王志伟
- 作品数：17 被引量：131H指数：7
- 供职机构：中国铁道科学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部重点实验室基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 浅埋偏压连拱隧道穿越古建筑施工控制研究被引量：12
- 2021年
- 研究目的:浅埋偏压连拱隧道具有围岩级别差、土层压力分布不均以及隧道断面大等特点,使得其在施工过程中易对结构严重风化、变形能力差的古长城墙体造成破坏。为探究浅埋偏压连拱隧道穿越古长城施工过程中变形规律与受力特征,本文以荣乌高速黄土岭隧道为背景,采用数值模拟对施工过程中隧道受力和变形进行分析,选出最合理施工方案,以期为偏压连拱隧道下穿既有建筑相关工程提供一定的理论指导。研究结论:(1)左右洞用侧壁导坑法进行开挖较CRD法以及CRD+CD法而言可有效降低地表沉降与拱顶沉降量,对施工而言最安全;(2)三种施工方法所形成的围岩应力数值不大,均处于安全状态;(3)三种施工工序下,导洞上方地表沉降与隧道拱顶沉降基本相同,但两侧导洞同时开挖可加快施工进度;(4)两侧导洞同时开挖时,中墙承受的应力最小;(5)为保证古长城不被破坏,最终沉降控制标准定为20 mm,爆破振速安全阈值为2 cm/s;(6)本研究成果可为浅埋偏压连拱隧道的施工提供一定借鉴。
- 朱正国方智淳马超义杨梦雪王志伟韩智铭孙明磊朱永全
- 关键词：隧道工程超浅埋施工技术地表沉降
- 高速列车作用下铁路隧道内轨枕受力的理论解析及验证被引量：2
- 2018年
- 通过引入欧拉连续支承梁模型,基于广义Duhamel公式推导了半无限空间连续体任一点的时频域动力响应函数。根据温克尔弹性基础梁假定得出了高速列车作用下轨枕受力数学表达式。采用有限差分软件FLAC 3D分析了隧道底部结构特定监测点的动力响应特征。经工程应用,基于该公式的数值模拟计算结果与工程现场实测结果变化规律一致,验证了该公式的准确性与适用性。
- 王志伟马伟斌杜晓燕
- 关键词：轮轨关系
- 地面堆载作用下黏弹性地层盾构施工诱发土体响应时域解被引量：4
- 2021年
- 目前针对软土地层盾构施工诱发周围土体变形影响的研究一般是基于瞬时开挖工况,较少考虑黏弹性土体的流变特性,也较少考虑地表堆载给盾构隧道施工所带来的影响。从地基黏弹性角度出发,引入隧道洞周的椭圆化收敛变形模式,采用复变函数理论并运用Laplace变换技术,提出了地表堆载作用下盾构隧道开挖引起的周围土体位移和应力的时域解。依托相关工程监测数据与简化时域解对比,得到了较好的一致性。研究结果表明:所得出的时域解能较好地反映地表堆载作用下盾构隧道开挖对周围土体位移场的影响,以及地层变形随时间的发展趋势。在地表堆载影响下,随着时间推移,开挖引起的地层变形不断增加,沉降速率则呈现出逐渐衰弱直至为零规律,而堆载突变导致其地表沉降值尤其沉降速率变化显著。研究成果对黏性地层密集堆载群范围内的隧道施工控制具有一定理论指导意义。
- 张治国张治国张成平王志伟张成平
- 关键词：盾构隧道黏弹性
- 考虑Pasternak地基模型的基坑开挖诱发既有隧道纵向变形理论分析被引量：11
- 2020年
- 邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态,引起既有隧道结构不均匀沉降,最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形,基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简化分析方法,分析软土中双基坑开挖对隧道竖向沉降的影响。对比简化理论计算与三维有限元数值模拟,结果吻合较好,由此可得:该简化解析法精度较高并且计算简便。此外,针对基坑侧壁与隧道轴线距离、基坑开挖深度和基坑间距等不同工况,分析双基坑平行隧道、双基坑垂直隧道、双基坑斜交隧道3种布置情况下双基坑开挖对邻近隧道竖向变形的影响,分析结果反映了隧道变形的规律。
