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基于磨粒磨损机理的全断面隧道掘进机滚刀寿命预测被引量：8: 2020年; 刀具磨损对全断面隧道掘进机(TBM)施工效率产生了极大的负面影响,为了准确预测滚刀的寿命,以磨粒磨损机理为基础建立了可以预测TBM滚刀(正面滚刀)寿命的数学模型,即TBM正面滚刀寿命预测模型。通过深圳地铁6号线民乐停车场出入线区间正面滚刀磨损现场监测数据对模型进行了验证。得到结论:以磨粒磨损机理为基础建立的滚刀磨损预测模型准确率较高,可以准确反映滚刀磨损的实际情况;该模型可以有效预测TBM滚刀在不同安装半径下的最大掘进距离,为换刀过程提供了理论支持;建立了安装半径、线磨损速率以及贯入度与TBM滚刀寿命之间的函数关系,以定量的形式表示出滚刀寿命与前三者之间的关系,但该模型只可以预测正常磨损状态下正面滚刀的寿命,对于核心滚刀和边缘滚刀还需分别考虑偏磨和二次磨损的影响。; 乔世范王超刘志新檀俊坤

硬质岩层中TBM滚刀破岩效率预测模型研究被引量：4: 2021年; 硬质岩层的盾构施工中,全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀破岩效率的研究及工程实践广受关注,目前已有的研究成果不能很好地指导TBM掘进参数的设定以及有效提升破岩效率。为解决这一问题,在破岩效率评价标准的基础上,基于比能耗理论对TBM滚刀破岩效率预测模型展开研究。首先,分别推导得到非协同模式和协同模式下的破岩体积计算公式,并对2种模式下的破岩体积进行了计算和分析;其次,结合滚刀法向推力数学模型的推导结果,联立所得破岩体积及滚刀法向推力的相关公式,得到TBM滚刀破岩效率预测模型;最后,依托实际工程的应用及分析对本文所建立的破岩效率预测模型的合理性和实用性进行验证。研究结果表明:相比于其他情况,张拉破坏主导下的滚刀破岩效率更高;所建模型可以有效地应用于TBM掘进现场的破岩效率预测工作中。结合工程案例的有关计算和分析结果,给出了以控制比能耗为主要目标的滚刀贯入度的取值建议,为类似工程建设提供了有效的参考。; 乔世范王超刘红中蒋泽龙董常瑞; 关键词：贯入度

盾构注浆荷载作用下带榫管片水平轴线偏移量计算方法研究被引量：1: 2024年; 为探明隧道盾构注浆荷载作用引起带榫管片水平轴线偏移规律,以小曲率半径盾构隧道为例,分析壁后注浆引起管片上浮的诱因,考虑管片环“椭圆化”变形、纵向连接螺栓预应力、环缝影响范围和横向刚度等综合因素的影响,建立榫杆连接条件下带榫环缝的管片单元纵向等效抗弯刚度有效率计算式,并通过计算盾构注浆荷载作用下带榫管片的静态和动态上浮力,构建盾构注浆荷载作用下带榫管片上浮力计算表达式,由此分析小曲率半径隧道盾构注浆荷载作用下带榫管片受力情况及其在文克尔弹性地基梁假定条件下受上浮力作用的挠曲变形规律,建立盾构注浆荷载作用下带榫管片水平轴线偏移量计算方法,并依托实际工程加以验证。结果表明:该文理论值与模拟值和监测值均拟合良好,该文计算方法具有良好的工程适用性,可为盾构隧道工程及其类似工程中注浆荷载作用下管片偏移及错台问题提供有效的理论指导。; 王超邹金锋; 关键词：盾构隧道

双线盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路的地表沉降预测模型研究被引量：5: 2023年; 为指导隧道盾构下穿既有建构筑物施工的变形控制,考虑隧道收敛模式和复合地层主要影响角的影响,以双线圆形盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路为例,构建圆形隧道地层主要影响角计算方法,改进传统Peck公式,分析盾构斜交角、盾构坡角和隆起偏角的共同影响,引入地层损失率几何修正系数,并利用叠加原理建立双线盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路的地表沉降预测模型,依托实际工程对预测模型的工程适用性进行验证。研究结果表明:本文预测模型的整体精度相比Suwansawat等预测模型提升44.15%,可预测施工影响范围内任意点的地表沉降值,相比现有模型更适用于解决双线盾构隧道斜交下穿施工的地表沉降预测问题,可为类似工程中的地表沉降变形预测及控制提供指导。; 王超单生彪; 关键词：机场高速公路 PECK公式双线盾构隧道地表沉降

基于遗传模拟退火算法的滑坡位移预测方法被引量：3: 2021年; 滑坡是一种常见的地质灾害,通常在复杂的地质条件下演化和发生,给社会和人类的生命财产安全造成了极大的危害。了解滑坡的发展规律,对灾害防治具有重要意义。在现有滑坡累积位移时间序列的基础上,提出了一种基于遗传模拟退火算法的滑坡位移预测方法。采用遗传模拟退火算法-BP神经网络对白水河滑坡预警区Z118观测点进行分析,利用前3个月的累积位移来预测第4个月的累积位移。分别与BP神经网络模型和Elman神经网络模型进行比较,并将遗传模拟退火算法的预测结果与支持向量机的预测结果进行比较。研究结果表明,建立的滑坡位移预测模型能有效地提高预测精度。; 乔世范王超; 关键词：滑坡遗传模拟退火算法神经网络支持向量机

