泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量

泥水盾构掘进过程中,由于泥水仓压力与开挖地层压力的差异、开挖地层的渗透特性以及泥水的流体力学性质,导致泥浆向开挖地层渗透,逐渐形成泥膜。泥膜不但起到“止水”的效果,而且本身也具有一定的力学性质。本文以过滤模型为基础,假设泥膜为弹性介质,利用弹性模量的定义,求解出了泥膜的弹性模量。随着开挖面的掘削,泥膜随着时间不断的形成,其弹性模量也随着时间发生变化。泥膜弹性模量的求解使得泥水盾构正面稳定的判断更加的准确,盾构施工参数的控制更加科学。     

泥水盾构泥膜渗透性及其对开挖面稳定性影响

泥膜是维持泥水盾构开挖面稳定的关键因素。通过渗透柱试验研究了加压泥浆向砂土渗透、并在砂土表面形成泥膜的行为,获得了泥膜渗透性与时间的关系。结果显示泥水盾构在开挖时,由于刀盘不断切削泥膜,开挖面上只能形成微透水的泥膜;当拼装管片时,刀盘停止转动,开挖面上则会形成难透水的泥膜。建立了在开挖面上设置微透水的泥膜的二维数值模型,通过瞬态渗流分析获得土体孔压的最大值。根据地层孔压计算了失稳区域内的渗透力,获得了不同泥浆压力下在泥膜表面和地层中的分配比例。当有效泥浆压力越大,孔压在泥膜和失稳区以外地层的下降幅度就越大,对维持开挖面稳定的贡献越小。基于极限平衡法,提出了泥水盾构开挖面极限泥浆压力的计算方法,结果显示目前工程中采用的方法高估了开挖面极限泥浆压力。     

泥水平衡盾构掘进泥膜参数对地表沉降影响研究

沈阳地铁四号线劳动路站—望花屯站区间隧道穿越富水粉质黏土地层,采用泥水平衡盾构掘进模式.针对传统的泥水平衡盾构掘进模拟方法存在的缺陷,提出了一种考虑泥浆渗透及泥膜形成过程的泥水盾构掘进模拟方法,并建立了计算模型.计算结果表明,考虑泥浆渗透及泥膜形成过程,地表沉降比传统模拟方法要大;地表沉降随泥水支护压力的增大而减小;泥...     

泥水盾构穿越上软下硬地层泥膜保压及开挖面稳定性研究

以杭州市环城北路—天目山路工程第1标段为背景,深入研究泥水盾构穿越上软下硬地层泥膜保压及开挖面稳定性,分析泥膜形成特点及保压影响因素,研究开挖面应力特点,总结形成适用于天目山工程的屈服准则及计算公式。结果表明,上软下硬地层中,缩短泥膜形成时间,能有效提高泥膜质量;加强盾构机操作管理,有利于泥膜保压;施工过程中应根据不同地层计算相应的极限支护压力。     

列车动力荷载作用下路基土动力变形分析

结合列车运行的相关参数,在室内对路基土样进行动三轴试验,对路基土体在动荷载作用下的变形进行分析.试验结果表明:路基土体存在临界动应力,当列车产生的动应力小于土体临界动应力时,路基变形不会产生破坏,不同动应力作用下,路基土变形规律相似,在振动的前期,变形约占总变形的60%,随着振动次数的增加,变形将趋于稳定.当列车产生的动应力大于土体临界动应力时,路基变形将产生破坏.     

泥水盾构开舱时的泥膜闭气性能及改性方法

带压开舱已成为泥水盾构开舱的重要方法,泥膜闭气性能关系到带压开舱能否成功。采用自制的泥膜气密性试验装置,开展泥膜气密性实验。采用CMC、正电胶、Na₂CO₃等三种泥浆添加剂对泥浆性质、泥膜性质进行改性,探索泥膜闭气的机理。结果表明:正电胶能有效提高泥膜气密性,0.2%的正电胶添加量能提升泥膜闭气值83%左右;相同条件下形成的泥膜厚度越大,其闭气值越高;泥膜致密性可由泥膜厚度和成膜后滤水量的比值(d/Q)来进行比较,d/Q越大,泥膜越致密,但闭气值的大小由泥膜透气时的致密性决定。     

泥水盾构泥膜形成时开挖面地层孔压变化规律研究

为保证开挖面的稳定，泥水盾构泥水舱中的泥浆必须在开挖面上形成微透水的泥膜，将部分泥浆压力转化为有效应力，泥浆压力才能平衡地层中的土压力和水压力。目前关于泥膜形成时泥浆压力的转化规律及其影响因素尚不清楚。针对这一问题，在自制的泥浆渗透装置中，以12组不同性质的泥浆开展渗透试验，通过测定泥膜形成过程中地层超静孔隙水应力的变化，并分析影响其分布的因素，明确了泥膜的作用机理。结果表明：随着泥膜的形成，泥浆压力在地层中转化为抵抗地层静水压力的孔压、超静孔隙水应力和抵抗地层土压力的有效应力；超静孔隙水应力在泥膜段迅速降低，在地层深处逐渐趋于稳定；泥浆的密度是影响地层超静孔隙水压力分布规律的主要因素之一，泥浆黏度对其影响较小。这一结果对于泥浆压力的设定和泥浆的配制有重要的指导意义。     