- 张治国蒋康明王志伟王志伟邢李丁智
- 关键词：既有隧道数值模拟
- 类矩形截面隧道开挖诱发邻近管线变形模型试验与数值模拟研究被引量：4
- 2019年
- 针对类矩形等异形截面隧道施工逐年增多,而针对类矩形隧道开挖诱发邻近地下管线变形的室内模型试验研究还非常少见,目前仅就圆形隧道施工对邻近构筑物影响的室内模型试验做了较多研究。基于类矩形截面隧道开挖收敛位移模式,建立类矩形隧道开挖诱发邻近地下管线变形的模型试验系统,包括类矩形隧道开挖模拟装置、管线模拟装置、管线位移测量体系以及模型试验数据采集体系等。通过4个液囊排水模拟类矩形隧道开挖掘进过程,实时记录邻近地下管线的沉降变形、管线截面内力,以及类矩形隧道开挖表面接触力和管线表面土压力变化,分析类矩形隧道开挖诱发邻近地下管线沉降变形以及管线截面内力分布与发展规律。试验表明:管线沉降随着隧道液囊的排水缓慢增加,隧道表面和管线表面土压力缓慢增加后趋于稳定。针对不同的管线埋深、管线外径进行多种工况模型试验,结果表明:在管线外径相同的工况下,随着管线埋深的增加即隧道与管线间距变小,管线沉降变形增加,管线内力增加;在管线埋深相同的工况下,随着管线外径的增大,管线沉降变形减小,管线内力增大。同时,建立相应工况的数值模型与模型试验结果进行对比,具有较好的一致性。
- 张治国张治国王志伟方蕾王志伟师敏之马少坤
- 关键词：圆形隧道模型试验数值模拟
- 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层变形和衬砌响应分析被引量：8
- 2019年
- 盾构隧道施工时遭遇地下水位急剧变化会明显增大施工风险,既有成果较少考虑地下水位升降给盾构隧道施工带来的影响,也较少针对隧道衬砌本身变形和应力进行分析。在考虑盾构隧道施工时地下水位变化的情况下引入隧道洞周的非均匀收敛变形模式,采用复变函数法理论,提出地下水位升降影响下盾构隧道开挖引起的周围地层、衬砌变形和应力的计算方法。将理论解析结果与数值模拟结果进行对比,验证了所提出方法的可靠性,并针对衬砌厚度、隧道半径、地下水位深度等参数进行了敏感性分析。研究结果表明,衬砌的径向位移形态基本呈现'苹果把'朝上的'苹果'形;随着地下水位的下降径向位移由'鸭蛋'形逐渐向'苹果'形过渡,且'苹果'形越来越明显;衬砌的环向位移基本形态呈倾斜的'苹果'形,随着地下水位的下降倾斜的'苹果'形范围逐渐变大;径向应力的分布在衬砌厚度、隧道半径的影响下呈现出相同的增减变化规律,且随着上述两个参数逐渐增大,径向应力分布由水平放置的'鸭蛋'逐渐变化成水平放置的'?'字形,随着地下水位的下降径向应力形态逐渐向中心收缩;衬砌环向应力随着衬砌厚度的增大,应力略微减小,随着隧道半径的增大衬砌环向应力明显减小,随着地下水位的下降环向应力分布形态由竖立放置的'鸭蛋'形逐渐变化为竖立放置的'8'字形;衬砌切向应力在衬砌厚度、隧道半径的影响下呈现相同的增减变化规律,且切向应力分布呈现'苹果把'朝下的'苹果'形。研究成果可为地下水位变化明显的盾构施工控制提供参考。
- 张治国李胜楠张成平张成平
- 关键词：软土盾构隧道地表沉降
- 深埋隧道挤压大变形分级标准与控制技术研究被引量：4
- 2022年
- 研究目的:深埋隧道施工中会遇到各种地质灾害,其中在高地应力软弱围岩条件下出现挤压性大变形破坏,已成为亟待解决的问题之一。为探究深埋隧道挤压性大变形分级标准并提出相应控制措施,以中兰客专尖山隧道为背景,通过数值模拟对深埋挤压大变形隧道受力和变形规律进行分析,并据此提出大变形分级标准评价体系,采用层次分析法和模糊综合评价法建立分级标准,以期为深埋隧道工程的安全施工提供科学指导。研究结论:(1)初期支护结构受力以压应力为主,左侧拱腰部位的压应力较大,拉应力分布在拱底与拱脚部位;(2)洞周沉降和隆起最大部位是在拱顶和拱底处,水平收敛较大的部位在上台阶,掌子面初始阶段的变形速度比较大;(3)将大变形等级分为严重大变形、中等大变形、轻微大变形、无大变形,并按深埋隧道挤压性大变形分级标准评价体系对尖山隧道进行风险评估;(4)现场监测结果表明,小导管超前注浆、优化锚杆长度和角度、打设锁脚锚杆、多层支护的控制技术措施对于变形控制起到良好的效果;(5)本研究成果可为相关深埋隧道工程的设计与施工提供参考和借鉴。
