营运期地铁盾构隧道动力响应分析

采用三维动力有限差分法,考虑接缝、管片分块和软土地层等因素,对广州地铁四号线埋置于深厚软土地层之中的盾构隧道在地铁营运期间动力响应进行深入分析,并对考虑管片接缝与否2种计算模式进行比较分析。研究结果表明,地铁列车动载作用下,隧道动力响应自底部向顶部逐渐衰减,强烈区主要集中在下半部。管片环动力响应与接缝分布有关,临近接缝部位的动力响应值比远离接缝部位的动力响应值要大些。隧道基土动力响应强烈区主要分布于贴近管片环外围的一定范围内,越接近管片环、愈接近隧道底部,基土动力响应愈为强烈。地层动力响应由隧道壁往外快速衰减,受振区主要集中在距隧道中心约2倍隧道直径范围的近域地层内。当针对管片衬砌结构本身进行动力响应分析时,若把管片衬砌当整体考虑则会引起较大误差,故应考虑管片接缝;当针对地层进行动力响应分析时可不考虑接缝而把管片衬砌当成整体考虑,由此带来的误差在一般情况下可忽略不计。     

基于三维非连续接触模型的管片接头静动力特性分析

基于非线性接触理论,考虑盾构隧道结构的非连续性,模拟管片接头结构和管片衬砌与围岩及道床之间的相互作用,建立了道床-管片-围岩的三维非连续接触模型,对盾构隧道管片接头在围岩静压、列车动载作用下的受力与变形进行了深入分析。研究结果表明,围岩静压下拱顶和隧底处的纵向接头部分向内张开,两侧拱腰处的接头部分向外张开,拱顶处的封顶块与邻接块错台较大,拱腰接头受压明显,拱顶接头受压最小,各环管片拱顶处的螺栓轴力最大,隧底处的其次,拱腰处的接头螺栓轴力最小,旋转了一定拼装角度后位于拱肩上部的接头螺栓,其剪力最大;列车动载作用下管片接头的张开错台、混凝土应力以及接头螺栓的内力均在动载施加初期迅速增加,然后明显减小,而后产生波动,其中浅埋地铁隧道拱顶接头的动力响应较隧底接头明显,螺栓剪力在列车动载作用下较螺栓轴力增加的多。     

拱顶空洞对盾构隧道与周围土体动力响应特性影响

为探究盾构隧道管片后拱顶空洞对隧道结构及周围软土地层的动力响应的影响,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,以加速度响应峰值和频率响应函数作为评价指标,研究单点振动荷载作用下管片后拱顶有、无空洞2种工况下隧道结构与周围土体的动力响应特性。并在此基础上,考虑列车振动荷载的移动效应,通过三维数值计算,研究移动荷载作用下空洞对管片衬砌和周围土体的动力响应的影响规律。研究结果表明:管片后拱顶空洞会使隧道结构及周围土体的加速度响应出现放大效应。根据频域分析结果发现空洞对隧道结构的影响主要在90Hz以上的频域内,2种工况下动力响应最大差值可达到10dB;在0～90和150～190Hz频率范围拱顶空洞对周围土体的动力响应影响较小,而在90～150和190 Hz以上的频域范围拱顶空洞会导致土体的动力响应明显增大。移动列车荷载作用下拱顶空洞对隧道结构与周围土体的动力响应产生的影响与单点荷载作用下的规律类似;移动荷载下隧道拱顶、底部以及隧道上方附近土体的动力响应均有增大。拱顶空洞对管片内力的影响较小,范围也局限于空洞存在的局部区域;管片轴力在空洞位置处波动变化,整体比无空洞工况更大。     

列车振动荷载作用下管片接缝对盾构隧道衬砌结构与周围软土地层动力响应影响研究

 为探究盾构隧道管片接缝对于隧道结构及周围软土地层的动力响应的影响,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,借助2种不同的盾构隧道模型--忽略接缝的均质圆环模型与考虑接缝效应的管片衬砌拼装模型,以频域分析为基础,模拟计算列车振动荷载全频域内隧道衬砌结构及周围软土地层的频率响应函数,分析在不同频率荷载作用下衬砌结构的内力分布规律。研究结果表明：在列车振动荷载作用的频域区间内,隧道结构和软土地层的竖向加速度响应均呈现出随频率升高而增强的趋势,在低频段(0～60 Hz)增长迅速,中高频段(60 Hz以上)则增速放缓;管片接缝的存在使隧道结构的动力响应明显降低,最高幅值可达10 dB,但影响范围主要集中于40～200 Hz的中高频率荷载区段;管片接缝对软土地层的动力响应也具有一定的影响,但影响程度远小于隧道结构本身;管片内力主要集中于施加振动荷载的拱底附近,接缝对管片环所受轴力有较为明显的影响,而对结构所受弯矩影响较小。从模型试验与数值模拟计算结果可以看出,考虑列车振动荷载作用下隧道衬砌结构的动力响应时,应充分注意管片接缝的影响。     

