盾构管片接头模型的改进及管片内力的数值计算

 管片计算模型的建立主要是考虑接头和土层抗力两种因素对结构的影响。对惯用法模型的接头简化进行改进，即将管片的各个截面处刚度按EI处理，将其接头部位的刚度按kEI处理，这样的管片接头模型更符合实际情况。结合北京地铁十号线工程的实例资料，采用通用ANSYS程序对荷载结构法的惯用法模型及改进模型和地层结构法的均质圆环模型及改进模型进行详细的管片内力计算分析。数值计算结果表明，对盾构管片接头模型的改进是有效的、可行的，而且是必要的；可以初步确定合理的管片接头刚度折减系数取值为1/100～1/1 000。     

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。     

地铁盾构隧道管片受力分析

盾构管片接头刚度系数一直是影响盾构管片设计计算结果正确性的直接影响因素。通过建立盾构管片及弯曲螺栓的三维非连续介质模型,以及设置合理的管片接头接触模型,消除了接头刚度系数对计算结果的影响。对盾构管片在实际荷载作用下的受力与变形情况进行研究。研究表明:管片拱顶与拱底接头向内侧张开,两侧拱腰接头向外侧张开。非连续介质模型中,盾构管片的分块拼装形式以及管片间连接螺栓单元的设置改变了管片环的整体刚度,管片接头附近出现了不均匀的波浪形云图。相对于惯用法模型,三维非连续介质模型的轴力值在接头处有明显突变,并且其最大正弯矩值小于惯用法模型计算结果。两种计算方法得出的最大负弯矩值相差不大,本次研究取得的成果对盾构管片设计工作有一定的参考价值。     

石家庄地铁盾构隧道管片结构设计计算研究

管片是盾构法施工中隧道的重要组成构件,是控制隧道工程造价和隧道结构安全的重要因素。以石家庄地铁1号线某盾构区间为例,通过运用目前国内外地铁盾构区间管片设计中常用的计算理论——修正惯用法和梁-弹簧模型法,进行盾构管片的内力分析。结果表明:结构配筋数量主要受裂缝宽度的控制;修正惯用法计算结果受整体折减系数影响较大,其计算结果偏保守。     

深圳污水通道盾构管片设计计算

对比分析了修正的惯用设计法、梁 接头元连续和不连续模型等3种设计法的原理。通过对深圳水库流域污水通道盾构管片进行受力及配筋计算,得出曲梁 接头元不连续模型设计法更为经济、合理。     

混凝土管片内力分布的解析和数值模型比较研究

为探究混凝土管片内力的分布特点,以北京地铁10号线盾构隧道为例,分别利用惯用法和有限元方法对管片内力进行计算,并且对两种方法的管片内力分布比较分析。研究结果表明,两种方法得到内力在各截面的变化趋势基本相同,相同截面内力值有一定差异,不同管片内力的模型直接影响着管片内力计算的精度。     

北京地铁盾构隧道管片设计合理性探讨

介绍了管片衬砌内力计算理论——修正惯用法和梁-弹簧模型法，并分别用其计算北京盾构地铁隧道的两个工程实例，通过比较分析得出梁-弹簧模型更符合北京地铁隧道工程实际。最后，通过理论分析，推荐使用梁-弹簧模型法对北京地铁隧道管片进行设计优化，可减少其配筋量，为北京地铁工程创造更高的经济效益和社会效益。     

修正惯用法管片环弯曲刚度有效率η和弯矩提高率ξ的研究

介绍了修正惯用法管片环弯曲刚度有效率和弯矩提高率的定义,论述了用梁-弹簧模型确定弯曲刚度有效率和弯矩提高率的方法,研究了接头刚度对弯曲刚度有效率和弯矩提高率的影响,提出了管片环弯曲刚度有效率和弯矩提高率的拟合公式,对盾构管片的设计具有一定的指导作用。     

盾构管片内力及变形计算的理论分析

本文从理论上分析了特征参数对盾构管片内力和变形的影响,为管片设计和研究提供了理论依据.在研究过程中,本文采用修正惯用法为管片设计方法,进行参数化的研究比较.最后,根据管片设计计算理论确定了管片设计的特征参数,从理论上分析了所确定的特征参数对管片设计的影响.     

盾构隧道衬砌结构内力计算方法的对比分析研究

在对目前国内外盾构隧道衬砌结构设计中普遍采用的惯用法、修正惯用法、多铰圆环法和梁-弹簧模型计算法进行详细介绍的基础上,以南京地铁南北线为研究对象,运用不同设计方法对盾构隧道在不同埋深下的管片环最大变形量、轴力、弯矩、剪力、螺栓剪力等的大小、分布规律及影响因素进行了系统研究,深入探讨了设计方法对盾构隧道衬砌结构设计所造成的影响.     