- 朱正国方智淳韩智铭丁祥马超义孙明磊王志伟
- 关键词：深埋隧道影响因素
- 高速铁路隧道基底混凝土结构的随机损伤模型被引量：3
- 2017年
- 基于热力学原理与能量耗散原理,针对高速铁路隧道基底混凝土结构"拉—压—拉—压"反复受力特点,定义双标量损伤变量,引入硬化函数,建立混凝土受拉、受压条件下基于修正弹塑性亥姆霍兹自由能的随机损伤本构模型。在有效应力空间,根据塑性力学正交法则推导损伤变量的演化法则;在概率密度演化方程求解的基础上,建立"弹性预测—塑性修正—损伤修正"数值分析算法,并进行程序二次开发,实现对随机损伤本构模型的求解。通过与混凝土单轴拉伸、单轴压缩室内试验结果对比,验证所建立随机损伤本构模型的准确性和适用性。该模型既可在均值意义上反映混凝土受拉、受压的应力—应变关系,也可以在概率意义上模拟其离散范围,较为全面地反映了混凝土受力行为的非线性与随机性;可用于计算分析隧道基底混凝土结构的损伤演化规律及损伤疲劳寿命。
- 王志伟赵有明张千里马伟斌马超锋
- 关键词：高速铁路隧道基底混凝土结构
- 类矩形盾构隧道开挖引起邻近地下管线变形研究被引量：48
- 2019年
- 盾构隧道开挖环境影响的既有成果针对圆形盾构隧道施工效应做了较多研究,但针对类矩形盾构隧道施工效应的研究还较少。基于类矩形盾构隧道开挖面收敛位移变形模式,首先采用镜像法,提出类矩形盾构隧道施工诱发周围土体自由场位移的分析方法;其次,基于Winkler地基模型,将土体自由位移场施加于地下管线结构,提出类矩形盾构隧道施工诱发邻近管线变形的简化计算方法。通过工程实例分析,将土体自由场变形与实测数据进行对比验证;同时,采用有限元数值模拟方法,将管线竖向变形计算结果与本文简化方法进行对比分析。此外,针对隧道矩形长边宽度、隧道和管线埋深、管线直径、管线弹性模量、土体压缩模量、土体损失间隙参数等关键参数进行了影响分析。研究结果表明,采用类矩形盾构开挖面整体下沉收敛模式,镜像法解答得到的土体自由场位移与实测值吻合较好;提出的简化方法计算邻近既有管线变形的理论计算值与数值模拟值吻合较好。通过参数分析,可知隧道矩形长边宽度、管线埋深和管线弹性模量为敏感性参数。随着盾构矩形长边宽度的增大,管线变形曲线槽宽度显著增大;随着管线埋深的增加,管线变形显著增大;随着管线弹性模量的增大,管线变形显著减小。
- 张治国师敏之张成平张成平魏纲王志伟
- 关键词：地下管线镜像法WINKLER地基模型
- 浆骨比参数对隧道衬砌混凝土抗氯性能影响的试验研究
- 2020年
- 实际隧道工程中,混凝土的抗氯性能对隧道衬砌结构的耐久性十分重要,目前针对隧道衬砌混凝土抗氯性的研究一般基于外掺材料、混凝土先期裂缝等不同因素,对浆骨比这一重要参数缺乏系统地综合性分析。本文基于氯离子自然扩散试验,通过AgNO3显色法和氯离子选择性电极法,直观定性定量地分析了不同浆骨比参数下,隧道衬砌混凝土的抗氯性变化规律,并通过Fick第二定律,拟合出了混凝土浆骨比同氯离子扩散系数之间的函数关系。结果表明:混凝土无先期裂缝情况下,氯离子在混凝土试件中的侵蚀曲线呈均匀水平曲线,随着混凝土浆骨比的增大,混凝土氯离子侵蚀曲线深度不断提升,试件剖面相同测点处,浆骨比越大,氯离子百分比含量越大,且以浆骨比0.44为分界线,当浆骨比小于0.44时,随着浆骨比增大,各测点处氯离子百分比含量增速较缓,当浆骨比处于0.44及以上时,各测点处氯离子百分比含量有较大提升,此时混凝土抗氯能力衰减较多。
- 张治国张治国王志伟王志伟
- 关键词：隧道衬砌混凝土浆骨比氯离子
