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盾构隧道衬砌结构的壳–接头模型研究 被引量：29
1
作者 彭益成 丁文其 +2 位作者 朱合华 赵伟 金跃郎 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1823-1829,共7页
提出了一种新型的盾构隧道衬砌结构计算模型——壳–接头模型。该模型中采用壳单元模拟衬砌管片,管片和管片环之间通过接头联接单元相连。基于对盾构隧道衬砌结构接头力学特性的分析,建立了接头联接单元的刚度矩阵和计算流程,定义了弯... 提出了一种新型的盾构隧道衬砌结构计算模型——壳–接头模型。该模型中采用壳单元模拟衬砌管片,管片和管片环之间通过接头联接单元相连。基于对盾构隧道衬砌结构接头力学特性的分析,建立了接头联接单元的刚度矩阵和计算流程,定义了弯曲、剪切和拉压刚度的计算方法,使之能准确模拟接头的力学行为。最后利用壳–接头模型模拟盾构隧道接头原型试验,计算结果与试验较为吻合,验证了壳–接头模型模拟盾构隧道衬砌结构力学行为的准确性和适用性。 展开更多
关键词 盾构隧道 衬砌结构 管片 壳-接头模型 原型试验
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苏通GIL综合管廊超高水压盾构隧道接缝防水性能试验研究 被引量：22
2
作者 金跃郎 丁文其 +4 位作者 肖明清 孙文昊 吴炜枫 叶美锡 涂新斌 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第4期538-544,共7页
为解决苏通GIL综合管廊隧道工程超高水压盾构隧道接缝防水设计这一关键问题,首先,通过经验类比与理论分析,提出采用双道密封垫的接缝防水形式。考虑该隧道内部高温的不同影响,近管片内弧面的内道密封垫与近管片外弧面的外道密封垫设计... 为解决苏通GIL综合管廊隧道工程超高水压盾构隧道接缝防水设计这一关键问题,首先,通过经验类比与理论分析,提出采用双道密封垫的接缝防水形式。考虑该隧道内部高温的不同影响,近管片内弧面的内道密封垫与近管片外弧面的外道密封垫设计水压值分别设定为1.92、1.60 MPa。然后,结合数值模拟分析,设计并筛选得到内外双道密封垫断面型式。最后,通过压缩性能试验和防水性能试验分别测得试验断面的密封垫压缩性能、闭合压缩力及防水性能。试验结果表明:设计的内外道密封垫接缝在张开量为8 mm、错缝量为15 mm时,防水能力分别达1.94、1.80 MPa,可满足本工程的防水性能要求。 展开更多
关键词 特高压GIL 综合管廊 超高水压 盾构隧道 接缝防水 密封垫 试验研究
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沉管隧道接头三维非线性刚度力学模型 被引量：16
3
作者 刘鹏 丁文其 +1 位作者 金跃郎 刘洪洲 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期232-237,共6页
根据沉管隧道接头的构造特征,在接头静力平衡关系的基础上,建立了沉管隧道接头力学模型.该模型可以计算接头的轴向位移、切向位移以及转角,考虑了沉管隧道接头变形协调几何关系、GINA止水带和OMEGA止水带的应力-应变关系,并依据剪力键... 根据沉管隧道接头的构造特征,在接头静力平衡关系的基础上,建立了沉管隧道接头力学模型.该模型可以计算接头的轴向位移、切向位移以及转角,考虑了沉管隧道接头变形协调几何关系、GINA止水带和OMEGA止水带的应力-应变关系,并依据剪力键的相对位移对接头处不同工作模式进行了识别与划分.对不同工作模式下剪力键的受力作用机理进行了分析.利用此计算模型,得到了沉管隧道接头的位移和力的关系曲线,并对沉管隧道接头处不同构件的材料选取给出了建议. 展开更多
关键词 沉管隧道 GINA止水带 管节接头 接头模型 OMEGA止水带
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带接头盒矩形盾构接头正向抗弯三维有限元分析 被引量：6
4
作者 马国民 丁文其 +2 位作者 魏于量 姜弘 金跃郎 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期122-131,共10页
