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盾构隧道通用环管片拟合排版技术
1
作者 张稳军 张弛 +2 位作者 起建兵 牛荣健 张高乐 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1648-1655,共8页
为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通... 为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通用环管片排版端面中心三维坐标的计算方法及起始环的定位方法。根据某盾构隧道工程实例,利用研发软件进行排版拟合,结果表明:该方法得到的排版结果与隧道设计轴线的拟合效果良好;将拟合得到的管片排版端面中心坐标与实际测量结果进行对比,能够得到施工偏差方向及具体数值,可为后续排版和纠偏提供定量控制指导,该研究成果还可实现管片楔形量的试算,从而优化管片设计参数,为盾构隧道的设计及建设提供技术支持。 展开更多
关键词 盾构隧道 通用环管片 排版技术
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盾构隧道管片接缝内外双道密封垫防水性能试验研究
2
作者 张稳军 周鑫南 +2 位作者 张高乐 贺维国 于勇 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第9期1744-1751,共8页
为探究螺栓孔防水对内外双侧布置双道密封垫防水体系的影响,依托某超大直径盾构隧道工程,自主设计新型双道密封垫防水性能测试装置,开展考虑螺栓孔构造的内外双道密封垫防水体系耐水压测试。研究结果表明:1)螺栓孔对内外双侧布置双道密... 为探究螺栓孔防水对内外双侧布置双道密封垫防水体系的影响,依托某超大直径盾构隧道工程,自主设计新型双道密封垫防水性能测试装置,开展考虑螺栓孔构造的内外双道密封垫防水体系耐水压测试。研究结果表明:1)螺栓孔对内外双侧布置双道密封垫的整体防水性能具有一定的控制作用,当螺栓孔防水能力不足时,其存在将成为内外双道密封垫防水体系的薄弱环节,可能早于内道密封垫发生渗漏,由此降低内外双道密封垫防水性能较单道密封垫的提升水平;2)当螺栓孔防水性能达到要求后,与单道密封垫相比,内外双侧布置双道密封垫防水体系的防水能力大幅提升;3)对于超大直径盾构隧道,当管片接缝采用内外双侧布置双道密封垫时,应确保螺栓孔防水性能满足双道密封垫间的协同防水要求。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片接缝防水 双道密封垫 螺栓孔防水 高水压 防水试验
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天津地铁1.2m管片环间榫式接头抗剪性能分析 被引量：17
3
作者 张稳军 张琪 +1 位作者 张高乐 宋传辉 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期1040-1047,1061,共9页
采用有限元模拟的方法,结合能够反映管片开裂全过程的塑性损伤本构,建立了混凝土管片结构的三维精细化数值计算模型,针对地铁盾构隧道通用楔形管片榫式接头抗剪性能展开详细的分析,明确得到了隧道衬砌结构环缝受剪的全过程,系统地研究... 采用有限元模拟的方法,结合能够反映管片开裂全过程的塑性损伤本构,建立了混凝土管片结构的三维精细化数值计算模型,针对地铁盾构隧道通用楔形管片榫式接头抗剪性能展开详细的分析,明确得到了隧道衬砌结构环缝受剪的全过程,系统地研究了管片环间榫式结构受剪时的损伤范围及损伤高度、环缝极限剪切承载力以及环缝抗剪刚度。最后,通过建立30组模型详细分析了不同榫槽尺寸对接头抗剪性能的影响,提出了环缝极限剪切承载力和损伤高度的经验公式。研究结果表明:管片损伤主要分布在接头凹槽部位,以受拉损伤为主,内剪情况下凹槽内弧面损伤破坏是左环间接头失去抗剪能力的主要原因。环缝极限剪切承载力和损伤高度均随榫槽角度的增大而减小,随榫槽深度的增大而增大。研究结果为进一步探讨隧道管片凹凸榫槽接头的力学性能提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 抗剪性能 数值模拟 榫式接头 损伤范围
