国家自然科学基金(50778012)
- 作品数：19 被引量：226H指数：8
- 相关作者：何平秦东平李宇杰卞晓琳施烨辉更多>>
- 相关机构：北京交通大学北京市轨道交通建设管理有限公司中国科学院更多>>
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- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球环境科学与工程更多>>
- 地铁盾构隧道管片受力分析被引量：24
- 2011年
- 盾构管片接头刚度系数一直是影响盾构管片设计计算结果正确性的直接影响因素。通过建立盾构管片及弯曲螺栓的三维非连续介质模型,以及设置合理的管片接头接触模型,消除了接头刚度系数对计算结果的影响。对盾构管片在实际荷载作用下的受力与变形情况进行研究。研究表明:管片拱顶与拱底接头向内侧张开,两侧拱腰接头向外侧张开。非连续介质模型中,盾构管片的分块拼装形式以及管片间连接螺栓单元的设置改变了管片环的整体刚度,管片接头附近出现了不均匀的波浪形云图。相对于惯用法模型,三维非连续介质模型的轴力值在接头处有明显突变,并且其最大正弯矩值小于惯用法模型计算结果。两种计算方法得出的最大负弯矩值相差不大,本次研究取得的成果对盾构管片设计工作有一定的参考价值。
- 李宇杰何平秦东平
- 关键词：盾构隧道内力分析
- 地铁施工前邻近砌体建筑物的结构安全性分析被引量：2
- 2012年
- 为确保地铁施工期间邻近建筑物的安全使用,在综合考虑邻近建筑物使用现状、相应规范和受力特点的基础上,运用位移反分析和有限元方法对其进行结构安全分析,并据此确定邻近建筑物变形控制指标。在某地铁车站附属结构施工前,应用该方法对2栋邻近砌体结构建筑物的安全性分析表明:当差异沉降小于10mm时,建筑物上部结构和基础底板能够满足正常使用的要求,根据两栋建筑物分别已有6.59和7.01mm的差异沉降现状,给出2栋建筑物沿既有最大倾斜方向的允许新增差异沉降控制值分别为3和2mm。依此标准,建筑物在附属结构施工结束后结构完好,验证了该工前安全性分析方法的合理性。
- Qin, Dongping He, Ping Zhao, Yongzheng Li, Lu
- 关键词：地铁施工邻近建筑物差异沉降
- 新建盾构隧道垂直下穿对既有隧道的影响被引量：29
- 2013年
- 以某新建盾构隧道拟近距离垂直下穿苏州地铁1号线区间隧道为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS对盾构隧道施工过程进行三维弹塑性数值模拟,分析不同间距时新建隧道垂直下穿对既有地铁隧道的影响。结果表明:应力、弯矩、轴力和土层位移均随着开挖步的增加而增加;新建隧道开挖对既有隧道的影响在3倍新建隧道直径范围之内;在条件允许的情况下,新建隧道垂直下穿既有隧道的间距应大于0.8倍新建隧道直径,否则,应采用改变施工参数、加固既有隧道周围土体等施工措施,降低既有隧道截面的应力、弯矩、轴力和土层位移的增加值,确保既有隧道结构的安全和新建隧道的顺利掘进。
- 张海彦何平秦东平李璐
- 关键词：盾构隧道隧道间距衬砌弯矩轴力
- 不注浆盾构隧道管片损坏特性及围岩变形研究
- 文章以苏州地铁一号线金枫路站～汾湖路站区间隧道为研究对象,运用数值计算和非线性有限元软件对盾构隧道施工进行了三维弹塑性数值模拟,研究了盾构隧道在不注浆施工状态中,土体的变形规律及管片的开裂情况、管片环之间的错缝变形、管片...
- 张海彦何平王占生李璐刘喆
- 关键词：土体变形连接螺栓管片内力错台
- 基于混凝土弹塑性损伤本构模型的盾构管片受力分析被引量：17
- 2012年
- 在混凝土弹塑性损伤本构模型的基础上,考虑盾构管片拼装块与连接螺栓的非连续性和拼装块之间的接触关系,建立三维非连续接触计算模型。以苏州某地铁盾构隧道工程为例,对盾构管片的受力状况进行模拟计算,并与惯用法模型和修正惯用法模型的计算结果进行对比分析。结果表明:盾构管片内拱顶K拼装块部分区域的损伤因子超过了损伤临界值,这些部位将产生明显可见的裂缝;盾构管片拱顶与拱底内侧的受拉区域均产生了塑性变形,拱顶K拼装块的塑性区深度达到截面宽度的55%;盾构管片最大内力组合在两侧拱腰管片的接头处;三维非连续接触计算模型可以更好地反应管片接头对内力的影响和管片混凝土材料的受力及变形特性;模型中盾构管片接头处接触单元的设置消除了其他模型中接头刚度差异对计算结果的影响,对盾构管片抗压刚度及抗弯刚度均会产生影响。
- 李宇杰何平秦东平
- 关键词：盾构隧道盾构管片管片受力弹塑性损伤本构模型
- 盾构隧道管片纵缝错台的影响分析被引量：28
- 2012年
- 采用有限元软件ABAQUS建立存在10mm既有纵缝错台的盾构管片与螺栓的三维非连续-接触计算模型,分析错台对管片的影响,并与现场实测值进行对比分析。研究结果显示:管片错台使错台拼装块与邻近拼装块之间产生附加的接触压力。由于错台发生在管片环中的具体位置不同,轴力值最小增加幅度为101%,最大增加幅度为281%;弯矩值最小增加幅度为78%,最大增加幅度为275%。相对于无既有错台工况,受既有错台影响,盾构管片两侧拱腰的弯矩值均有所减小。采用正常使用极限状态方法计算得出管片在错台附近的最大裂缝宽度为0.21mm。通过模拟计算与现场实测数据可以得出:盾构管片错台会引起局部管片内力增大以及破损,在盾构施工与设计工作中应当引起足够的重视。
- 李宇杰何平秦东平
- 关键词：盾构隧道管片有限元
- 竖井井壁漂浮下沉过程的力学行为被引量：4
- 2012年
- 对竖井井壁在漂浮下沉过程中的受力与变形进行了研究.根据钻井法施工工艺,分析了井壁在漂浮下沉过程中的外载,给出了注入配重水的控制方程,并利用叠加法,首次得到漂浮下沉过程中井壁任意一点的应力-应变解析表达式.计算结果表明,竖井井壁的环向应变和竖向应变有明显的"双折线"现象,与实测结果一致,证明本文计算理论的合理性,为井壁结构设计提供理论参考依据.
