双圆盾构隧道衬砌结构受力解析

应用不均衡力矩及侧力、竖力传播法推导了双圆DOT盾构隧道衬砌内力的解析解。结合具体工程实例计算,与同一工况下的数值模拟和现场试验实测数据进行了对比分析。结果表明:解析解的计算结果稍微偏大,数值解最小,而实测值基本是介于二者之间,但三者所反映的内力变化规律基本上是一致的,验证了所推导的解析解的合理性和可靠性。此外,基于解析解分析了双圆盾构隧道衬砌结构计算中各种设计参数对计算结果的敏感性,研究表明:对于中浅埋双圆盾构隧道,拱背土压力的影响不能忽略;并建议将侧向土体抗力系数取为2500～6500 kN/m3,以充分发挥地层的被动抗力作用;在考虑结构受力和合理利用、优化结构断面的基础上,张开角应在30°⁶0°取值。     

盾构下穿地铁区间隧道衬砌受力特征分析

考虑时空效应的盾构下穿既有地铁隧道结构受力特征计算,对盾构工程风险控制研究有着重要意义。以南京地铁新建三号线区间盾构下穿既有一号线矿山法区间隧道为例,利用有限差分软件,按施工过程对既有一号线隧道衬砌结构的受力特征进行计算分析。结果表明：在采取有针对性的工程措施后,盾构下穿既有矿山法隧道施工方案是可行的。     

湛江湾跨海盾构隧道管片现场监测试验研究

湛江湾隧道是目前国内最深的跨海盾构隧道,施工及运营期间承受海底60 m的水头压力。结合现场环境条件进行跟踪测试,成功监测到管片外部的水压力、土压力、管片内部钢筋应力和管片间接触应力,对隧道盾构施工松动区的范围、管片混凝土的结构应力进行计算分析,为及时了解工程结构的安全状态、指导安全施工提供实测参数;自创一种盾构隧道管片外部渗压计的安装方法并取得成功,在其他传感器的安装方法上也有所创新;监测成果显示,海底土层盾构工程中,结构外荷载主要以水压力为主,即使在渗透系数小的黏土层中,其外部荷载仍表现以水压力为主的特征。监测方法和成果可为今后沿海软土地区盾构隧道的监测、设计和施工提供重要参考。     

异形盾构隧道衬砌结构计算模型和受力特征研究

首先通过原型整环管片力学试验研究了异形盾构管片环向接头转动刚度随隧道埋深增加的变化规律。基于试验成果建立了异形盾构管片壳-弹簧计算模型,并将原型试验结果与修正惯用法和壳-弹簧模型进行对比,给出了异形盾构管片内力分布模式,明确了修正惯用法作为异形盾构管片设计方法的可靠性,并将壳-弹簧模型推荐为能较为科学地反映异形盾构管片实际受力特征的计算模型。最后,基于壳-弹簧模型从经济和力学两个角度对异形盾构隧道与矩形和圆形隧道进行对比,证明了异形盾构应用于浅覆土地层的科学合理性。     

水下盾构隧道管片衬砌结构渐进性破坏机理模型试验研究

水下盾构隧道管片衬砌结构病害的防治是一个公认的难题,揭示管片衬砌结构破坏、失稳的机理显然对病害的科学治理具有很强的指导意义。采用模型试验方法,通过超载的形式对水下盾构隧道管片衬砌结构从材料细观损伤到结构宏观局部破坏再到结构整体失稳的整个渐进性破坏失稳过程进行了系统研究。将大型水下盾构隧道管片衬砌结构渐进性破坏过程划分为初始弹性阶段、局部损伤阶段、宏观破坏阶段和整体失稳阶段四个阶段,并给出了各阶段管片衬砌结构的力学行为特性;探明了盾构隧道管片衬砌结构失稳临界点,并以关键点位移与隧道外半径比值的形式给出了失稳临界建议值;通过对声发射数据的分析,揭示了管片衬砌结构破坏过程的渐进性特性,并获得了声发射事件出现的频率与幅值分布随外部荷载的变化规律;分析了管片衬砌结构宏观裂纹的出现及扩展规律,并通过最终破坏形态分析了造成管片衬砌结构整体失稳的关键部位的空间分布以及破坏形式。     

错缝输水盾构隧道衬砌力学性能试验研究

针对三门核电站二期取排水盾构隧道工程设计问题,通过接头足尺试验,研究错缝拼装管片的受力性能,包括极限承载能力和破坏模式,利用单环压弯试验进行对比分析,探讨错缝与通缝衬砌在受力性能上的区别.主要结论为:(1)一般负弯矩纵缝接头处的弯矩传递系数相对较大;(2)对错缝拼装的衬砌而言,环缝和管片本体的破坏更易发生,而不会先发生...     

盾构隧道双层衬砌应用现状与受力性能分析

在调研国内外盾构隧道双层衬砌使用情况的基础上,对双层衬砌应用现状与受力性能进行分析.研究结果表明,双层衬砌主要应用于对耐久性要求较高的水工隧道及大直径跨江越海隧道工程中;与非封闭式二次衬砌相比,封闭式二次衬砌在管片结构抗弯、变形与衬砌结构抗弯方面具有一定优势,但在衬砌结构受压方面具有一定劣势;非封闭式二次衬砌兼具单层管...     

