膨胀岩土地层盾构隧道结构力学行为研究

文章在提出膨胀接触压力概念的基础上,采用接触单元对膨胀接触压力和膨胀力的关系进行了研究,得出了膨胀接触压力与膨胀岩土分布、厚度、结构及地层刚度等的关系;同时对膨胀岩土地层中盾构隧道"荷载-结构"模式外荷载及"梁-弹簧"模型的特点进行了分析;并将其分析结果直接应用到成都地铁2号线膨胀岩土地层盾构隧道的结构分析中,得出了盾构隧道在不同膨胀岩土层、膨胀力、埋深和拼装方式条件下的结构内力值,对隧道结构设计起到了指导作用。     

多圆型盾构隧道衬砌结构力学性能分析

对多圆型盾构隧道衬砌进行了有限元分析,并对三圆和双圆形衬砌结构的内力及位移进行了对比分析。     

粘性地层地铁盾构隧道管片结构力学特征研究

以南京地铁一号线为工程背景,采用现场试验的研究手段对穿越粘性地层的盾构隧道管片结构在施工全过程和稳定期的力学行为进行了系统研究,同时采用考虑结构与地层相互作用的梁-弹簧模型对其进行了有限元数值模拟分析,并将结果进行比较和综合,提出了粘性地层条件下地铁盾构隧道管片结构的设计原则与方法。     

盾构隧道基础上修建三条平行隧道地铁车站的施工力学行为研究

结合我国地铁区间单线盾构隧道直径6m左右的实情,提出了在盾构隧道的基础上修建三条平行隧道岛式站台车站方案.对该车站结构的施工力学行为进行了二维有限元数值模拟分析,得出了车站主体结构在施作过程中的受力特征,并对其施工安全性作出了评价,最后提出了相应的设计和施工方面的建议.本研究成果可为今后实际工程的设计和施工提供参考.     

近接桩基盾构隧道施工管片力学行为研究

盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现局部破损现象。文章以深圳地铁5号线近接桩基时盾构隧道施工为研究背景,通过现场测试对衬砌所承受的轴力和弯矩进行了分析,以此来探究盾构隧道管片的力学特性。研究结果表明:上覆建筑物的全风化花岗岩层中,管片脱出盾尾后桩基荷载将传递给隧道上部土体,最后传递至衬砌管片,管片环受到较大的附加应力作用;管片刚拼装上时试验环内力较小;当管片脱出盾尾时其内力达到最大值;稳定后的管片内力一般相较刚脱出盾尾时稍小。由于岩层破碎且极度发育,透水性好,孔隙水压力变化速度较快,且能较快趋于稳定。     

圆形盾构隧道衬砌管片的计算分析

盾构法以其安全、快速等优点在我国地铁隧道施工中得到了越来越广泛的应用,但其施工成本相对较高,其中管片造价占盾构隧道总施工费的30%以上.因此,合理地进行盾构隧道管片设计对于控制工程造价具有举足轻重的作用.文章结合工程实例,从荷载、土层参数等方面,采用当前地铁盾构隧道衬砌管片设计计算普遍采用的(修正)惯用法,对管片受力进行了分析研究,得出了一些有助于管片结构设计的结论.     

武汉长江隧道盾构施工段衬砌管片方案设计

结合武汉长江隧道盾构施工段的衬砌设计,对管片环结构、管片分块方案、管片环宽等关键设计参数进行计算分析,提出合理的管片方案。     

国内地铁盾构隧道管片模具(钢模)的研究

管片钢模是盾构管片生式、靠模方式、定位形式、侧模加强和钢模细部5个方面对钢模的特性和质量问题进行了对比分析.     

钢纤维混凝土在盾构隧道衬砌管片中应用的可行性研究

盾构法施工中长期采用的钢筋混凝土管片存在一些缺点。为了克服这些缺点,从技术角度和经济角度分析了采用钢纤维混凝土管片的优越性与可行性,并提出一整套的研究思路与方案。     

盾构隧道上浮的力学机理研究

已有工程监测资料充分反映了盾构法隧道、尤以大直径的盾构法隧道,在施工完成后的相当长时间内,均会产生上浮。本文将从隧道施工过程中,初始地层应力状态被破坏、洞周应力被部分释放、形成＂下大上小的不均匀＂应力状态着手,研究隧道衬砌（其重量远小于被开挖土体重量）上浮的必然性和力学机理。     

富水软弱地层盾构隧道始发洞口土体加固技术

在富水软弱地层盾构隧道施工中,如何确保始发洞口土体的稳定是保证施工安全顺利进行的重要环节.文章以深圳地铁二号线南-科盾构区间为例,通过对搅拌桩法、旋喷桩法等传统的土体加固工法进行综合对比分析,并结合工程地质情况、地下水、施工环境以及安全性、经济性等因素,提出了选用两道800 mm厚素混凝土墙并配以搅拌桩对盾构隧道始发洞口土体进行联合加固的技术方案.结合现场监测数据,在盾构始发前和始发推进两个阶段对土体加固效果进行检验证明,这是一种适合软弱土层的较好的土体联合加固新技术.     

