TBM隧道豆砾石-地层抗力系数计算方法研究

豆砾石回填与灌浆技术在护盾式TBM施工的隧道中获得了广泛应用,但是豆砾石填充层对地层抗力系数以及管片结构受力的影响有还有待研究。本文利用厚壁圆筒弹性应变理论和温克勒假设,首先建立轴对称条件下的豆砾石-地层抗力系数公式并对影响该公式的因素进行了分析。在此基础上,考虑了豆砾石填充层的非均匀分布,建立了非轴对称条件下的豆砾石-地层抗力系数公式。研究表明:(1)是否考虑豆砾石填充层的存在以及豆砾石填充层是否均匀分布对地层抗力系数具有重要影响;(2)不同岩性条件下,豆砾石填充层弹性模量均存在一临界值使豆砾石-地层抗力系数的性质发生突变;(3)豆砾石填充层厚度的增加则具有强化豆砾石-地层抗力系数性质的作用。

盾构隧道管片上浮力学特性精细化模拟分析

针对盾构隧道施工阶段的管片上浮问题,计算地层抗力系数和管片横向刚度有效率,建立盾构隧道管片上浮三维荷载-结构计算模型,分析上浮荷载作用下管片结构与接头螺栓的力学特性。结果表明:考虑注浆压力时管片均出现上浮,最大上浮量出现于盾尾第6环管片处;管片顶底部和左右两侧的Mises应力均先增大后减小,在上浮荷载作用下管片环呈上下挤压状态;盾尾第6环管片的上浮位移和应力较大,管片左右两侧螺栓的剪应力大于管片顶底部。

基于梁-非线性弹簧模型的盾构隧道双层衬砌结构力学特征研究

随着我国盾构隧道数量的日益增多,越来越多的穿江越洋隧道开始逐步使用双层衬砌。采用经典梁-弹簧理论,考虑管片接头的非线性特征,建立盾构隧道双层衬砌结构抗剪压计算模型,分别对不同二次衬砌弹性模量、不同水压及地层抗力系数条件下的盾构隧道双层衬砌结构的受力及变形特性进行分析,获得上述因素对盾构隧道双层衬砌结构横向力学特性的影响规律。研究结果表明:二次衬砌弹性模量对双层衬砌结构的受力影响相对较小,在一定范围内水压的增大可以在一定程度上改善双层衬砌结构的受力状态,当地层抗力系数小于30 MPa/m时,管片和二次结构受力受地层影响较大,结构受力及变形处于不利状态。

矿山法地铁隧道二衬结构安全系数及可靠度计算方法研究

以北京地铁四号线某大断面矿山法隧道为背景,分别应用"初期支护与二次衬砌共同承受全部荷载的计算模式"与"不考虑初期支护承载而由二次衬砌单独承受全部荷载的计算模式"进行隧道截面安全系数和可靠度指标的计算,结果表明:两种承载模式得到的结构最不利截面安全系数均能满足要求,但"二衬结构单独承载模式"得到的最不利截面结构可靠度指标偏低.为确保根据不同承载模式得到的计算结果基本相同,在应用响应面法分析隧道衬砌结构荷载效应的基础上,采用了等效地层弹性抗力系数来表征初期支护对结构承载的贡献,为解决地铁隧道结构设计中由于结构承载模式不同而造成的计算结果差异提供了一个途径.

基床系数取值探讨

基床系数的概念源于文克勒尔的地基模型,它是目前工程界应用最广的一种地基模型。这一问题牵涉面广,各种基床系数之间的数值关系至今都无定论,为此,较普遍的观点是将解决问题的希望寄于现场原位测试,也有不少单位在这方面作了工作。但若能充分利用现有资料,理清各种基床系数之间的内在联系,从较为简单的室内试验入手,在此基础上经过查表反复对比、提出基床系数的建议值,还是较为实用、有效的。

既有大跨径砌体排水拱涵加固设计方法

建于20世纪的既有城市地下大跨径分离式基础砌体排水拱涵已超出服役期,当鉴定其需要加固时,往往采用整体式高性能混凝土内衬进行,其结构传力方式以及土-结构相互作用将发生变化。以湖南省长沙市红旗渠试验段加固工程为例,研究不同地层弹性抗力系数取值方法,提出了考虑土-结构相互作用的分布弹簧约束的荷载-结构法,并与拱形刚架法、固定无铰拱法和弹性支承无铰拱法的计算结果进行了对比分析,提出了各种计算方法的适用性,对城市地下砌体排水拱涵的设计和加固设计具有借鉴意义。