基于线性回归法的TBM滚刀贯入度预测研究被引量：2: 2021年; 为解决盾构施工中全断面隧道掘进机(TBM)滚刀贯入度的预测问题,使其更好地应用于所处地层,依托深圳地铁6号线的相关数据及中铁TBM云管理平台的数据处理功能,定性分析TBM破岩过程,并将破岩的宏观过程划分为3个阶段;采用线性回归方法,依次从贯入度与掘进推力的关系、贯入度与刀盘转矩的关系对TBM滚刀贯入度的变化情况进行量化分析,并在这一过程中推导得到TBM掘进的贯入度与推力、转矩的参数预测模型,并结合现场实测结果对线性回归法的预测结果进行验证。结果表明:1)TBM在不同阶段的贯入度、推力及转矩均有不同程度的变化,且相互之间存在一定的关联;2)掘进参数的线性回归预测模型经过验证是合理的,表明线性回归法适用于TBM掘进参数的预测,可视具体情况为隧道工程实施阶段掘进参数的调整提供理论指导和参考。; 王超刘红中王乐乎檀俊坤蔡子勇; 关键词：全断面隧道掘进机贯入度隧道工程

基于修正Loganathan公式的非水平布置双线平行盾构隧道施工引起土体位移计算方法: 2024年; [目的]为研究双线平行盾构隧道非水平布置方式下,由施工引起的周围土体位移规律,提出一种基于修正Loganathan公式的土体位移计算方法。[方法]介绍了Loganathan公式及相关假设;考虑盾构隧道开挖扰动引起的地层损失、土体卸荷回弹和土体损失率沿掘进路径变化的综合影响,修正Loganathan公式并建立单线盾构隧道周围土体位移解;建立双线平行盾构隧道非水平布置方式下,由施工引起的土体位移计算方法;通过实际工程的现场监测和数值模拟结果,验证所提计算方法的工程适用性。[结果及结论]所提计算方法能够考虑隧道轴心连线与水平面夹角、双线隧道半径、隧道轴心间距、双线隧道埋深等双线隧道布置因素,以及隧道盾构施工扰动造成的地层损失、土体卸荷回弹和土体损失率沿掘进路径变化等施工因素对土体位移的影响。地面沉降及土体水平位移的理论计算结果同现场监测结果和数值模拟结果之间的平均误差分别为5.6%、0.6%和5.5%、5.3%,均满足工程经验规定的20%的精度要求,说明所提计算方法能够有效解决双线平行盾构隧道非水平布置方式下施工引起的土体位移计算问题,具有良好的工程适用性。; 王超邹金锋李方刘波饶兵兵舒丹

TBM破岩过程的滚刀受力计算模型研究被引量：15: 2021年; 全断面硬岩隧道掘进机(TBM)广泛应用于隧道工程的建设,其滚刀破岩过程的受力情况也一直是TBM设计和施工阶段的核心问题。为研究TBM破岩过程的滚刀受力情况,该文简化滚刀运动模式,综合运用剪切与张拉破坏机理,分别对滚刀随刀盘转动时的扭转运动和在掘进方向的近似直线运动时的滚刀受力情况进行研究,不考虑滚刀自身旋转的影响,推导得出了计算破岩过程中滚刀法向力及滚动力的计算模型,并进一步分析了滚刀法向推力的主要影响因素,保证了计算模型参数取值的合理性。将该模型应用于实际工程案例中,分别与现场监测结果和近似常截面盘形滚刀破岩力CSM模型计算结果进行对比,结果表明:该计算模型所得结果与现场监测结果之间的相关性较好,且相比于近似常截面盘形滚刀破岩力CSM模型的计算误差较小,从而验证了该模型的适用性和合理性,为TBM滚刀破岩的力学计算和模型研究及其相关工程的应用提供了参考。; 王超乔世范刘红中; 关键词：法向力

盾构隧道近接斜交侧穿桥梁桩基变形计算方法: 2024年; 以圆形截面桩为例,基于修正后的Loganathan公式,利用文克尔弹性地基梁模型、m法计算理论和荷载传递法,建立盾构隧道近接斜交侧穿既有桥梁桩基的变形计算方法.通过现场监测结果验证计算方法的工程适用性,并利用该方法分析侧穿桥梁桩基施工引起桩身水平挠曲变形的主要影响因素.结果表明:桩身水平位移和桩顶竖向位移的理论计算结果与监测结果之间的最大误差分别不超过14.6%和2.7%.与现有方法相比,所提方法的计算结果更接近实测值.入土段桩身水平挠曲程度与隧道轴心和桩基中心轴线之间的水平距离、隧道侧穿斜交角呈负相关;最大水平挠曲位移与隧道侧穿斜交角呈负相关.当水平侧穿距离为6.0 m时,最大水平挠曲变形为7.4 mm;当隧道盾构侧穿斜交角为70.0°时,入土段桩身最大水平挠曲位移为15.4 mm.; 王超朱春洲邹金锋刘波张晗秋马江锋; 关键词：盾构隧道

岩溶区盾构隧道衬砌结构变形特征研究: 2020年; 文章依托深圳地铁14号线大运—宝荷区段隧道工程,运用ABAQUS软件对岩溶区盾构隧道建立渗流-应力耦合模型进行研究,综合考虑数值模拟结果分析水头高度、注浆圈厚度、注浆圈渗透系数及衬砌厚度对衬砌结构变形特征的影响,进一步优化盾构隧道设计参数,保证工程建设的顺利进行.; 刘恒王超蒋泽龙; 关键词：岩溶区盾构隧道渗流-应力耦合衬砌结构

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王超

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