双护盾掘进管片衬砌隧洞的结构分析

分析双护盾掘进管片衬砌隧洞结构的空间效应，确定弹性状态下的变位及围岩所受荷载；进而推求围岩流变时产生的流变荷载，此荷载作用于衬砌及围岩，进而求出每一流变时段末围岩所储入的荷载及衬砌的应力，从而可求出衬砌所受总的应力．它适用于包括偏压荷载、围岩力学特征变幅很大的普遍情况．     

内水压力作用下水工隧洞管片衬砌结构数值模拟分析

隧道衬砌管片结构直接影响隧道整体安全。本文以某输水水工隧洞为研究对象,利用有限元软件建立三维模型,计算管片变形与应力、接缝变形和螺栓应力,系统分析了内水压力作用下水工隧洞管片衬砌结构受力变形规律。研究表明,管片衬砌结构在内水压力作用下主要呈现向外的变形趋势,环向应力主要以环形拉应力为主;水头高度对不同位置接缝的裂缝宽度影响较小,裂缝平均宽度与水头高度的增长呈现线性关系;同一接缝的外侧开度较大,内侧开度较小,但同一接缝的裂缝开度差值接近;螺栓对于裂缝开度具有一定的限制作用,对于不同接缝和同一接缝不同开度,接缝宽度越大,当螺栓固定程度相同的情况下,螺栓对于裂缝的限制作用越大。     

隧洞掘进机(TBM)施工的隧洞衬砌管片预制厂设计及混凝土管片制作

文中介绍了用隧洞掘进机(TBM)施工的隧洞管片预制厂设计及预制管片的生产工艺。     

内水渗漏软化基底对盾构隧洞衬砌管片受力性能的影响分析

水工盾构隧洞在运行过程中存在内水渗漏导致基底软化的风险,基底软化将对隧洞管片受力变形产生影响。依托实际水工盾构隧洞工程,构建了由管片、灌浆体和围岩组成的三维有限元数值模型,针对Ⅴ类围岩条件下因渗漏导致基底均匀和不均匀软化的状况,研究了管片的受力性能变化规律。结果表明：在内外荷载作用下,管片的环向应力、竖向位移和定位销应力均随基底软化深度的增加而增大,均匀软化条件下仰拱管片出现峰值为1.88 MPa的拉应力,存在管片开裂风险;基底软化导致定位销应力增大,而管片竖向位移的变化幅度较小。研究成果可为水工盾构隧洞的安全运行监测提供科学依据。     

隧洞衬砌管片裂缝处理工程设计

引洮供水一期工程总干渠7#及9#两座长大隧洞主要采用TBM开挖掘进施工,预制钢筋混凝土管片衬砌总洞长32.0 km,主要由于施工荷载的不利作用,衬砌管片产生较多裂缝。依据裂缝形态和管片衬砌结构特性,选择工程处理技术方案,宽度δ≥0.20 mm裂缝采用化学灌浆及嵌缝处理,对裂缝处衬砌管片结构进行补强形成整体,并提高衬砌结构的抗渗性和耐久性;宽度δ<0.20 mm裂缝采取封缝止水防渗处理,处理材料选取水溶性聚氨酯。     

上游水位变化对堆石坝变形特性影响分析

为了研究和预测堆石坝在不同蓄水位期受上游水位变化所产生的变形特性,利用具有较好非线性分析能力的ABAQUS有限元软件和邓肯-张E-B本构模型,建立了不同蓄水位期的堆石坝数学仿真模型和分析步进行数值模拟计算,得到了不同水位下垂直和水平变形。计算结果表明,堆石坝垂直方向的变形受上游水位变化影响较小,水平方向的变形受水位影响较大。     

引水隧洞围岩受力变形的数值分析

引水隧洞处于岩溶区时,其围岩变形特点会受到岩溶位置、发育等因素影响,它的围岩变形规律和常规隧洞有较大的区别。以某水电站引水隧洞为背景,将现场变形监测和有限元模拟两种研究手段相结合,综合分析围岩的变形特点。研究结果表明：模拟得出的围岩变形规律与现场监测得出的变形规律基本一致,均表现为距离溶洞较近的隧洞左侧变形要大于距离溶洞较远的隧洞右侧变形;并且左边墙在水平方向上的变形约是右边墙的2倍;位移增量最大的部位是拱顶处,接着是边墙的水平位移量,腰拱处水平位移值最小;与隧洞距离较短的溶洞右侧在水平方向的变形和溶洞顶部下沉量最大,其他位置的变形量比较小。     