膨胀土地层中盾构隧道管片结构受力分析与对策研究

针对成都地铁2号线部分区间穿越由粘性土、卵石、泥岩组成的膨胀性地层的工程实践,采用数值模拟的方法计算和分析了在膨胀土位于管片结构周围不同位置时,在不同的膨胀接触压力下,管片结构的变形和内力情况.计算结果分析表明:当膨胀土位于隧道下方或上方时,膨胀土的膨胀将会增大管片结构的变形和内力,对于这类区段,隧道设计上应增加配筋量或采用通缝拼装方式;施工上要避免引起周围地下水位发生变化,应增强管片防水性及保证注浆质量.     

粉砂性土层中盾构施工措施的优化改进

文章以杭州地铁一号线隧道工程为依托,分析了土压平衡盾构在粉砂性土层中推进易碰到的问题,并进行了相应的改进;针对实际掘进中盾构刀盘和螺旋机叶轮的磨损规律,通过试验对比,提出了切实有效的耐磨加固措施,并取得了很好的效果;通过对原泡沫系统的不足进行优化改进,使泡沫系统简单化、成本节约化;针对不同大小的推进力进行试验,得到了该地层施工中的最优推进力。通过一系列优化改进措施,本工程得以安全、高效地完工,可为今后粉砂性土层盾构隧道施工提供借鉴。     

砂卵石地层中大断面泥水盾构泥膜形态研究

文章以南京地铁十号线越长江隧道为研究对象,采用离散元数值模拟与室内模型试验相结合的方法研究了砂卵石地层条件下,大断面泥水盾构隧道施工过程中泥膜生成—破坏—再生成的动态过程以及泥浆渗透范围,探讨了不同泥水压力条件下盾构施工对周围环境的影响。研究表明,采用的离散元方法能较好地重现泥水盾构施工过程中泥膜的动态变化过程;在泥水盾构施工中,泥水压力的选取对控制地层变形与掌子面稳定性具有十分重要的作用;针对砂卵石地层条件采用试验配置的泥浆,在泥水盾构开挖过程中可以形成渗透性泥膜,试验中泥膜最后形成的外曲线为椭圆的纯圆锥体,锥体最大旋转半径约为0.3D,泥膜最大渗透距离在盾构前方0.4~0.5D处,泥膜范围随着盾构掘进而向前推进。     

软土地层加固对盾构姿态调控及地层变形的影响研究

Based on the large-diameter shield tunnel project in soft soil strata in Hengqin District of Zhuhai City, this paper establishes a numerical simulation and analysis model for large-diameter shield tunnelling in unrein-forced and pre-reinforced strata, and investigates the relationship between the deflection moment and pitch angle of the shield machine as well as the impact of the changes in the machine′s attitude on the deformation of the strata by changing the load distribution of the thrust system to apply the deflection moment. The results show that the gravitational eccentric moment that causes the initial bow of the shield machine is 261 MN·m, and the deflection moment required to level the attitude under the condition of pre-reinforced strata is about 21 MN·m, which is 81.1% smaller than the condition of un-reinforced strata (111 MN·m). Under the condition of pre-reinforced strata, for every 100 MN·m increase in the positive deflection moment, the pitch angle of the shield machine will increase by about 0.015°, which is 84.2% smaller than the condition of un-reinforcement (0.095°). Also, under the condition of identical negative deflection moment, the absolute value of pitch angle after pre-reinforcement is more than 85.0% smaller than the un-reinforced case. Pre-reinforcement of the strata results in a reduction of over 95.0% in both the maximum uplift and maximum settlement of the ground surface. © 2023 Editorial By Modern Tunnelling Technology. All rights reserved.     

软土盾构隧道芳纶布加固机理和效果研究

运营盾构隧道的横向收敛变形直接关系到隧道的结构安全,粘贴芳纶布是常用的隧道变形整治加固方法之一,然而目前对其加固机理和加固效果还不明确。论文利用数值模拟方法,以隧道横向收敛变形和接缝张开量为指标,探讨了芳纶布对隧道横向变形的加固机理和加固效果;针对芳纶布粘贴时机与粘贴层数对加固效果的影响进行了参数影响分析。研究发现,粘贴芳纶布能有效地限制隧道横向收敛和接头变形,但芳纶布加固效果受隧道变形程度的影响,即隧道变形越小,加固效果越好;增加芳纶布粘贴层数,可以显著提高加固效果,最佳加固层数为2~3层。