大弯矩小轴力的内力工况对大断面矩形盾构管片接头的构造设计提出了挑战。接头盒作为一种接头预埋件,其合理设计以及与混凝土共同受力机理值得研究。在梁-弹簧模型中接头抗弯转动弹簧刚度值具有明显的非线性,目前主要依靠足尺管片接头... 大弯矩小轴力的内力工况对大断面矩形盾构管片接头的构造设计提出了挑战。接头盒作为一种接头预埋件,其合理设计以及与混凝土共同受力机理值得研究。在梁-弹簧模型中接头抗弯转动弹簧刚度值具有明显的非线性,目前主要依靠足尺管片接头力学试验获取。鉴于数值模拟容易开展,同时基于某大断面盾构管片接头足尺抗弯力学试验数据,文章采用ABAQUS大型有限元软件建立了带有接头盒矩形盾构管片纵缝接头的三维精细化计算模型。针对这类带有接头盒的大断面盾构管片接头,重点考查在正弯矩工况下接头构造设计的合理性,研究轴力对接头正向抗弯性能的影响,分析接头的破坏形态。结果表明,正弯矩工况下接头的弯矩-转角全过程曲线可以简化为三折线模型;在一定范围内,轴力的施加可有效推迟管片接头进入塑性以及破坏阶段,而对各阶段抗弯刚度的数值影响并不明显。 展开更多
关键词 大断面矩形盾构 管片接头 接头盒 ABAQUS 转动刚度 三维精细化有限元模型
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渗流-沉速相关性试验
5
作者 金跃郎 张琪 +2 位作者 成诚 冒小丹 谢立全 《科技传播》 2011年第19期176-177,共2页
土壤中水的渗流及土体沉降均为土力学中的关键科学问题,将二者联系起来,可对其水土作用内在规律有着更为深刻的把握。利用专门试验设备,对同一种土体,展开渗流和沉速试验与分析,结果表明土体渗流特征与土颗粒沉降速度存在一定的关联度:... 土壤中水的渗流及土体沉降均为土力学中的关键科学问题,将二者联系起来,可对其水土作用内在规律有着更为深刻的把握。利用专门试验设备,对同一种土体,展开渗流和沉速试验与分析,结果表明土体渗流特征与土颗粒沉降速度存在一定的关联度:单一粒径相同种类的砂,在孔隙比相同或者相近时,其粒径越大,沉降速度越大,渗透系数也越大,在试验数据基础上总结了沉降速度与渗透系数的关系式,提出利用土体颗粒沉降速度来推求渗透系数的方法与理念。研究结果对土体渗流研究将有着重要的理论研究价值和实用性。 展开更多
关键词 渗流 沉降 渗透系数 试验 关联分析
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盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶密封垫力学性能影响因素敏感度分析 被引量：25
6
作者 叶美锡 丁文其 +3 位作者 陈俊伟 金跃郎 刘浩 涂新斌 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第S02期200-206,共7页
为研究盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶密封垫力学性能的影响因素,首先,以实际工程为背景,采用自主设计的试验系统进行试验,并以此验证数值模型的可靠性;然后,利用数值模型,采用正交分析方法,对密封垫断面参数(开孔形状、断面开槽数量、... 为研究盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶密封垫力学性能的影响因素,首先,以实际工程为背景,采用自主设计的试验系统进行试验,并以此验证数值模型的可靠性;然后,利用数值模型,采用正交分析方法,对密封垫断面参数(开孔形状、断面开槽数量、断面开孔率)、密封垫橡胶材料硬度、密封垫拼装姿态(张开量、错位量)进行六因素三水平的密封垫力学性能影响因素的敏感度分析;最后,结合力学性能研究与防水性能预测需求,提出以闭合压缩力、密封垫接触应力分布作为分析指标。研究结果表明:1)针对密封垫装配时所需的闭合压缩力,其影响因素主次顺序为张开量、断面开孔率、橡胶硬度、开槽数量、开孔形状、其他因素以及错位量;2)密封垫接触应力分布的影响因素主次顺序为开孔形状、断面开孔率、错位量、其他因素、张开量、橡胶硬度、开槽数量。根据研究结果选取对密封垫力学性能影响较为显著的因素进行单因素分析,然后根据分析结果及橡胶垫密封垫防水性能预测方法,提出背景工程管片接缝密封垫的优化方案。 展开更多
关键词 盾构隧道 三元乙丙橡胶密封垫 力学性能 密封垫断面参数 橡胶材料硬度 拼装姿态 正交试验
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上海市高水压深层排水盾构隧道管片接缝密封垫形式试验研究 被引量：36
7
作者 朱洺嵚 丁文其 +2 位作者 金跃郎 龚琛杰 沈奕 《隧道建设》 北大核心 2017年第10期1303-1308,共6页
