转角和抗弯刚度的变化规律;通过转角、弯矩和轴力关系的拟合为接头抗弯刚度的确定提供了新的途径.数值计算结果表明,管片接头抗弯刚度随轴力增大而增大,随弯矩增大迅速减小并逐渐趋于稳定;轴力对抗弯刚度的影响随弯矩的增大而减小.
作者:林越翔; 彭立敏; 施成华; 雷明锋; 李云峰 期刊:《铁道科学与工程学报》 2017年第08期
基于多尺度混合建模技术和非线性接触理论,建立考虑管片接头细部构造和静动应力累积的盾构隧道精细化数值计算模型,研究盾构正交下穿施工扰动下,既有隧道管片结构(含接头)的静动力力学特性。研究结果表明:新建盾构隧道的下穿施工将引起既有隧道管片结构纵向不均匀下沉,并伴有一定的扭转;管片接头变形、螺栓内力和接头混凝土应力均表现出波动性增长,其峰值出现在既有隧道中部及其前后约6m处;下穿施工扰动下,既有隧道管片拱...
作者:黄大维; 周顺华; 冯青松; 狄宏规; 舒瑶 期刊:《中国铁道科学》 2017年第03期
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...
作者:刘四进; 孙齐; 封坤; 何川 期刊:《现代隧道技术》 2016年第06期
摘要随着海底隧道服役时间的延长,氯离子侵蚀对衬砌结构的危害会不断递增,需对此进行深入研究。文章从多孔介质中腐蚀离子运移机理出发,采用渗流与离子运移耦合分析的方法,建立了管片接头氯离子侵蚀运移数值模型,重点分析管片接头位置在海底氯盐环境长期侵蚀作用下的氯离子侵蚀运移规律,得到的主要结论有:孔隙水是氯离子在管片混凝土中侵蚀运移的载体,氯离子在管片中侵蚀运移作用主要包括对流、分子扩散、机械弥散等;随着...
作者:刘曦睿; 晏启祥; 胡雄玉; 杜彬; 杨俊哲 期刊:《路基工程》 2016年第06期
对神东补连塔煤矿。2辅运平硐盾构斜井工程安全性,采用一种盾构斜井的内力分析及极限状态方法进行评估。斜井的内力受围岩蠕变效应和同步注浆浆液硬化效应的影响,结合盾构斜井管片接头刚度非线性的特性,运用有限元软件ANSYS模拟,求得内力随时间呈增大趋势。改进的极限状态评估方法主要分为:管片拉压、管片剪切和管片接头的安全评估,再根据内力分析方法可对斜井一段时期内的承载能力进行安全评估。结果表明:补连塔。2号盾构...
为了研究管片接头在盾构空推时的受力状况,笔者依托于武汉地铁3号线施工过程中盾构空推段的工程实际,对不同环境状况和受力状况下的管片进行了ANSYS建模分析,得出不同应力下管片接头的受力状况和应变规律。结合实际工程,得出满足压紧度要求的最合理的管片压紧力,并提出针对性的压紧控制措施。
作者:雷华明; 陈俊生 期刊:《广东土木与建筑》 2007年第12期
以广州地铁盾构隧道管片为对象,通过室内足尺试验对施工阶段盾构隧道管片接头的抗弯刚度进行研究,结果表明管片接头刚度呈线性变化,且与管片接头的构造形式密切相关,并随接头内力组合的不同而变化。