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天津滨海Z2号线盾构隧道接头螺栓比选及抗弯刚度研究 被引量：5
4
作者 张稳军 张琪 张高乐 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期113-116,共4页
针对不同形式螺栓接头,充分考虑复杂接缝间的不连续性及接头预紧力,以天津滨海Z2号线盾构隧道管片纵缝为研究对象,分析比较了直螺栓、斜螺栓和弯螺栓三种接头在不同弯矩和轴力条件下对管片接缝力学性能的影响。根据分析结果给出了三种... 针对不同形式螺栓接头,充分考虑复杂接缝间的不连续性及接头预紧力,以天津滨海Z2号线盾构隧道管片纵缝为研究对象,分析比较了直螺栓、斜螺栓和弯螺栓三种接头在不同弯矩和轴力条件下对管片接缝力学性能的影响。根据分析结果给出了三种螺栓接头的适用性,以及三种螺栓接头在不同埋深、弯矩作用下的抗弯刚度建议值。研究结果表明:螺栓形式对螺栓最大受力位置影响很小;螺栓拉应力和接缝张开量随轴力的增大而减小,但接头抗弯刚度均随之增大;螺栓拉应力、接缝错台量和张开量随弯矩的提升而增大,但接头抗弯刚度随之减小。 展开更多
关键词 盾构隧道 螺栓接头 力学性能 接缝面 抗弯刚度
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双洞单线盾构隧道穿湖施工引起的地层沉降分析 被引量：6
5
作者 张稳军 金明明 +2 位作者 张高乐 郭彩霞 孔恒 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期293-297,共5页
双洞单线盾构隧道之间的相互作用会使隧道上方土层的沉降分布与单洞单线情况不同,而隧道上方地表湖水的存在会改变隧道上方土体有效应力的分布及大小,这也将影响双洞单线盾构隧道上覆土层沉降的大小。基于Verruijt和Booker的解析解并结... 双洞单线盾构隧道之间的相互作用会使隧道上方土层的沉降分布与单洞单线情况不同,而隧道上方地表湖水的存在会改变隧道上方土体有效应力的分布及大小,这也将影响双洞单线盾构隧道上覆土层沉降的大小。基于Verruijt和Booker的解析解并结合等效刚度原理,推导了双洞单线盾构隧道穿湖施工引起的地层沉降计算公式。结合北京地铁14号线枣营站至东风北桥站工程,运用相应的公式对地层沉降进行计算分析,与现场监测结果对比显示吻合较好,验证了本公式的合理性和适用性。 展开更多
关键词 盾构隧道 双洞单线 穿湖地层 沉降分析
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盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究 被引量：23
6
作者 张稳军 丁超 +3 位作者 张高乐 王祎 上官丹丹 姜坤 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第2期246-255,共10页
为研究盾构隧道管片接缝复合型密封垫中遇水膨胀橡胶块对其防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,提出基于遇水膨胀橡胶块几何尺寸及截面形式的复合型密封垫选型设计方法。利用该选型方法对中孔通用型复合密封... 为研究盾构隧道管片接缝复合型密封垫中遇水膨胀橡胶块对其防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,提出基于遇水膨胀橡胶块几何尺寸及截面形式的复合型密封垫选型设计方法。利用该选型方法对中孔通用型复合密封垫进行数值选型分析,采用ABAQUS网格间求解变换技术,研究不同遇水膨胀橡胶块截面类型和尺寸对复合型密封垫防水性能的影响,得到复合型密封垫防水性能和压缩性能的变化特征,确定原复合型密封垫的最优化选型结果。结果表明:1)考虑遇水膨胀橡胶的防水性能后,复合型密封垫的二次防水性能有所提高;2)与六边形截面形式的遇水膨胀橡胶块相比,梯形截面形式的遇水膨胀橡胶块能够大幅提升中孔复合型密封垫的防水性能;3)复合型密封垫的压缩量与压缩力的关系呈现出阶段性变化特征,变形较小时表现为线性关系,随着变形逐步增大逐渐过渡为非线性关系。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片接缝 复合型密封垫 遇水膨胀橡胶 选型设计 数值模拟