提高TBM施工隧洞中的六边形管片衬砌质量

六边形管片衬砌是可以在TBM高速掘进中实现快速隧洞衬砌的一种隧洞衬砌方式。但这种村砌方式也存在一定的不足：精确而敏感，不适宜于软弱围岩，弯洞段误差大，止水质量不易保证，回填蛰层需要重复灌浆等。本文根据引黄工程的实践经验针对这些不足提出了避免和修复措施，旨在为国内目前越来越多采用这种衬砌方式的引水工程和同行提供参考。     

输水盾构隧洞运行期管片力学特性与接缝变形特性研究

输水隧道管片接缝结构关乎隧洞的受力安全和抗渗安全,通过有限元软件ABAQUS建立管片—接头—螺栓三维精细化模型,分析了管片接头在不同内水压作用下的力学特性与接缝张开大小及其变化规律.研究结果揭示了隧洞管片及接缝在不同内水压力作用下的力学特性与张开特性变化规律:盾构管片外侧表现为受压、内侧逐渐受拉逐渐过渡到内部表现为受压...     

TBM隧洞管片衬砌受力与连接螺杆的必要性研究

结合某TBM有压引水隧洞,建立了包含管片衬砌与外部围岩的三维数值计算模型,运用有限元法模拟分析衬砌在不同工况下的应力和变形特性,探索使用连接螺杆的必要性。结果表明:施工完建期在开挖释放荷载和豆砾石灌浆压力单独作用下螺杆对衬砌的受力影响甚微;运行期在内水压力作用下,采用螺杆的方案衬砌环向拉应力较大且在与螺杆连接位置处出现局部应力集中。未采用螺杆的方案使得管片衬砌具有柔性结构的特征,承担的内压较小因而环向拉应力较小,表明螺杆对衬砌的环形拉应力不利。未采用螺杆的接缝处最大张开位移由原来的0.635 mm增加为0.731 mm,表明螺杆对于减小接缝处张开位移有利。基于接缝处张开位移不大于4 mm即可满足要求,具有较高的安全裕度,螺杆的优势不明显。鉴于此,从螺杆的不利角度出发,建议螺杆在管片安装期间完成功能后放松螺杆连接,以避免管片局部被动拉裂而影响结构整体的安全性。     

拉冬坝变形与库水位变化的关系

为了加深了解库水位对混凝土坝变形的影响，希腊根据30年大地测量记录中反映的拉冬坝变形数据进行了研究。     

压力注浆锚杆在TBM施工管片衬砌隧洞加固中的应用

万家寨引黄工程总干线#6-#8隧洞基本采用全断面掘进机（TBM）开挖，由于施工经验不足，在特殊地质地段造成若干工程质量问题，为解决TBM施工管片衬砌土洞段的结构与防渗问题，对TBM施工管片衬砌N2红粘土洞段采用压力濂浆锚杆加固结合防渗措施综合处理，中简介了采用的压力注浆锚杆的加固机理、主要设计参数、施工设备和工艺要求。     

黄土地区引水隧洞施工围岩变形特征分析

为研究引水隧洞施工期间的变形特征,依托某黄土地区引水隧洞工程为例,综合采用现场实测数据分析和数值模拟开展隧洞的变形特征研究。结果表明：（1）隧洞拱顶位移变化速率和累计沉降值最大,且出口右线的沉降速率比左线的更大。与出口相比,进口处的地面沉降值明显较小,其中进口处地面的最大沉降值为35 mm,出口处地面最大沉降为70 mm;(2)建立数值有限元模型进行计算表明,数值模拟结果与实际监测规律基本一致,其中实测隧道开挖结束的拱顶最大沉降为60 mm,而数值模拟结果为78 mm,两者相对误差在20%以内;随着隧洞的开挖,隧道应力发生重分布,衬砌两侧发生应力集中,最大值为6.0 MPa,顶部围岩应力达到2 MPa。     

