圆形隧道装配式衬砌接头刚度模型研究

接头刚度Kθ是装配式衬砌结构设计的一个重要参数。目前 ,Kθ的取值尚无现成的公式或图表可循 ,一般是根据接头受力试验确定。本文通过试验建立了接头的力学模型 ,该模型将接头衬垫和连接螺栓抽象成弹簧 ,根据衬垫材料的压缩回弹曲线 ,建立了接头受力和变形的非线性方程式。为了避免应用中求解非线性方程组 ,本文推导了接头刚度的简化计算公式。应用所建立的模型可以求解接头转角、接缝张开量、螺栓拉力等参数 ,通过与接头受力试验实测数据对比 ,证明计算值和实测值是吻合的。文中还应用模型对各种因素对接头刚度的影响规律进行了模拟 ,所得结果是合理的。     

管片衬砌梁–弹簧广义模型及接头转动非线性模拟

梁–弹簧模型法在盾构管片衬砌设计计算中逐渐得到广泛应用,但现有的梁–弹簧模型无法模拟盾构衬砌管片接头的不连续变形及接头转动刚度的非线性特性。基于此,开展了梁–弹簧模型在衬砌设计中的适用性及非线性接头转动刚度在梁–弹簧模型中的应用研究。研究表明:根据对相邻管片在接头位置结点位移处理的不同,可将梁–弹簧模型分为梁–弹簧连续模型和梁–弹簧不连续模型,后者又称为梁–接头模型,可准确分析盾构管片衬砌的内力及变形。采用梁–弹簧不连续模型求解衬砌内力及变形时:对于线性接头转动刚度模型,可基于卡氏第二定理求解;对于多段线性模型,可基于卡氏第一定理或克–恩定理求解;对于非线性模型,可采用增量–迭代法数值求解。     

盾构衬砌管片的壳–弹簧设计模型研究

围绕盾构衬砌管片的设计模型问题,提出了一种新的壳–弹簧设计模型,详细论述了模型的建立过程。运用壳–弹簧模型与梁–弹簧模型分别对衬砌管片通缝和错缝拼装进行对比分析,比较分析了衬砌管片错缝拼装下两种模型计算结果的异同,对盾构管片的设计具有一定的指导作用。     

盾构隧道通用装配式管片衬砌结构计算分析

采用梁 -非线性弹簧模型 ,对盾构隧道通用装配式管片衬砌在基本拼装方案下各典型计算点进行最大截面内力及变形计算 ,确定管片设计控制荷载点 ;并在通用管片衬砌环布置时可能出现通缝及错缝拼装情况下进行多种方案组合计算 ,进而确定控制管片设计的拼装组合 ,并发现不同拼装组合条件下截面内力及变形的变化趋势     

盾构隧道衬砌内力计算模型比较

结合目前正在施工的南京长江隧道工程实例,详细论述了盾构衬砌结构设计中常用的2种内力计算模型:匀质圆环模型和梁-弹簧模型,比较了这两种模型的计算结果,并从中得出了一些有价值的结论。     

双圆盾构隧道衬砌不同内力计算模型对比分析

盾构隧道衬砌结构的内力大小及分布规律对衬砌管片的设计和施工控制具有重要的意义,尽管单圆盾构的内力计算模型已经比较成熟,但对于双圆盾构的内力计算仍有待进一步研究.文章拟对目前国内所采用的双圆盾构内力计算模型进行综合分析,并与所建议的双圆盾构梁-弹簧法比较分析表明:在相同边界条件下,双圆盾构衬砌结构的内力解析解获得的轴力和弯矩值一般偏大,数值解最小,而实测值介于二者之间,但不同方法计算结果所表现的分布规律基本一致,证明作者所提出的双圆盾构梁-弹簧模型可为双圆盾构衬砌结构的设计和施工提供参考依据.     

不同地层中隧洞管片衬砌结构计算分析

以上公山隧洞为例,分别选取了断层破碎带、挤压性地层及Ⅲ类围岩等三种较为典型的地段,并选取相应的三个断面进行管片结构内力及变形计算.计算采用考虑管片间接头效应的梁-弹簧模型,对于隧洞管片衬砌在错缝拼装方式下,分别对三种地层在结构内力、衬砌变形等方面的区别进行了分析,为管片的参数设计提供一定的参考.此外,将计算结果与引大入秦30A和38#隧洞的管片衬砌结构计算结果相比较,得出了一些有价值的结论.     