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错台对盾构隧道接缝受力及防水性能的影响分析 被引量：21
7
作者 张稳军 王博达 张高乐 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期63-68,共6页
为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响,通过ABAQUS有限元软件分别建立管片-接头三维精细化模型和密封垫-密封槽二维精细化模型,分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征,讨... 为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响,通过ABAQUS有限元软件分别建立管片-接头三维精细化模型和密封垫-密封槽二维精细化模型,分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征,讨论了不同错台量条件下密封垫防水性能的下降程度。研究结果表明:错台量较小时螺栓轴线应力分布呈现"单峰"形式,螺栓最大应力位于右侧管片接缝面附近;错台量较大时螺栓轴线应力呈现"双峰"形式,螺栓峰值应力位于接缝面两侧;张开量对螺栓最大应力的影响较小,但对螺栓中截面应力影响较大,随张开量的增大呈现先减小后增大的趋势;管片混凝土损伤主要出现在螺栓孔附近;在最不利工况下,隧道防水性能下降59.0%;当错台量大于6.6mm时,隧道已不满足防水要求。 展开更多
关键词 盾构隧道 软土地区 不均匀沉降 力学性能 防水性能
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不同错台量对复合型密封垫影响及长期防水预测 被引量：16
8
作者 张稳军 丁超 +1 位作者 张成平 姜坤 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第3期337-345,共9页
为研究盾构隧道管片接缝不同错台量对复合型密封垫防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,在不同错台量条件下分别从密封垫-密封垫接触面和密封垫-密封槽接触面2个方面分析复合型密封垫防水渐进失效机制,同时基... 为研究盾构隧道管片接缝不同错台量对复合型密封垫防水性能的影响,从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发,在不同错台量条件下分别从密封垫-密封垫接触面和密封垫-密封槽接触面2个方面分析复合型密封垫防水渐进失效机制,同时基于阿累尼乌斯方程的"P-T-t"三元模型对复合型密封垫长期防水性能进行预测。研究结果表明:1)复合型密封垫遇水膨胀橡胶块发生膨胀作用,能够有效增加密封垫间接触面应力,并且密封垫渗漏处主要出现在密封垫与密封垫接触面上;2)对于密封垫与密封槽接触面防水能力,随着接缝错台量的增大,对遇水膨胀橡胶块膨胀作用的影响显著;3)管片接缝间的张开量和错台量对复合型密封垫的长期防水性能影响显著,并且复合型密封垫长期防水性能随着老化时间先急剧下降后达到平稳状态。 展开更多
关键词 盾构隧道 复合型密封垫 遇水膨胀橡胶 错台量 长期预测
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地铁盾构通用环管片楔形量计算方法研究 被引量：15
9
作者 张稳军 朱战魁 +2 位作者 张琪 高树东 董秀竹 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第5期746-753,共8页
