An analytical method for internal forces in DOT shield-driven tunnel

This paper presents an analytical solution for the determination of internal forces of a jointed segmental precast DOT (Double-O-tube) lining. The unbalanced force transition method is combined with force method to establish an efficient analytical shortcut that simplifies tests and obtains the solution more effective than the existing methods to determine internal forces in the DOT tunnel lining. The in situ test on a DOT tunnel and a numerical simulation by FEM are conducted to verify the proposed analytical solution. The effects of shoulder ground pressure, soil resistance coefficient and open angle of DOT tunnel on the performance of tunnel lining are discussed as well.     

土体气压劈裂的室内模型试验

气压劈裂是向岩土体中注入高压气体形成裂隙,增加流体的流动通道,从而提高低渗透性土体的渗透系数。通过室内模型试验探讨了土体在高压气体作用下的响应及劈裂现象。试验结果表明,向土体中喷入高压气体会在土体中生成超静孔压,超静孔压大小与喷气压力相关;超静孔压较大时,土体发生气压劈裂,生成的裂隙又为超静孔压的快速消散提供了通道,大部分超静孔压在裂隙闭合前消散;随着超静孔压的消散,裂隙随之减小,但不会完全闭合,留存残余微裂隙。     

钱塘江隧道中间段LED照明系统评估研究

基于LED光源的优点,钱江隧道拟在其中间段采用LED照明,并将四款灯具(A、B、C、D)于现场试挂,评选出最好的LED隧道灯。在4308小时评估周期中,定时测量并记录路面测试网格的照度值。分析发现B灯具的照度衰减量最大,为4.6%;C灯具的照度衰减量最小,为1.9%。在评估过程中采用另一种照度计进行比较测试,以评价测量过程数据的稳定性。方差分析法(ANVOA)分析对比测量数据的结果表明照明环境、灯具光谱、测量人员等会影响照度的结果,且灯具A、D比灯具B、C的测量稳定性好。     

考虑承载-破坏全过程的钢筋网力学行为分析与预测

考虑钢筋网承载-破坏全过程,探明锚网喷结构中钢筋网的力学行为,可切实指导钢筋网选型与参数设计。采用已有的试验结果对计算模型与参数的合理性进行验证,在此基础上完成承载-破坏全过程的钢筋网力学行为分析,并利用多元非线性回归和BP神经网络方法对钢筋网的最大应力和竖向位移进行预测与分析。研究发现：单一荷载作用下钢筋网的应力分布呈现分区现象,1区和2区特定范围的钢筋应力基本处于单轴拉伸状态,2区其余区域的应力处于拉-剪复合状态;钢筋网的力学行为受钢材型号影响显著：由HPB300、HPB400、HPB500钢筋制成的钢筋网存在流幅现象,由1650级、1770级高强不锈钢丝制成的钢筋网无流幅现象;BP神经网络模型预测精度明显优于多元非线性回归方法,对于最大应力和竖向位移两个指标,采用BP神经网络预测的平均相对误差分别为1.31%和1.67%,而多元非线性回归方法的预测误差为7.39%和8.19%。     

盾构机虚拟培训关键技术

基于虚拟现实交互技术,开发了适于盾构机隧道施工操作的虚拟培训系统。采用成组混合LOD技术生成了盾构虚拟样机模型,并构建了盾构机挖掘隧道的虚拟三维工作场景。通过对模型和场景的优化,使其场景效果更加逼真,交互操作更为流畅,模型加载效率提高了75%以上。该虚拟培训系统同时集成了施工经验、维护经验等数据库,为盾构施工培训提供了强有力的工具,大大提高盾构施工人员的培训效率。     

盾构近距离穿越原有建（构）筑物的施工措施

上海世博北京西路-华夏西路电力电缆隧道工程是世博站配套工程,区间隧道采用盾构法施工。盾构推进过程中,需近距离穿越运营中的地铁隧道、原水箱涵及南浦大桥桥桩等原有构筑物,且隧道穿越时土层不同。本文针对上述问题,对盾构穿越原有建（构）筑物采取的措施进行了剖析,可供类似工况借鉴。     

土体非共轴各向异性对城市浅埋土质隧道诱发地表沉降的影响

当前用于隧道工程数值模拟的本构模型,大多局限于土体各向同性框架下的共轴假设,难以充分反映隧道周围土体力学响应的复杂性。针对典型砂土和软黏土,建立考虑初始强度各向异性和非共轴特性的二维平面应变、理想弹塑性的土体本构模型,并编制用户材料子程序(UMAT),嵌入非线性有限元软件ABAQUS中,对城市浅埋土质隧道开挖施工进行二维数值模拟分析。结果表明:开挖面附近土体应力主轴可能发生明显旋转;同等地层损失率下,考虑土体初始强度各向异性预测的地表归一化沉降槽的形状与离心机试验结果更加吻合;同一程度荷载衰减下,考虑非共轴各向异性影响后沿中轴线的最大地表竖向位移明显偏大。因此可以认为,如忽略土体的非共轴和各向异性特性,可能会导致相关的设计方案偏于不安全。     

1∶1站立式大断面异形盾构管片力学试验系统的研发与应用

异形盾构管片由于特殊的断面型式,在应用到实际工程前须对其承载能力、力学特征和破坏模式进行研究。提出一种1∶1站立式原型异形盾构管片力学加载方法,构建可重构式的钢结构加载和数据采集平台以及基于PLC闭环控制理论的千斤顶液压控制系统。基于该试验系统,研究自重状态和覆土状态下异形管片结构内力和形变特征,揭示浅埋条件下管片结构自重对异形管片内力和形变的影响规律,获得所研究的异形盾构管片极限埋深为18.5 m,并通过对管片结构内外弧面裂缝分布规律的分析,发现了异形管片明显的弯矩传递现象。