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黄土地层条件下隧道衬砌结构受力变形分析 被引量：5
1
作者 张伟 骆维斌 +2 位作者 雒建奎 周稳弟 倪伟淋 《公路》 北大核心 2022年第8期421-425,共5页
针对黄土隧道建设过程中黄土地基湿陷引起的衬砌结构病害,以某实际工程为依托,结合现场模型试验,对不同地层条件下隧道结构的受力变形进行研究。试验结果表明:在天然黄土地层上,隧道浸水湿陷使衬砌结构发生不均匀沉降,且仰拱中心处的变... 针对黄土隧道建设过程中黄土地基湿陷引起的衬砌结构病害,以某实际工程为依托,结合现场模型试验,对不同地层条件下隧道结构的受力变形进行研究。试验结果表明:在天然黄土地层上,隧道浸水湿陷使衬砌结构发生不均匀沉降,且仰拱中心处的变形最大,从而导致衬砌开裂,经三七灰土处理后,隧道基底承载力得到显著提高,有效缓解了仰拱的不均匀变形,使隧道衬砌的受力变形得到了明显的改善,从而保证隧道的安全运营。试验结果以期为黄土湿陷性地区的隧道建设提供一定的参考与指导。 展开更多
关键词 黄土隧道 浸水湿陷 现场模型试验 隧道受力变形
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基于爆破荷载等效施加方法的振动波形预测与古建筑安全评估
2
作者 乔雄 刘文高 +4 位作者 倪伟淋 张伟 杨鑫 黄锦聪 刘锦龙 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期16-25,共10页
隧道爆破开挖产生的振动对邻近的古建筑有着不容忽视的安全影响,为研究爆破振动波的传播规律以及预测地面振动效应和分析临近古建筑结构的安全性,以拉卜楞隧道为依托,采用现场实测结合数值模拟分析的方法,预测爆破荷载作用下拉卜楞寺的... 隧道爆破开挖产生的振动对邻近的古建筑有着不容忽视的安全影响,为研究爆破振动波的传播规律以及预测地面振动效应和分析临近古建筑结构的安全性,以拉卜楞隧道为依托,采用现场实测结合数值模拟分析的方法,预测爆破荷载作用下拉卜楞寺的动力响应。结果表明:(1)随着单响总药量的增加,质点振动速度增大,衰减比也随之增大,说明高频振动衰减快,低频振动衰减慢;(2)通过理论计算将爆破荷载等效施加在弹性边界或隧道开挖轮廓面上,动力模拟结果表明在大于40 m的中远区两者振速变化规律趋于一致,故将荷载施加在开挖轮廓面上是合理的;(3)爆破地震波自由界面处体波经过反射形成沿表面传播的Rayleigh波,结合数值模拟山体内部地震波的传播规律发现,经反射叠加山体内部形成复杂的振动区;(4)当地震波到达拉卜楞寺最近点时,径向振速峰值为0.000672 cm/s,垂向振速峰值为0.000448 cm/s,合成振速峰值为0.000807 cm/s,远小于古建筑安全振动控制标准。 展开更多
关键词 爆破振动 等效荷载 数值模拟 爆破地震波 安全评价
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基于交通振动环境下建筑结构损伤机理及减振隔振的研究现状 被引量：4
3
作者 丑亚玲 刘文高 +1 位作者 乔雄 倪伟淋 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期654-662,686,共10页
随着交通建设的发展,越来越多的公路要临近已有建筑物通过,而由于建设或重车通行引起的振动对周边建筑结构产生了很大的安全威胁,严重的甚至造成了建筑结构的损坏。论文通过对交通振动下建筑结构的振动控制标准和在振动中的损伤机理进... 随着交通建设的发展,越来越多的公路要临近已有建筑物通过,而由于建设或重车通行引起的振动对周边建筑结构产生了很大的安全威胁,严重的甚至造成了建筑结构的损坏。论文通过对交通振动下建筑结构的振动控制标准和在振动中的损伤机理进行综述,系统总结了交通振动对建筑影响的方法,介绍了目前交通振动对建筑结构安全性影响的研究现状和方法,分析了减振隔振的发展现状,创新性的提出将疲劳寿命作为建筑结构振动容许值的参考依据。在总结分析现状的情况下提出目前存在的问题,给出了相关的意见和建议,可为今后的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 交通振动 建筑结构 损伤机理 减振隔振 疲劳寿命