通用环管片通过有序旋转拼装形成地铁盾构隧道,而管片楔形量的变化将影响通用环管片线路拟合及施工纠偏的能力。为明确地铁盾构通用环管片楔形量的计算方法,对计算管片楔形量的类似通缝、紧邻交错、非对称间隔交错和对称间隔交错4种计... 通用环管片通过有序旋转拼装形成地铁盾构隧道,而管片楔形量的变化将影响通用环管片线路拟合及施工纠偏的能力。为明确地铁盾构通用环管片楔形量的计算方法,对计算管片楔形量的类似通缝、紧邻交错、非对称间隔交错和对称间隔交错4种计算方法进行详细介绍与比较,然后结合天津市滨海新区轨道交通Z2线工程,系统分析几种楔形量计算方法的线路高程拟合情况和不同楔形量通用管片对整个典型区间的拟合情况,最后提出地铁盾构通用环管片楔形量的多层次控制设计流程。研究结果表明:对称间隔交错计算方法更适用于初步计算通用环管片楔形量,并且将最小曲线半径折减50～100m能够更快地确定初步设计的楔形量,同时有必要对管片进行设计排版来验证计算得到的管片楔形量是否满足控制要求,并且在验算时线路高程拟合偏差是一项重要的控制因素。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 通用环 管片楔形量
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斜螺栓等级对盾构隧道接头受力和变形的影响 被引量：11
10
作者 张稳军 张新新 张云旆 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期227-234,共8页
盾构隧道管片接头的性能对衬砌环的受力和变形有很大影响,尤其在软土地区,接头变形过大会造成渗水和漏泥等危害。以盾构隧道复合管片斜螺栓接头为研究对象,基于实际隧道工程,利用ABAQUS建立了复合管片及斜螺栓的三维实体模型,对管片环... 盾构隧道管片接头的性能对衬砌环的受力和变形有很大影响,尤其在软土地区,接头变形过大会造成渗水和漏泥等危害。以盾构隧道复合管片斜螺栓接头为研究对象,基于实际隧道工程,利用ABAQUS建立了复合管片及斜螺栓的三维实体模型,对管片环向斜螺栓接头在荷载作用下的受力及变形规律进行研究,分析不同等级普通螺栓和高强螺栓对接头错台量和张开量以及斜螺栓应力应变的影响。分析结果表明:斜螺栓接头承受正弯矩的能力优于负弯矩;采用高强螺栓能够有效的减小接头张开量,增大接头刚度,从而减小渗漏现象;弯矩较大时,螺栓等级越高,高强螺栓对错台量的控制越好;同样荷载条件下,高强螺栓应力大于普通螺栓,但应变较小,等级越高应变越小。 展开更多
关键词 盾构隧道 斜螺栓接头 螺栓等级 力学性能 变形
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盾构隧道复合管片环向直螺栓接头抗弯性能的影响因素研究 被引量：5
11
作者 张稳军 宋晓龙 张新新 《施工技术》 CAS 北大核心 2017年第S2期82-86,共5页
基于现有地铁盾构隧道衬砌结构建立了复合管片及环向直螺栓接头的三维精细化数值模型,采用有限元对地铁盾构隧道复合管片直螺栓接头的力学性能进行了数值模拟计算。针对复合管片的直螺栓接头,分别研究了螺栓预紧力、复合管片钢壳厚度、... 基于现有地铁盾构隧道衬砌结构建立了复合管片及环向直螺栓接头的三维精细化数值模型,采用有限元对地铁盾构隧道复合管片直螺栓接头的力学性能进行了数值模拟计算。针对复合管片的直螺栓接头,分别研究了螺栓预紧力、复合管片钢壳厚度、荷载组合等对张开量和抗弯性能的影响,探讨了管片及接头的应力分布,并进一步总结了各因素对直螺栓接头抗弯性能的影响,为确定复合管片环向直螺栓接头的抗弯刚度提供了新的参考。数值计算结果表明:复合管片直螺栓接头的抗弯刚度随着外荷载的变化而变化,并表现出明显的非线性;相同的荷载条件下,复合管片钢壳越厚,螺栓应力越低,接头张开量越小;采用不同等级螺栓时,接头弯矩值较低时管片接头张开量差别较小,弯矩值较高时螺栓接头抗弯刚度与螺栓等级呈现出较大的相关性,即螺栓等级越高,接头张开量越小。 展开更多
关键词 复合管片 直螺栓接头 抗弯刚度 预紧力 数值模拟