浅埋引水隧洞支护后变形控制研究

以某浅埋引水隧洞工程为例,综合采用数值模拟和现场监测方法分析研究隧洞洞口支护后的变形规律。结果表明：（1）拱顶位移和周边变形均随掌子面距离的增大而先增大后逐渐趋于平稳。在0～1倍隧洞直径时,变形比较快,在1～2倍隧洞直径时,变形速率有所降低,当大于4倍隧洞直径时,变形基本保持不变,因此实际工程中可将4倍隧洞直径对应的变形作为初期支护结构的最终位移;（2）对于同一断面而言,随开挖距离的增大,位移逐渐增大;当埋深不变时,随开挖面距离的增大,变形占比也逐渐增大。实际工程中隧洞开挖变形基准值要同时考虑埋深和开挖间距进行确定。     

由万家寨引黄工程看TBM施工隧洞中采用的六边形管片衬砌

六边形管片衬砌是可以在TBM高速掘进中实现快速隧洞衬砌的一种隧洞衬砌方式，文中通过121km万家寨引黄工程TBM施工隧洞的实践在肯定这种衬砌方式具有速度快这一明显优点的同时简要分析了其存在的缺点：精确而敏感，不适宜于软弱围岩。弯洞段误差大，止水质量不易保证，回填垫层需要重复灌浆等，旨在为国内目前越来越多采用这种衬砌方式的引水工程和同行提供参考。     

基于LUSAS软件的TBM隧洞管片衬砌结构分析

以菲律宾某供水项目榆水隧洞为例,采用大型通用有限元软件LUSAS,以美国规范为标准进行管片衬砌结构分析,对深埋有压隧洞TBM管片在内、外水压力作用卞的受力特点和配筋情况进行研究.计算结果表明:管片衬砌以轴力控制为主,且最大轴力一般发生在衬砌的底部;当外水压力较高,导致配筋较大时,建议在隧洞设置排水管,以降低外水压力,减...     

T BM 开挖隧洞管片衬砌结构 三维有限元分析及配筋计算

研究在高内水压力下,TBM开挖隧洞中管片衬砌能否承担内水压力作用且结构强度满足设计要求的问题,主要针对管片衬砌结构接缝对衬砌整体应力的影响。以某水电站长距离引水隧洞为例,采用有限元法建立三维模型,计算发现在内水压力作用下,管片分块衬砌受力规律不同于常规现浇混凝土衬砌,管片之间螺栓连接受力集中,接缝处产生了应力释放,使得管片其他部位应力降低,而且配筋量较同水头下整体现浇混凝土配筋量大大减少。     

关埠引水工程内水压力作用下隧洞管片受力与接缝变形研究

利用有限元软件建立关埠引水工程隧洞管片三维数值模型,系统分析了管片应力、接缝变形及螺栓应力在不同工况下的变化规律。结果表明：内水压力会显著影响隧洞衬砌管片的力学性能,随着内水压力的增大,管片应力、接缝变形及螺栓应力也随之增大,盾构隧洞衬砌管片最大拉应力为3.263 MPa,最大压应力为6.612 MPa、管片接缝变形最大为0.28 mm, TBM隧洞衬砌管片最大拉应力为0.192 MPa,最大压应力为2.952 MPa、管片接缝变形最大为0.08 mm,连接螺栓的应力变化与接缝变形能相互吻合,接缝变形越大,螺栓应力也越大,最大值为604.01 MPa。研究结果可为输水隧洞衬砌结构的设计与分析提供参考。     

隧洞埋深对仰拱受力特征影响的试验研究

依托新疆伊犁河流域BA干渠朝阳隧洞,基于现场监测数据研究隧洞埋深对基底接触压力和钢拱架应力的影响。结果表明：（1）隧洞浅埋段和深埋段接触压力随监测时间的变化曲线可分为三段：分别为快速增大-缓慢增大-趋于平稳的变化趋势,同时浅埋段变化速率大于深埋段;（2）钢拱架应力稳定后各个位置的应力差别较大,深埋段应力明显大于浅埋段钢拱架压力;浅埋段最大压力出现在拱底中心。深埋段最大压力出现在拱脚处;（3）对于浅埋段隧洞,应适当增加拱底位置处的支护强度,同时由于隧洞浅埋,着重考虑加强排水措施;对于深埋段隧洞,应适当增加拱脚位置处的支护强度,控制围岩变形。