列车振动荷载作用下公轨合建隧道及周围土体动力响应特性研究

为了研究列车振动荷载作用下公轨合建隧道及周围土体的动力响应特性,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,基于时频分析研究隧道管片和内部结构的动力响应特性以及振动波在地层中的衰减特性。研究结果表明：列车荷载作用下全频域范围内,隧道管片结构动力响应随着频率的增大而增大,而内部结构上部车道动力响应表现为随频率的增大先增大(0～140 Hz)后减小(140～200 Hz)。就不同位置动力响应衰减幅度而言,上部车道最大,其响应平均衰减幅度为20.05dB,相应地时域上峰值加速度的衰减幅度为72.6%。此外,考虑列车振动荷载的移动效应会使隧道结构的动力响应增大,移动荷载作用下道床处峰值加速度增加了约105%,内部结构侧壁处增大了41.9%,侧壁与上部车道连接处增大了47.3%,上部车道中心处增大了22.3%。单次列车振动荷载作用过程中隧道结构的最大位移发生于拱底,其峰值为3.85 mm。     

静应力场对隧道列车振动响应的影响分析

分析了静应力场对隧道及地下结构动力响应产生的影响。指出了静应力场的几种处理方法以及在隧道列车振动分析中宜采用的计算方法。以某一隧道为例,计算了其在列车动力荷载作用下的反应。计算表明:静应力场宜将高斯点应力和节点荷载同时输入。若仅输入高斯点应力或节点应力,而不输入节点荷载,以此为初始条件进行隧道列车荷载动力计算将产生错误的结果;为消除静力残余不平衡节点力在动力分析中影响,宜先不作用列车振动荷载,而是在静力残余不平衡节点力作用下进行动力分析,待体系逐步趋于静平衡状态后再施加动力荷载进行求解。     

车辆荷载对公路隧道结构及围岩动力响应研究

目前针对大直径盾构公路隧道在车辆随机动荷载作用下的动力响应特性尚缺乏深入研究。以南京长江隧道软土地层段为例,将仿真计算所得车辆随机动荷载施加于隧道有限元模型上,得到了隧道结构和隧道周围土体在随机动荷载作用下的动力响应规律,分析了车速、路面等级与隧道侧边土层等对动力响应的影响。结果表明,极端工况下隧道结构主应力呈对称分布,结构位移由左至右呈递减趋势;对于同一隧道截面,侧边土体动力响应最强,底部土体次之,顶部响应最微弱;土体距管片越远,应力响应峰值出现的时刻越滞后且响应值越小;车速越快、路面等级越差,土体动力响应越强;相同工况下,砂土的振动应力响应值要远大于软土对应值。     

超大盾构隧道动力响应及疲劳寿命分析

以超大盾构隧道管片为研究对象,在地铁和汽车共管运行下,计算了管片的动力响应,并按Miner线性损伤理论计算了盾构管片的疲劳寿命值。     

列车动载作用下隧道及土体动力响应分析

列车行驶导致隧道中产生的动力响应在轨道交通领域已成非常重要的研究课题。通过构造"基础土层-盾构隧道"三维模型,输入地铁列车振动荷载,运用通用有限元软件ANSYS的动力计算模块LS-DYNA3D进行计算,并对在不同水平间距的相邻两隧道、不同垂直间距的相邻两隧道、不同间距的斜交隧道等不同工况下基础土层的振动响应情况进行了对比分析。     

偶然性内爆炸作用下盾构隧道的破坏特性分析

 针对拼装组合式盾构隧道的防爆炸灾害设计需要,建立考虑管片–管片、管片–螺栓及管片与周围土体界面接触效应的盾构隧道爆炸动力响应三维有限元分析模型,以典型的地铁区间盾构隧道为例,计算分析内爆炸对盾构隧道结构的破坏机制,揭示管片和连接螺栓的破坏特征,比较研究盾构隧道与整体现浇隧道的抗内爆炸特性。实例分析表明：盾构隧道结构的抗爆性能劣于整体现浇的隧道结构,管片接头是盾构隧道抗内爆炸的最薄弱部位,提高连接螺栓的强度和延性可改善盾构隧道的抗爆特性。     

Dynamic Effect of Soil-Tunnel Interface Under Dynamic Loading

Soil Mechanics and Foundation Engineering - The resilience of the Daikai subway station during the Kobe earthquake is taken as a case study of tunnel endurance at various points under different...     