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浅埋超大直径盾构隧道千斤顶推力对衬砌管片受力变形的影响研究 被引量：3
12
作者 张稳军 牛荣健 +4 位作者 起建兵 张弛 张高乐 何历超 吕计瑞 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S01期66-78,共13页
为研究浅埋超大直径盾构隧道在不同千斤顶推力及偏移作用下的衬砌结构受力及变形规律,运用有限元软件ABAQUS建立考虑水土压力、盾尾刷反力、千斤顶推力的盾构隧道衬砌管片三维模型,并分析衬砌管片在盾构直行、上行、下行以及左行条件下... 为研究浅埋超大直径盾构隧道在不同千斤顶推力及偏移作用下的衬砌结构受力及变形规律,运用有限元软件ABAQUS建立考虑水土压力、盾尾刷反力、千斤顶推力的盾构隧道衬砌管片三维模型,并分析衬砌管片在盾构直行、上行、下行以及左行条件下发生偏角时的衬砌内力及变形情况。结果表明:1)千斤顶推力对衬砌管片的影响范围主要为前8环,明显反应在前3环,且环内最大错台位置主要集中在封顶块位置附近;2)盾构掘进方向主要影响该方向的管环位移,对垂直方向的管环位移基本无影响;3)拱顶/拱底主要受俯仰偏角影响,不受横摆偏角作用,拱腰则对横摆偏角更为敏感,受俯仰偏角影响较小;4)当千斤顶发生俯仰偏角时,向下偏角极易引起前几环管片的应力激增;5)当千斤顶发生横摆偏角时,同侧偏角更易引起该侧管片的位移及应力激增。 展开更多
关键词 超大直径盾构 浅埋盾构隧道 千斤顶推力 衬砌管片 结构内力 变形
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加工工艺对盾构隧道环间锚式接头受力影响的数值研究 被引量：2
13
作者 张稳军 张高乐 +1 位作者 苏忍 金明明 《隧道建设》 北大核心 2016年第2期150-157,共8页
为研究加工工艺对盾构隧道环间锚式接头受力特性的影响,基于锚式接头荷载试验,采用ABAQUS有限元软件建立锚式接头的精细化模型。首先,通过与试验结果进行比较,验证数值模型的合理性与可靠性,并分析得出锚式接头各部件间的摩擦因数参考... 为研究加工工艺对盾构隧道环间锚式接头受力特性的影响,基于锚式接头荷载试验,采用ABAQUS有限元软件建立锚式接头的精细化模型。首先,通过与试验结果进行比较,验证数值模型的合理性与可靠性,并分析得出锚式接头各部件间的摩擦因数参考值。其次,研究锚式接头在拼装过程中所需的压力、接头达到破坏荷载时的张开量随摩擦因数和套环壁厚与插入间隙尺寸差的变化规律。最后,数值分析结果表明：部件间的摩擦因数参考值取0.50比较合理;为保证锚式接头正常工作,加工时部件间的摩擦因数应为0.46~0.52,套环壁厚与插入间隙尺寸差应为-0.05~0.01 mm;锚式接头在加工过程中的加工精度要求较高。 展开更多
关键词 盾构隧道 锚式接头 数值研究 加工工艺 受力特性
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盾构隧道复合管片接头板焊接的数值模拟研究 被引量：3
14
作者 张稳军 王祎 +1 位作者 上官丹丹 张高乐 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第S01期472-479,共8页
焊接变形及残余应力的存在会对焊接构件的应用产生不利影响,进行结构构件焊接变形的高精度预测和残余应力的分布预测具有重要的工程意义。本文针对复合管片接头板构件,利用ABAQUS有限元软件建立复合管片面板及接头板的三维实体模型,同... 焊接变形及残余应力的存在会对焊接构件的应用产生不利影响,进行结构构件焊接变形的高精度预测和残余应力的分布预测具有重要的工程意义。本文针对复合管片接头板构件,利用ABAQUS有限元软件建立复合管片面板及接头板的三维实体模型,同时考虑材料非线性、几何非线性和边界非线性,并基于热-弹-塑性有限元法对接头板四周的焊接进行了模拟,分析了不同焊接顺序、环境温度及拘束状态对接头板焊接变形和残余应力的影响。结果表明:焊接顺序对复合管片接头板的变形有明显影响,采用平行对称焊接,先焊接长焊缝,后焊接短焊缝的顺序可有效降低Z方向的变形量;环境温度会改变构件残余应力的分布,随着环境温度的升高,纵向残余拉应力逐渐较小,距接头板上边缘约140~280 mm范围内的压应力也减小,而其他范围内的压应力呈增大趋势;拘束状态对纵向残余拉应力的影响较小,对纵向残余压应力的分布影响较大,在相距600~840 mm范围内设置两个对称拘束可对焊接变形起到控制作用。 展开更多