双层衬砌水下盾构隧道横向及纵向地震响应分析

针对江心洲污水收集系统二通道隧道,采用时程分析法,建立三维有限元模型,分析盾构隧道在100年超越概率2%、10%和63%地震荷载下,纵向和横向结构受力情况。研究结果表明：（1）地震荷载下隧道陆域段轴力波动大于江中段,江堤处隧道轴力波动最小;（2）超越概率2%地震作用下上浮值最大为25.53 mm。（3）不同地震作用时间下,管片轴力基本呈对称分布;（4）截面收敛值最大为5.37 mm,小于4‰,管片接缝张开、新型接头轴力、剪力验算值满足抗震要求。     

外滩隧道中盾构隧道衬砌接缝密封垫防水试验

阐述了外滩隧道工程中超大直径盾构隧道段所展开的弹性橡胶密封垫、挡水条材质老化后的水密性试验内容、过程,并分析评价了试验的结果。它对施工有相当大的指导作用。目前盾构隧道段已施工完毕,整体防水效果良好,达到设计目标。     

盾构隧道施工对既有地下管线影响的现场监测

结合天津地铁6号线南河庄至大毕庄段盾构隧道施工实例,对与隧道垂直埋深3 m的航油管线及其周围土体进行了现场检测,研究了盾构施工对既有地下管线的影响,通过埋设沉降板与应变传感器,获取了管线周围土体的沉降数据以及管线的应变数据。     

隧道衬砌耐火性能现场火灾试验

<正>希腊研究人员开展了隧道衬砌耐火性能的现场火灾试验研究。在火灾荷载作用下,混凝土容易剥落,导致隧道结构倒塌。设计和制造的移动炉单元,能够重现目前已有的时间-温度火灾曲线状态。采用最严格的RWS火灾曲线(最高温度1 350℃)试验验证了隧道现场火灾试验,对隧道     

盾构隧道快速施工法试验研究

通过对盾构法隧道施工事例的试验统计 ,分析了盾构隧道施工过程中影响隧道掘进效率的各种因素 ,找到了瓶颈作用及其影响 ,对提高工效具有较大实用价值     

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...     

大直径越江盾构隧道结构受力现场实测分析

以南京地铁3号线越江隧道为依托,通过对大直径越江盾构隧道3环管片周边荷载、钢筋应力进行监测,并对实测数据进行统计分析,探讨越江盾构隧道施工期以及施工后一段时间,盾构隧道荷载、受力变化特征,并根据现场实测应力计算盾构管片内力,采用修正惯用法和梁-弹簧法计算隧道衬砌内力,并与实测值进行比较。研究结果表明:盾构掘进过程会引起管片周边土体的扰动,管片壁后注浆及施工期的临时荷载会影响管片周边土压力分布及大小;管片内外侧钢筋应力变化规律与实测土压力变化趋势基本一致,管片实测应力开始趋于稳定时间相比实测土压力较短;梁-弹簧法计算管片内力与实测反算结果更吻合,实测反算轴力是计算轴力的2倍左右。研究成果可为大直径盾构越江隧道管片设计、施工提供参考。     

盾构施工隧道衬砌内力及地表沉降计算

讨论盾构法施工时隧道衬砌内力及其附近地表沉降的有限元计算。包括土工结构建造过程的有限元模拟方法,模拟隧道衬砌的Ｍｉｎｄｌｉｎ曲梁单元,施工过程中洞室超挖量的数值处理方法等。最后通过一实际问题的计算表明本文所建议方法是有效的,并讨论了一些有关的问题。     

氯离子侵蚀盾构隧道衬砌结构性能退化试验

在近海或海洋环境下,氯离子侵蚀是引起隧道衬砌结构钢筋锈蚀的主要因素.根据电化学方法加快钢筋锈蚀的基本原理,以上海长江隧道工程为研究背景,在室内进行盾构隧道管片结构钢筋加速锈蚀试验,得到了一组不同锈蚀程度的试验构件;对锈蚀后构件的承载力、变形、延性及破坏特征等进行试验测试,得出了氯离子侵蚀下隧道衬砌结构性能的退化规律.试验结果对隧道衬砌结构服务寿命预测和耐久性设计具有重要参考价值.     

地铁区间盾构隧道衬砌接头的荷载试验

以盾构隧道衬砌接头荷载试验为依据,研究接头强度、受力及变形规律,对衬砌接头抗弯刚度主要影响因素进行分析。研究表明,正偏心荷载作用下接头强度取决于接头局部抗压及抗剪强度,负偏心荷载作用下接头具有足够的承载能力,接头承载力由接缝位移张开量控制;偏心距、轴力、衬垫厚度以及螺栓预紧力对接头抗弯刚度影响较大。     

护盾式TBM施工中隧道受力与变形现场试验研究

护盾式TBM隧道管片与围岩之间间隙采用豆砾石回填后注浆形成回填层,回填层及其状态对隧道力学特性具有重要影响.为探明回填层对隧道受力与变形的影响规律,研究通过现场试验分析护盾式TBM隧道施工中的力学响应特征,得出以下几点结论:回填层松散时,管片受到地层的约束及支撑作用有限,管片的支护性能无法充分发挥,围岩易产生松弛与塌方...     

苏州轨道交通盾构隧道衬砌结构设计参数研究与试验验证

文章以苏州轨道交通1号～5号线盾构隧道衬砌结构为原型,进行了设计荷载下受力性能的足尺试验研究。基于苏州实际情况,综合考虑埋深、地层、荷载分项系数等不同因素,共完成了21组设计荷载的试验,得到了各工况隧道结构的裂缝、收敛变形、纵缝螺栓应力和结构内力等物理量。基于试验成果,讨论了不同荷载工况下修正惯用法弯矩传递系数的建议取值,发现现行设计所采用的ξ=0.3偏于保守,实际的ξ值在0.10～0.18之间。