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交通荷载对双井子堡古城墙振动影响的现场实测与数值分析
4
作者 乔雄 刘文高 +4 位作者 骆维斌 倪伟淋 杨鑫 黄锦聪 刘锦龙 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期776-788,共13页
由于古建筑结构材料特殊、历史悠久且文化内涵丰富,其在交通振动下的动力响应规律研究成为古建筑安全性研究的重要内容。针对古城墙在道路车辆运行影响下的振动高程效应,以及结构的安全性评估问题,基于多种工况开展振动特性的现场测试... 由于古建筑结构材料特殊、历史悠久且文化内涵丰富,其在交通振动下的动力响应规律研究成为古建筑安全性研究的重要内容。针对古城墙在道路车辆运行影响下的振动高程效应,以及结构的安全性评估问题,基于多种工况开展振动特性的现场测试和振动高程响应机制的理论分析,结合数值模拟方法,并根据相应的安全判据和允许标准进行了研究。结果表明:道路交通荷载影响下古城墙的振动主频率范围为5~25 Hz,城墙顶部振速大于底部振速,顶部的放大系数范围为1.08~2.21,振动放大效应主要受车辆载荷和行驶速度的影响;随着模拟车辆载荷以及行驶速度的增加,城墙质点峰值速度放大系数fPPV增大,振动放大效应明显,fPPV处在1.02~1.77之间。通过对fPPV增量ACI(Amplification Coefficient Increment)进行分析,表明车辆载荷对振动高程效应的影响程度大于车辆速度;对模拟结果以及现场实测数据进行拟合,发现在交通振动激励下城墙底部和顶部的振速存在一定的线性关系;根据现场实测数据与数值模拟结果,对古土城墙的安全性进行了评估,提出了基于通行车辆交通管理的古土城墙防振、减振措施。 展开更多
关键词 古土城墙 交通振动 现场测试 数值模拟 高程放大效应
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隧道新型装配式临时支撑结构研发及技术研究 被引量：2
5
作者 骆维斌 乔雄 +3 位作者 倪伟淋 刘文高 田过勤 黄锦聪 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第5期262-273,共12页
针对目前隧道传统临时支撑的不足,自主研发设计了一种全装配式竖直临时支撑结构,该结构采用预制装配式模块+现场拼装的方式进行施工。分别对该支护结构的横向支撑杆件及连接方式、挡土板及连接方式和顶部连接方式做了4种不同方案进行比... 针对目前隧道传统临时支撑的不足,自主研发设计了一种全装配式竖直临时支撑结构,该结构采用预制装配式模块+现场拼装的方式进行施工。分别对该支护结构的横向支撑杆件及连接方式、挡土板及连接方式和顶部连接方式做了4种不同方案进行比选,最终分别采用水平板状横向支撑+插销式连接、挡板+T形插销式连接和顶部的螺栓连接。以桑园子隧道为背景,采用MIDAS/GTS数值模拟软件,对比分析了分部开挖施工中采用传统弧形支撑和新型竖直临时支撑的隧道围岩位移及支护结构力学特征,并结合现场实测数据对模拟结果进行验证。结果表明:从最终位移可以看出,两种临时支撑结构下拱顶和左、右边墙处围岩的变形近似相同,竖直临时支撑隧道围岩的拱顶以及左、右拱腰处的沉降相对弧形临时支撑较均匀,对隧道拱底变形的控制效果也更明显,且弧形临时支撑结构总变形量比竖直临时支撑大2.17倍;对比力学特征可知,竖直临时支撑参与的受力效果较好,其最大压应力为弧形支撑的29.88倍,从而减少了隧道拱顶和拱底的应力;对临时支撑24步开挖的变形进行分析得到,前20步开挖竖直临时支撑变形略大于弧形临时支撑,21步开始时弧形临时支撑变形迅速增大,导致施工段21~24步弧形临时支撑变形量均大于竖直临时支撑,说明竖直临时支撑结构自稳性更好,装配式临时支撑结构采用竖直形状更优,能满足隧道侧壁导坑法施工要求。 展开更多
关键词 隧道施工 临时支撑 装配式结构 数值模拟
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三车道公路岩土混合隧道单侧壁导坑法快速施工 被引量：2
6
作者 乔雄 倪伟淋 +1 位作者 骆维斌 刘文高 《隧道与地下工程灾害防治》 2021年第2期33-42,共10页