关键词 盾构隧道 复合管片 焊接变形 残余应力 数值分析
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盾构隧道弯螺栓接头力学特性受预紧力影响的数值研究 被引量：5
15
作者 张稳军 张云旆 宋晓龙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期203-206,共4页
利用ABAQUS有限元分析软件,通过数值模拟对盾构隧道弯螺栓接头在预紧力作用下的力学特性进行研究,为螺栓接头的设计和施工提供理论依据。采用符合混凝土受力特性的DP本构模型和符合钢材受力特性的塑性本构模型,研究预紧力对于弯螺栓接... 利用ABAQUS有限元分析软件,通过数值模拟对盾构隧道弯螺栓接头在预紧力作用下的力学特性进行研究,为螺栓接头的设计和施工提供理论依据。采用符合混凝土受力特性的DP本构模型和符合钢材受力特性的塑性本构模型,研究预紧力对于弯螺栓接头力学特性的影响;施加不同的荷载,分析不同工况下预紧力作用效果的差异,揭示预紧力作用的机理。结果表明:预紧力改善了弯螺栓接头的力学特性,增强了螺栓约束管片的能力,减小了结构的整体变形。 展开更多
关键词 盾构隧道 弯螺栓 预紧力 DP模型
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封顶块位置对盾构隧道管环结构动力响应研究 被引量：4
16
作者 张稳军 卢权威 +1 位作者 张高乐 李宏亮 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第S02期588-595,609,共9页
在盾构隧道运营期,地震荷载作用下封顶块位置对盾构隧道的整体结构受力及变形有显著影响,因此在地震作用下对封顶块位置的合理选择进行研究非常必要。采用ABAQUS有限元软件建立三维精细化实体模型,研究了软土地区地震荷载作用下不同封... 在盾构隧道运营期,地震荷载作用下封顶块位置对盾构隧道的整体结构受力及变形有显著影响,因此在地震作用下对封顶块位置的合理选择进行研究非常必要。采用ABAQUS有限元软件建立三维精细化实体模型,研究了软土地区地震荷载作用下不同封顶块位置对盾构隧道通用环衬砌结构力学性能的影响进行研究。结果表明:地震作用下不同封顶块拼装点位通用环结构弯矩分布仍然符合一般规律:隧道拱顶、拱底一般为最大正弯矩,两侧拱腰一般为最大负弯矩,地震和封顶块位置对于弯矩分布规律几乎没有影响,不同封顶块位置对管环结构最大弯矩值变化影响显著,对管环结构最大轴力值变化影响较小,封顶块选择应尽量避免拱底位置拼装,优先选择两侧拱腰偏上点位。 展开更多
关键词 地震作用 封顶块位置 通用环 力学性能
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地震下大断面盾构隧道接缝力学及防水性能研究 被引量：18
17
作者 张稳军 曹文振 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期653-660,I0003,共9页
为研究大断面盾构隧道在地震条件下接缝力学及防水性能,利用ABAQUS分别建立了地层-结构三维有限元模型及密封垫二维有限元实体模型,研究了在不同地震强度下管片接缝的力学性能及错台量与张开量,基于不同位置接缝变形结果讨论了隧道防水... 为研究大断面盾构隧道在地震条件下接缝力学及防水性能,利用ABAQUS分别建立了地层-结构三维有限元模型及密封垫二维有限元实体模型,研究了在不同地震强度下管片接缝的力学性能及错台量与张开量,基于不同位置接缝变形结果讨论了隧道防水性能退化情况。结果表明:(1)中震与大震下左侧拱腰下侧接缝处的最大主拉应力已超过混凝土最大抗拉强度,混凝土出现一定损伤;(2)不同地震强度下纵缝错台量分布规律及大小基本相同,呈"眼镜"状分布,拱顶与拱底错台量相对较小,拱腰与拱脚处错台量较大;(3)拱顶右侧接缝防水能力保持最好,可达2.77MPa,相比正常情况仅削弱16%,环内拱腰附近接缝防水能力削弱严重,防水性能削弱达到40%。 展开更多