为使接缝处弹性密封垫在张开8 mm、错位10 mm的情况下仍能满足1.2 MPa高水压长期防水性能设计要求以及保证盾构拼装能力,对采用双道耐高水压密封垫的上海市深层排水盾构隧道工程接缝防水密封垫断面形式进行设计。对不同断面密封垫进行... 为使接缝处弹性密封垫在张开8 mm、错位10 mm的情况下仍能满足1.2 MPa高水压长期防水性能设计要求以及保证盾构拼装能力,对采用双道耐高水压密封垫的上海市深层排水盾构隧道工程接缝防水密封垫断面形式进行设计。对不同断面密封垫进行防水性能以及闭合压缩力数值模拟,通过对比分析、不断优化,得到防水和力学性能较优的密封垫断面形式,并进行管片接缝防水性能试验和闭合压缩力试验。试验结果表明:采用推荐断面形式的密封垫在邵尔A硬度为67度时,在精确装配下和接缝张开8mm、错位10 mm的情况下均满足1.2 MPa的长期防水能力要求,且适应盾构的拼装能力。 展开更多
关键词 盾构隧道 高水压 管片接缝 接缝防水试验 密封垫 防水性能
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新型矩形盾构接头力学性态的有限元分析 被引量：6
8
作者 魏于量 丁文其 +2 位作者 金跃郎 龚琛杰 姜弘 《隧道建设》 北大核心 2017年第10期1309-1316,共8页
为分析评价带有接头盒的大断面矩形盾构管片接头构造和受力的合理性,基于管片纵缝接头足尺力学试验的结果,采用ABAQUS有限元软件建立该类盾构管片纵缝接头的三维精细化计算模型。通过一些分析指标,定性定量地评价在正常使用条件下各个... 为分析评价带有接头盒的大断面矩形盾构管片接头构造和受力的合理性,基于管片纵缝接头足尺力学试验的结果,采用ABAQUS有限元软件建立该类盾构管片纵缝接头的三维精细化计算模型。通过一些分析指标,定性定量地评价在正常使用条件下各个接头的工作性态,研究正负弯矩工况下接头受力全过程的特征。结果表明:1)正弯矩工况下的接头,弯矩-转角全过程破坏曲线呈现三折线模式,在正常使用条件下各接头均处于第2阶段,转动刚度约为100 MN·m/rad,部件均处于弹性工况,接头设计与位置选择合理;2)负弯矩工况下的接头,弯矩-转角全过程破坏曲线呈现双折线模式,正常使用工况下各接头均处于第1阶段,转动刚度约为276 MN·m/rad,但接头受力处于2阶段的临界位置,所受负弯矩值偏大,安全储备较低,设计时应当注意。 展开更多
关键词 矩形盾构管片接头 力学性态 三维精细化有限元模型
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大断面矩形盾构隧道管片接头极限抗弯承载力试验 被引量：15
9
作者 金跃郎 丁文其 +2 位作者 姜弘 魏于量 龚琛杰 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期143-148,155,共7页
为了研究大断面矩形盾构隧道管片接头结构的力学性能及其极限承载能力和极限破坏状态,进行了该管片接头的极限抗弯承载力试验。试验在同济大学自主研发的盾构隧道管片接头试验加载系统中进行,采用Datataker数据采集系统记录了接头试件... 为了研究大断面矩形盾构隧道管片接头结构的力学性能及其极限承载能力和极限破坏状态,进行了该管片接头的极限抗弯承载力试验。试验在同济大学自主研发的盾构隧道管片接头试验加载系统中进行,采用Datataker数据采集系统记录了接头试件在荷载作用下的力学性能变化过程,同时采集并记录了该接头的破坏过程和最终破坏形态。通过分析管片接缝张角、接头处挠度以及双排螺栓应力随接头处弯矩荷载的变化,对该管片接头结构力学性能变化及破坏全过程进行研究,并将其分为3个阶段:弹性变化阶段(弯矩小于450kN·m)、塑性发展阶段(弯矩为450~800kN·m)、屈服破坏阶段(弯矩大于800kN·m)。试验结果表明:正弯矩荷载下该断面形式的大断面矩形盾构隧道管片接头屈服弯矩为800kN·m,极限抗弯承载力为884kN·m,均远大于该管片接头设计荷载(534kN·m),意味着试验的大断面矩形盾构隧道管片接头可满足抗弯设计的要求,并为类似工程提供参考。管片接头试件的最终破坏形态表明,除了传统圆形盾构隧道管片接头试验中常见的接缝混凝土受压屈服破坏、接头螺栓受拉屈服破坏以外,所研究的大断面矩形盾构隧道纵缝接头出现了新的破坏形态,即接头盒断裂和锚固失效。 展开更多
关键词 盾构隧道 接头性能 足尺试验 极限承载力 矩形盾构 破坏模式
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