地铁列车荷载作用下隧道周围土体的临界动应力比和动应变分析

通过南京地铁三山街站隧道周围淤泥质粉质粘土进行应力控制的循环三轴试验，研究了列车循环荷载作用下淤泥质粉质粘土的动应变发展情况，充分考虑了土体固结状态、固结比、轴向循环压力的大小及频率对动应变的影响．得到了淤泥质粉质粘土的临界动应力比和动应变随振动次数、加载频率和围压及固结状态而变化的规律，对地铁隧道的设计具有重要参考价值。     

列车荷载作用下联络横通道对平行交叉盾构隧道振动影响机制的试验研究

城市地铁中广泛存在由联络横通道连接形成的平行交叉盾构隧道,在列车振动荷载作用下该特殊结构段的动力响应问题更加突出。通过建立有、无横通道的2种平行交叉的盾构隧道模型,研究列车荷载作用下平行交叉盾构隧道的动力响应特征,探明联络横通道对两主隧道振动响应的影响机制,得到以下结论：联络横通道的存在将会减小列车荷载所在隧道的动力响应,其影响范围约为横通道宽度的2倍;而对于相邻的另一主隧道,当中心频程低于125 Hz时,衬砌结构的三分之一倍频程因横通道的存在而增加,且频率越低影响越大。横通道对两主隧道振动响应的影响机制在于：横通道结构的整体性和密实性远高于土体,列车行驶产生的振动波在横通道中传播的损耗低于土体,且频率越低的振动波在传递过程中损耗更快。     

地铁列车荷载作用下隧道的静动力响应分析

以某地铁区间隧道为研究对象,依照列车动荷载激励力公式,设计列车振动模型装置,观测了隧道衬砌模型和周围介质在静荷载及列车动荷载作用下的应变、加速度等力学参数,分析了动荷载作用下隧道结构的受力状态,并和初始静应力做了比较,得出了一些有指导意义的结论。     

地铁振动荷载作用下隧道周围饱和软黏土动力响应研究

以上海地铁二号线静安寺站-江苏路站区间隧道周围饱和软黏土为研究对象,通过对隧道周围不同位置、不同深度土体中预埋土压力盒和孔压计,进行现场连续动态监测,对地铁振动荷载作用下饱和软黏土的响应频率、土体响应应力幅值随距离地铁隧道远近以及土体响应应力幅值随深度的变化规律进行研究,并提出了土体动力响应衰减计算公式,利用该式可以计算出地铁列车经过时的影响范围及其动力响应值的大小,可以预测与估算地铁列车振动荷载对周围建筑物的影响情况,为地铁设计、施工以及安全运营提供有价值的参考。     

高速列车荷载作用的动三轴试验模拟

动三轴试验是目前最常见的获取高速列车荷载作用下土体变形、强度特性的室内试验手段。为探讨模拟高速列车荷载时加荷模式、排水条件、加荷次数等因素对试验结果的影响,利用GDS动三轴仪,对高速铁路沿线典型黏性土进行高振次循环动三轴试验,研究不同试验条件下试样变形、孔压发展规律和临界循环应力比的变化。研究建议可采用半正弦波在排水条件下进行动力试验模拟高速列车荷载,获得地基土体的最大可能变形和临界动应力比,从而简化试验过程,大大缩短试验时间。     

地铁振动荷载下隧道周围饱和软黏土的孔压发展模型

以上海地铁2号线静安寺站-江苏路站区间隧道周围饱和软黏土为研究对象,以现场连续监测资料为基础,利用室内GDS(多功能循环三轴试验系统)试验仪器,探求地铁隧道周围不同深度饱和软黏土的孔隙水压力发展规律。通过室内GDS试验,提出了振动荷载作用下饱和软黏土中孔隙水压力发展模型,并利用现场实测资料对该模型进行修正,最终得到地铁行车荷载作用下饱和软黏土中孔隙水压力发展模型。     

振动频率对饱和砂卵石土动模量和动阻尼比影响的试验研究

通过饱和砂卵石土室内动三轴试验,将不同振动频率对动模量和动阻尼比的影响进行了较为细致的研究,分析了饱和砂卵石土的动力特性随振动频率的变化规律。试验结果表明,振动频率的改变对动模量没有显著的影响,但是在总体上来说阻尼比随振动频率增大而减小。     

Analysis on running safety of train on the bridge considering sudden change of wind load caused by wind barriers

The calculation formulae for change of wind load acting on the car-body are derived when a train moves into or out of the wind barrier structure, the dynamic analysis model of wind-vehicle-bridge system with wind barrier is established, and the influence of sudden change of wind load on the running safety of the train is analyzed. For a 10-span simply-supported U-shaped girder bridge with 100 m long double-side 3.5 m barrier, the response and the running safety indices of the train are calculated. The results are compared with those of the case with wind barrier on the whole bridge. It is shown that the sudden change of wind load caused by wind barrier has significant influence on the lateral acceleration of the car-body, but no distinct on the vertical acceleration. The running safety indices of train vehicle with sectional wind barriers are worse than those with full wind barriers, and the difference increases rapidly with wind velocity.