为研究单侧壁导坑法快速施工技术,以甘肃省兰州市榆中县来子堡乡境内大水洞村公路段的拟建三车道公路岩土混合隧道为依托,该隧址上覆地层为第四系上更新统风积黄土(Q3eol),下伏基岩为前寒武系皋兰群角闪片岩(AnC-gla)。采用MIDAS/GTS有... 为研究单侧壁导坑法快速施工技术,以甘肃省兰州市榆中县来子堡乡境内大水洞村公路段的拟建三车道公路岩土混合隧道为依托,该隧址上覆地层为第四系上更新统风积黄土(Q3eol),下伏基岩为前寒武系皋兰群角闪片岩(AnC-gla)。采用MIDAS/GTS有限元软件对单侧壁导坑法中隔壁进行半幅施工优化,通过二维数值模拟对比分析原单侧壁导坑法和优化单侧壁导坑法结构受力特征和位移变化规律。结果表明:两种工法下各个阶段的支护结构受力相似,且最终沉降和收敛也相同;施工过程中位移规律相似,且均能够满足施工稳定性要求;采用优化后的单侧壁导坑法在施工进度和经济效益方面更有优势。 展开更多
关键词 公路隧道 岩土隧道 施工方法 单侧壁导坑法 数值模拟
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喀鲁莫其隧道初支大变形的处置措施研究
7
作者 任永强 乔雄 +2 位作者 刘文高 倪伟淋 黄锦聪 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期101-109,共9页
初支变形问题是深埋软岩隧道开挖中经常遇到的难题之一。针对在建喀鲁莫其隧道出现的初支大变形、衬砌开裂及拱顶下沉问题,进行了现场围岩级别判定及变形监测,对病害原因进行分析。在此基础上提出了支护参数变更的措施,利用有限元软件... 初支变形问题是深埋软岩隧道开挖中经常遇到的难题之一。针对在建喀鲁莫其隧道出现的初支大变形、衬砌开裂及拱顶下沉问题,进行了现场围岩级别判定及变形监测,对病害原因进行分析。在此基础上提出了支护参数变更的措施,利用有限元软件对变更参数后的支护效果进行了数值模拟验证,采用现场监测对施工效果进行了评价。结果表明:(1)病害发生时,拱顶部分出现喷射混凝土的脱落以及开裂的现象,且变形部分有着明显的持续增长,变形速度量值较大,纵向连接钢筋及初支钢拱架已出现强拉变形,拱脚处的初支钢拱架已发生断裂,隧道初支变形较大,整体呈现为挤压性变形,拱脚处收敛值及速率均大于拱顶位置,拱脚最大收敛值达50 mm,最大收敛速率为29 mm/d,拱脚收敛出现了突变,变形呈现出持续增加的趋势。(2)数值模拟结果显示变更参数后拱顶下沉、拱腰和拱脚的收敛相比于原支护参数下的位移分别减小了80%,90.8%和96.2%,变更后的SVa支护参数产生的位移变形较小,在拱顶、拱腰以及拱脚位置产生的变形均符合设计规范的要求,能够保证隧道施工的安全性和结构的稳定性。(3)对比变更后支护参数的数值模拟与现场实测数据,发现参数变更后的拱顶沉降、拱腰收敛和拱脚位移均明显减小,初支大变形的问题得以解决,围岩整体变形趋于稳定,隧道各支护形式形状完好,没有出现明显的破坏现象。 展开更多
关键词 隧道工程 支护结构变形 数值模拟 软岩隧道 处置措施
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分部开挖法施工隧道中隔壁优化研究
8
作者 张伟 乔雄 +4 位作者 骆维斌 王延文 田过勤 倪伟淋 刘文高 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期127-135,共9页
针对大跨度公路隧道施工采用分部开挖法时,其临时支撑施工速度慢、加工困难等问题,以G312线清水驿至傅家窑公路隧道为依托,将弧形中隔壁替换为竖直中隔壁,采用MIDAS GTS软件分别对两种中隔壁进行对比分析,并结合现场实测数据对数值模拟... 针对大跨度公路隧道施工采用分部开挖法时,其临时支撑施工速度慢、加工困难等问题,以G312线清水驿至傅家窑公路隧道为依托,将弧形中隔壁替换为竖直中隔壁,采用MIDAS GTS软件分别对两种中隔壁进行对比分析,并结合现场实测数据对数值模拟结果进行验证.研究相同结构不同材料强度中隔壁对大跨度隧道施工的变形及受力影响情况.结果表明:(1)两种中隔壁支护均能满足施工稳定性要求,竖直中隔壁的竖向应力相比弧形中隔壁增大了97.16%,采用竖直中隔壁时隧道围岩和中隔壁的位移变形相比弧形中隔壁更小;(2)对比大跨度隧道施工中分别采用I18和I22b两种不同型号的竖直中隔壁,得到采用I22b钢架的中隔壁产生的最大应力能降低23.09%. 展开更多
关键词 隧道工程 大跨度隧道 临时支撑 数值模拟
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