地铁单线盾构隧道管片衬砌合理厚度的探讨

目前我国地铁区间单线盾构隧道的外径为6．0m左右、采用钢筋混凝土平板型管片，其厚度为30cm和35cm两种。本文采用梁-弹簧模型对不同拼装方式下两种不同厚度的管片结构进行了力学分析。经过比较分析，得出管片衬砌的合理厚度和在不同管片拼装方式下的一些力学规律，可供有关工程设计时的参考。     

考虑衬砌接头的土-盾构隧道有限元模型初探

本文作者详细推导了由梁单元和衬砌接头单元组成的混合单元的刚度矩阵,形成了考虑衬砌拉头的土－盾构隧道有限元模型。利用有限元法计算了考虑衬砌接头和不考虑衬砌接头两种情况下衬砌的内力和衬砌的变形。由计算可知,衬砌接头对衬砌的轴力和位移影响相对较小,但对衬砌的弯矩影响较大,因此在盾构隧道的抗震设计中必须考虑衬砌接头的影响,否则将使设计趋于保守。     

装配式圆形衬砌接头刚度计算方法

该文考虑衬砌接头对内力和位移的影响,就衬砌的接头刚度计算进行了研究和探讨。作者从研究开裂钢筋混凝土的截面刚度出发,导出了接头的截面刚度,并进一步阐述了拼装结构在长效轴力作用下对接头的刚度影响。     

壳-矩阵-弹簧模型衬砌结构受力性能研究

提出了壳-矩阵-弹簧系统模型,模型以平板壳单元模拟衬砌管片,以矩阵单元模拟衬砌拼装的螺栓,以土弹簧单元模拟衬砌与地层之间的相互作用。采用该模型对衬砌管片错缝拼装下的受力状态进行了分析,解决了采用传统的梁-弹簧模型平面应力-应变方法无法准确把握研究区域应力和变形的问题,可真实地反映衬砌管片结构的力学性态。采用壳-矩阵-弹簧模型分析了影响衬砌管片结构受力性能的不同因素,得出了一些有益的结论,以供盾构隧道衬砌结构设计计算参考。     

管道型岩溶隧道衬砌结构受力特征试验研究

为了研究管道型岩溶对隧道衬砌结构的影响,以郑万线典型岩溶隧道为依托,开展管道型岩溶隧道衬砌结构受力特征试验研究,分析岩溶管道发育位置、管道尺寸及管道内水头高度对衬砌内力的影响.结果 表明:当岩溶管道位于隧道拱顶或仰拱中心时,衬砌轴力及弯矩沿隧道轴线呈对称分布,当岩溶管道位于隧道边墙中部或边墙脚时,存在岩溶管道的一侧轴力...     

壁后空洞对衬砌结构力学性能影响的试验研究

壁后空洞是一种常见的隧道病害形式,对衬砌结构的力学性能有重要影响.以福建省道206线龙门隧道的病害检测与改造工程为背景,设计制作了 1/10缩尺模型,完成了 10组不同工况下的卧式加载试验,重点关注不同空洞赋存条件下隧道衬砌结构的力学性能.壁后空洞的存在,使得空洞附近的衬砌变形由内侧收敛变为外侧扩张,且随着空洞范围的扩...     

盾构隧道管片受力与变形研究

文章结合上海地铁M9线工程实例,借助有限元法对不同拼装方式下地铁区间盾构隧道通用管片结构进行力学行为分析.结果表明:管片结构在不同拼装方式下的力学行为是不相同的,与拼装类型、分析目标环的环向和纵向接头的位王、封顶块的位置有关.对通、错缝拼装隧道衬砌使用阶段的受力及变形进行了对比分析,得出了一些有益的结论,为设计施工提供参考.     

盾构法隧道管片衬砌纵缝接头受力模型的研究

本文在研究已有接头模型的基础上 ,引入了相应简化假设 ,推导出了盾构法隧道管片平面型接头力学模型 ,利用该模型不仅能够得到表征接头抗弯性能的M θ曲线、接头转角及张开量等 ,而且还能确定接头面处接触受压区的受力状态 ,这使得能够从接头受力张开以及接头面混凝土接触受压两个方面更加可靠和全面地判断接头是否处于安全状态。此外 ,文中还建立三维有限元模型对接头进行了弹性分析 ,通过对所推导模型与三维有限元模型分析结果的对比分析 ,发现两者之间吻合较好 ;这表明在弹性阶段 ,文中提出的模型能较好反映纵缝接头的受力状态。     

隧道衬砌结构火灾安全及高温力学行为研究

国内外大量的火灾案例表明,隧道内一旦发生火灾,除了会对隧道内的人员、设备造成损害外,也会对衬砌结构产生不同程度的损伤,进而影响衬砌结构的力学性能,严重降低衬砌结构的安全性。借助缩尺及足尺火灾试验、理论分析等手段,对衬砌结构防火涉及到的火灾场景、衬砌结构高温力学行为及安全性评估方法开展了研究,系统得到了衬砌结构管片、接头及衬砌环在火灾高温时(高温后)的力学行为,并建立了能全面反映温度随时间、空间变化的火灾场景及其设计方法与衬砌结构火灾安全性的模糊综合评估方法。     

环缝内衬旋风器除尘理论与实践

为提高除尘器的耐磨性和减少二次扬尘、提出在旋风除尘器内壁设置环缝内衬的增效防磨新方法。建立了具有在紊流边界层中由于流速不等而导致粉尘上下侧面压力不同所产生的二次扬尘影响下的旋风除尘器分级效率理论计算式。理论分析、半工业试验和工业应用实践的结果表明：环缝内衬旋风除尘器的除尘效率优于无环缝内衬旋风除尘器的除尘效率。     

浅谈隧道衬砌、施工缝开裂的原因及其整治

文章主要介绍了隧道衬砌、施工缝开裂的原因和治理方法,可供同类工程施工提供借鉴.