- 程荷兰王梦恕聂庆科梁金国
- 关键词：钻井法竖井受力分析
- 隧道施工地层扰动特性分析被引量：2
- 2020年
- 研究目的:地铁修建过程中面临大量穿越或临近建(构)筑物的情况,为确保施工安全,应把握施工引起的地层变形规律。本文利用三维非线性有限元模型和相关解析理论,展开对隧道施工后在不同埋深和不同施工控制水平下地层变形规律的研究。研究结论:(1)隧道施工影响半径受埋深和施工控制水平的双重影响;(2)施工影响范围随拱顶沉降的增大而增大,当拱顶沉降增大到一定值后,影响半径达到最大值,此时地层发生剪切破坏;(3)在粉土和粉砂土为代表的典型复合地层中,地表沉降与拱顶沉降的关系、影响半径和拱顶沉降的关系、影响半径与地表沉降的关系分别可用考虑埋深影响的线性函数、二次函数、幂指数函数公式表示;(4)地表沉降斜率与地表最大沉降量的关系可用幂指数函数形式表示,埋深越大,地表沉降斜率越小;(5)本研究成果可应用于地铁穿越工程。
- 秦东平何平张海彦
- 关键词：隧道施工地层变形沉降控制有限元
- 青藏铁路抛石护坡路基强迫对流特性数值分析被引量：2
- 2012年
- 基于多孔介质中流体热对流的连续性方程、非达西流动量方程和能量方程,对强通风条件下青藏铁路典型抛石护坡路基内温度场和流速场的分布形态进行数值研究。研究结果表明,抛石护坡路基对多年冻土保护作用显著,抛石护坡路基的存在使夏季多年冻土上限明显提高,冬季抛石护坡路基下部土体回冻速度较天然地表下部土体更快,由于降温作用主要集中在护坡附近有限范围之内,对路基中部的降温作用相对较弱。整体而言,抛石护坡对冻土路基本体的保护作用有限,从长期降温效果来看,由于全球气候变暖的影响,强通风条件下抛石护坡路基中线以下土体的内部可能产生"似眼球状"融化夹层,不利于路基的稳定。迎风抛石护坡层中空气运动方向大致为沿护坡斜向上,背风抛石护坡层中空气运动方向以从下到上运动为主,抛石层内空气的运动形式为"绕流",抛石层表面空气速度最大,内部较小,空气速度分布区间为1.24×10-3～12.8 m/s,数值结果与现场试验测得的风速区间基本一致。
- 卞晓琳何平吴青柏施烨辉
- 关键词：多年冻土温度场流速场
- 盾构隧道穿越既有混凝土桥梁结构的风险控制指标被引量：19
- 2014年
- 基于《公路桥梁承载能力检测评定规程》,确定桥梁承载能力计算参数;采用有限元法计算盾构隧道穿越既有混凝土桥梁结构时桥梁结构的剩余承载力和结构内力;选取桥梁结构的内力不大于剩余承载能力时的桥梁结构差异变形值,作为工程的最终风险控制指标;根据每个阶段控制步各监测控制点的变形规律,将最终风险控制指标分配给每个阶段控制步,得到工程的阶段风险控制指标。以地铁公主坟站—西钓鱼台站区间双洞盾构隧道穿越普惠桥工程为例进行仿真分析。结果表明:该工程的最终风险控制指标为中幅桥台竖向差异沉降不大于10.0mm;边幅桥台竖向差异沉降不大于5.0mm;桥台水平位移均不大于5.1mm;边幅桥台的差异变形越大,使得其各工况的内力相差较大;中幅及边幅桥台的变形随着隧道开挖面的接近及穿越南桥台逐渐增加,随着隧道开挖面离开北桥台逐渐减小;中幅桥台的竖向阶段风险控制指标明显高于边幅桥台的竖向风险控制指标,而二者水平向的阶段风险控制指标较为接近。
- 张海彦何平胡友刚秦东平闫国新
- 关键词：盾构隧道桥梁结构剩余承载力结构内力