盾构隧道施工阶段管片上浮的力学分析

 盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现管片错台、整体上浮等现象。对盾构隧道施工阶段管片注浆段进行受力分析,考虑静态上浮力和动态上浮力,分别分析其作用机制,提出上浮阶段的衬砌环受力模型及计算公式。针对盾构隧道衬砌环在正常设计状态与上浮状态下的受力不同,采用修正惯用法衬砌设计理论分别对其进行内力计算,并将计算结果进行对比分析。结果表明：上浮状态下管片的弯矩值、剪力值和轴力值分别比正常设计状态下的管片内力增加64%,51%和46%,表明隧道上浮对管片受力不利。其中施工阶段动态上浮力对管片的受力影响非常大,超过静态上浮力,必须对其进行合理控制,防止压裂管片。     

地铁盾构管片检漏试验技术研究与应用

目前管片在地铁隧道盾构中已得到广泛的应用，然而检漏试验作为管片其中一项重要性能检验，在实际操作中仍存在一定的困难。本文结合笔者公司多年的管片生产实践经验，对其管片检漏试验的专用设备设计及其工艺方法作出介绍，有效提高检漏试验的无损试验成功率及可操作性。     

地铁盾构管片生产全面质量管理

地铁盾构管片的生产技术要求高，通过实施全面质量管理．分析实际生产过程中出现的问题，提出解决对策．降低了地铁管片成品废品率，保质保量完成了任务，提高了公司质量管理水平。     

武汉长江隧道管片高性能混凝土应用技术研究

结合武汉长江隧道管片的设计要求,进行管片高性能混凝土配合比设计,研究管片高性能混凝土的力学性能、抗渗性能及其微观结构,改善管片高性能混凝土的集料-水泥石界面过渡区以及孔结构,提高其抗渗性能,使生产的管片的主要技术指标均能达到武汉长江隧道管片的设计要求.     

软基沉降Gompertz曲线的参数优化拟合方法

软基沉降预测Gompertz曲线的参数拟合是一个非线性优化问题,采用传统方法对其参数进行估计往往因为计算复杂而使估计结果带有较大的误差。为此,应用改进的差分进化算法（AADE算法）对沉降预测Gompertz曲线模型的参数进行优化拟合,并与三段法等其他方法进行了比较分析。实例计算结果表明,所提出的曲线参数拟合方法与三段法等其他方法相比较,具有计算速度快、计算精度高、通用性强等特点。因此在其他非线性模型参数拟合中具有一定的应用前景。     

激光跟踪仪LTD600在地铁隧道管模检测中的应用

随着时代的发展,现代化的隧道建设对隧道管片的精度要求越来越高,对生产管片的模具的精度要求也越来越高。我国的管片钢模的设计生产起步比较晚,相对国外的技术有一定的差距。本文采用高精度激光跟踪仪进行管模检测,并就传统方法与新兴方法各自的优缺点进行比较、分析和讨论。     

A fast and precise methodology of creep master curve construction for geosynthetics based on stepped isothermal method (SIM)

The variability of the virtual time of stepped isothermal method (SIM) was observed during the creep master curves construction of a new high-performance geosynthetics material, which led to the significant errors in predicting the long-term creep. After analyzing the process of construction, the difference in selecting the beginning and end segments is the reason causing the errors. Therefore, a set of computer-based routine was programmed to eliminate the errors. Based on the amount of data of SIM and conventional creep tests, the virtual time of each corresponding step, the curves of scaled creep data, and the comparison between these two creep data were obtained in the present study by the routine. They were used to study the influence of different beginning segments and end segments on the master creep curve. Overall, The 5% of elevated temperature step and 50% of the previous step is suggested to regard as the beginning segment and end segment respectively to obtain the more well-founded virtual time and more accurate creep curve. This study not only provides a reference for research focusing on accelerated creep tests but proposed a fast and accurate methodology to construct the creep master of SIM tests.     

不平衡推力法与Sarma法的讨论

不平衡推力法是我国独创的边坡稳定性分析方法,在滑坡的分析治理中得到了广泛应用,然而对其精度的分析却廖廖无几。目前在与其他方法的对比分析中,发现在某些情况下其误差非常大,如果不加限制地使用该方法,可能会给工程带来巨大的隐患。针对该方法存在的问题,通过理论分析和算例比较,认为折线形滑面的计算精度与滑面控制点处滑面倾角的变化密切相关,通过控制该变化角度可以控制其精度,工程中建议将滑面控制点处的倾角变化小于10°作为该方法的使用条件,超过该限制应对滑面进行处理使它满足使用条件或采用其他的分析方法。针对Sarma法所给条间剪力方程存在的问题,给出了一个新的条间剪力方程。新的条间剪力方程不但符合边坡稳定性问题的合理性要求,且能正确表示任意条块的条间剪力。基于新的条间剪力方程对Sarma法进行了改进。改进后的Sarma法认为条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数。算例分析表明,改进后的Sarma法优于Sarma法,应用它能够得到更合理的安全系数值,即使条块形状是变化的,也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。     

行星式椭圆形顶管机直接切削管片试验研究

针对宁波地铁联络通道的施工需要,选用了行星式椭圆形顶管试验机,并安装上十字刀对C40陶粒混凝土管片进行切削试验,分析了切削管片的效果、切削参数特征、刀具损伤等,试验发现在短时间内的切削过程中十字刀就已磨损严重。随后又设计了一种新型切削刀具,将其安装于行星式椭圆形顶管试验机进行试验,并对其进行同样的分析,试验发现新型切削刀具对C40陶粒混凝土切削性能良好但刀座出现磨损,针对出现的磨损问题,对刀具进行改造,将新型刀具刀头安装在一个可自旋的刀座上改造成一把可自旋转的刀具。研究结果表明:十字刀并不适用于C40陶粒混凝土管片的切削;新型刀具三齿复合片刀头的切削性能良好但未改进前刀座磨损严重的情况;加入自旋刀座改进后,切削性能进一步加强且磨损较小,改进后的刀具能适用于C40陶粒混凝土管片的切削。