关键词 盾构隧道 地震作用 力学性能 防水性能 管片接缝
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复杂地层条件下大断面盾构隧道纵向地震响应分析 被引量：3
18
作者 张稳军 焦亚磊 张高乐 《施工技术》 CAS 2019年第9期48-51,共4页
为探明深圳市某跨海盾构隧道在纵向地震动作用下的地层地震响应及可能发生灾害的区域,建立大尺寸复杂地层地震动模型,通过盾构隧道所在地层加速度放大情况及地层应变情况对地震动作用下不同地层加速度放大倍数、不同区间段风险进行分析... 为探明深圳市某跨海盾构隧道在纵向地震动作用下的地层地震响应及可能发生灾害的区域,建立大尺寸复杂地层地震动模型,通过盾构隧道所在地层加速度放大情况及地层应变情况对地震动作用下不同地层加速度放大倍数、不同区间段风险进行分析,并划分地震破坏灾区。研究结果表明:盾构隧道埋深越大,隧道拱底及拱顶地震动加速度放大倍数差值越小、更易划分为轻灾区,受地震破坏影响较小;隧道穿越地层越复杂,隧道拱底及拱顶地震动加速度放大倍数差值越大、更易发生地震破坏;当隧道穿越上软下硬地层时,隧道拱腰及以上部位更易发生较严重破坏,应对盾构隧道上部区域进行加强。 展开更多
关键词 隧道 盾构 地震响应 复杂地层 纵向激励 防灾
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震后火灾作用下大断面盾构隧道复合管片结构损伤及防水性能分析 被引量：2
19
作者 张稳军 来涛涛 张高乐 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期69-74,共6页
为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚... 为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚度损伤分布情况,研究了复合管片钢板在螺栓孔处的屈服分布情况,计算了地震及地震与火灾耦合作用下隧道密封垫防水性能的损失,结果表明:当采用RABT升温曲线模拟火灾时,大震导致的螺栓孔处混凝土刚度损伤在火灾作用后均超过90%,而中震工况在火灾作用后除螺栓孔顶部混凝土刚度损伤低于85%外,其余部分都超过90%;火灾作用导致螺栓孔处钢板屈服;防水密封垫在中震和火灾耦合作用后仍能保持较好的防水性能,但在大震和火灾耦合作用后,防水性能完全丧失。 展开更多
关键词 盾构隧道 复合管片 地震及火灾 结构损伤 防水性能
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防控盾构隧道渗漏灾变的管片密封垫尺寸优化 被引量：9
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作者 张稳军 李宏亮 +2 位作者 高文元 卢权威 王祎 《施工技术》 CAS 2019年第9期43-47,共5页
增加密封垫防水性能可有效减少管片接缝渗漏现象的发生,进而提高隧道渗漏防控可靠度。优化密封垫截面尺寸可明显提高密封垫防水性能,因此,针对密封垫截面外轮廓尺寸取值对密封垫防水性能的影响进行数值模拟。采用ABAQUS内嵌网格求解变... 增加密封垫防水性能可有效减少管片接缝渗漏现象的发生,进而提高隧道渗漏防控可靠度。优化密封垫截面尺寸可明显提高密封垫防水性能,因此,针对密封垫截面外轮廓尺寸取值对密封垫防水性能的影响进行数值模拟。采用ABAQUS内嵌网格求解变换技术解决数值模拟计算收敛困难的问题,结合已有研究成果验证该技术的可行性。通过对比分析计算结果得到密封垫接触应力和闭合压力随压缩度的变化规律,为提高密封垫防水性能提供新思路。 展开更多
关键词 隧道 数值模拟 橡胶密封垫 防水性能 防灾 优化
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