NETEC动态

关注中国电梯，关注NETEC，今天是NETEC动态栏目1周岁生日，在此衷心感谢业界同仁对NETEC的支持与帮助，为了不辜负大家对NETEC的关心与爱护？本栏目将继续在《中国电梯》下半月刊与您见面，一如既往，您会在此了解国家电梯质量监督检验中心（NETEC）的最新工作动态，与我们一起见证NETEC中国电梯的发展。[编者按]     

NETEC与DNV签订合作协议

国家电梯质量监督检验中心（简称和标志均为NETEC），1991年8月被国家技术监督局授权为“国家级产品质量监督检验测试中心”，1991年12月获国家级计量认证合格证，1995年5月被国家科委和国家技监局授权为电梯类产品“科技成果检测鉴定国家级检测机构”，1998年5月成为中国国家认可试验室，2003年9月被国家质检总局锅炉局授权为首批“特种设备型式试验机构”和“特种设备行政许可鉴定评审机构”。[编者按]     

NETEC动态：NETEC两位工程师赴日立水户制作所进行试验

2006年，电梯质量监督检验中心（NETEC）在《中国电梯》杂志（上半月单数期）上开办“NETEC服务在线”栏目，得到了广大同仁的大力支持与鼓励，为答谢广大朋友的支持与厚爱，也为了让关心和爱护NETEC的朋友们更多地了解和督促NETEC的工作，NETEC决定2007年在继续与《中国电梯》编辑部合办NETEC 服务在线栏目的基础上，在下半月刊增办“NETEC”栏目。在这里，您将看到NETEC的最新工作动向，了解到NETEC怎样和电梯行业一起与时俱进。 此外，希望同行，朋友们一如既往支持和帮助NETEC,对NETEC的工作提宝贵意见。     

NETEC动态——你我共同关心的国家电梯质量监督检验中心工作动向

随着近年来电子应用技术、材料工程技术的迅猛发展，电梯中很多关键技术、关键部件有了革命性的变化，并突破了现行标准的规定。本着不限制技术发展的目的，国家质量监督检验检疫总局特种设备局规定，     

饱和砂土动力特性的动三轴试验研究

利用GDS 10 Hz/20 kN双向振动三轴系统,进行了一系列饱和砂土不排水动三轴试验,研究了不同固结围压对饱和砂土动力特性的影响。试验结果表明:动弹性模量随动弹性应变幅的增大而减小,随围压的增大而增大;阻尼比随动弹性应变幅的增大而增大,围压对阻尼比的影响不显著,动弹性应变比较低的情况下,阻尼比有随围压增大而减小的趋势;不同围压下砂土的动强度曲线可近似地归一,其振动孔压发展模式与Seed提出的砂土的振动孔压发展模式相同,可以用反正弦三角函数拟合。     

动态对动态 GPS 实时差分定位

较详细地讨论了动态对动态实时差分定位的算法，提出了一种验证动态对动态实时差分精度的实验方法。用作者开发的软件处理试验数据得出的结果表明，相对位置精度在０．５ｍ（１σ）左右。     

动态

自治区副主席高雄到各地考察调研保障性安居工程2月—3月,自治区副主席高雄带队前往贵港市、来宾市及上林县、宾阳县、象州县、金秀瑶族自治县、武宣县等地,对新一轮扶贫攻坚战工作开展情况进行调研,重点考察保障性安居工程工作。     

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自治区主席马飚：发展住房城乡建设事业为＂富民强桂＂新跨越再立新功 2011年1月13日,广西住房和城乡建设工作会议在南宁召开。自治区主席马飚给大会发来贺信。 贺信中,马飚充分肯定了2010年全区住房城乡建设工作取得的成绩,并代表自治区人民政府向全区住房城乡建设系统干部职工表示诚挚的慰问。     

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自治区主席马飚:发展住房城乡建设事业为"富民强桂"新跨越再立新功2011年1月13日,广西住房和城乡建设工作会议在南宁召开。自治区主席马飚给大会发来贺信。贺信中,马飚充分肯定了2010年全区住房城乡建设工作取得的成绩,并代表自治区人民政府向全区住房城乡建设系统干部职工表示诚挚的慰问。他指出,一年来,全区住房城乡建设系统按照自治区党委、政府的统一部署,积极扩大城乡建设投资,在加快城镇化进程、推进自治区重大公益性项目和保障性安居工程建设、深化城乡风貌改造、推动节能减排、改善城乡人居环境等方面做了大量卓有成效的工作,为上海世博会广西馆建设运行付出了辛勤劳动,为保持和扩大全区经济社会平稳较快发展的良好势头、展示广西新形象作出了重要贡献。