盾构隧道管片加固前后接缝形态的变化特征

接缝及其变化特征反映了盾构隧道管片的变形破坏过程。本文根据复合材料加固盾构隧道管片的试验图像,使用区域特征参数和边界特征参数来表征接缝的形态特征参数,区域特征参数包括接缝区域的像素总数、长轴、短轴、等效直径、与水平向轴夹角,边界特征参数包括几何参数和Fourier变换参数,研究了这些参数加固前后的变化特征。结果表明,加固前后接缝偏心率、长轴、短轴变化都比较平稳,难以用于评价加固效果;接缝面积、接缝等效直径、与X轴交角、圆形度、形状指数,加固前变化较快,加固后比较平稳,可以较好地用于评价加固效果;接缝棱角指数和纹理系数加固前变化很快、加固后非常平稳,这两个参数可以很好用于评价加固效果。

使用图像分析研究隧道衬砌管片的位移变化

以复合材料加固前后的盾构隧道管片为对象,进行了盾构隧道管片在侧向荷载作用下变形能力和极限承载力的整环加载试验,使用图像处理技术对加固前后衬砌圆环管片接缝两侧的位移变化进行了研究。根据加载过程中不同时刻的试验图像,使用粒子图像测速技术得到了不同时刻、不同位置接缝两侧混凝土管片的位移变化情况。结果表明:未加固阶段管片顶部接缝处管片表面位移相对较小,两侧位移变化不相等,封顶块位移大于邻接块位移,加载结束时最大位移发生在封顶块位置;整环加固后,封顶块位移大于邻接块位移,加载结束时裂缝开始扩展;加固前后位移变化幅度大小次序依次是封顶块、标准块、邻接块和底块,破坏最先发生位置是封顶块和邻接块的连接位置;使用复合材料加固后,各处接缝两侧管片位移变化幅度及整体位移变化量均小于加固前,管片承载力增加,强度明显提高。本文结果对研究隧道衬砌破坏机理有一定的参考价值。

复合材料叠合衬砌加固管片接头抗正弯矩研究

复合材料叠合衬砌是加强各种隧道的一种新型结构形式。这种结构具有强度高、操作轻便、施工效率高、构件所占空间小等优点,特别适合于城市地铁隧道修复时复杂的施工条件。笔者主要研究了管片接头采用复合材料叠合衬砌加固后的抗正弯矩性能,对加固前后管片接头的荷载-挠度变化、荷载-接缝张开量变化(内外两侧)、荷载-接缝张角变化、螺栓应力及复合构件应力变化等进行了对比分析,研究了复合构件加固接头的破坏形态。结果表明,复合材料叠合衬砌能有效提高管片接头在正弯矩区的抗弯承载能力和接头转角刚度,可作为隧道管片加固的一种新方法。

地铁隧道联络通道机械法施工对主隧道受力影响分析

为了研究主隧道结构在机械法联络通道施工时的内力变形规律,基于某市域铁路工程4号联络通道,采用Midas FEA有限元分析软件,建立机械法联络通道施工三维有限元模型。数值模拟结果表明,机械法联络通道施工过程中危险工况为顶进始发工况及拆撑工况。主隧道管片变形内力对机械法联络通道施工有些许不利作用响应表现。施工对管片影响范围集中在开洞处中间第5环管片。