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深埋隧道支护结构内力计算方法研究 被引量：2
1
作者 赵何霖 邱居涛 +3 位作者 申玉生 朱鹏霖 苟安迪 董俊 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第36期15656-15664,共9页
深埋隧道是交通建设中的关键,对其力学行为进行深入研究具有重要的理论和工程实际意义。针对既有研究的不足,考虑到深埋隧道支护结构力学响应的空间差异性和施工过程围岩-支护结构的动态作用关系,建立了围岩竖向荷载与径向位移关于隧道... 深埋隧道是交通建设中的关键,对其力学行为进行深入研究具有重要的理论和工程实际意义。针对既有研究的不足,考虑到深埋隧道支护结构力学响应的空间差异性和施工过程围岩-支护结构的动态作用关系,建立了围岩竖向荷载与径向位移关于隧道横截面角度变化的平衡微分方程,获得了围岩压力作用下复合支护结构的内力解析解。根据支护反力与围岩径向位移的关系,推导了初支与围岩、初支与二衬间的围岩压力与位移解析解。结合数值模拟和现场监测结果进行分析,证实了计算方法的可靠性和有效性。最后基于该解析方法,对支护结构厚度和弹性模量进行了参数分析。结果表明:支护结构的厚度和弹性模量与其弯矩正相关,且弹性模量对弯矩影响更大,初支厚度和弹模的变化对围岩压力和径向位移的影响比二衬对其影响更显著。研究成果可为准确预测支护结构任意截面位置的内力提供一定理论支撑。 展开更多
关键词 深埋隧道 支护内力 解析解 数值模拟 现场监测
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穿越断层隧道节段衬砌结构破坏机理:试验与数值研究
2
作者 郑清 张熙 +3 位作者 申玉生 邱居涛 王耀达 陈孔福 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第7期2392-2410,共19页
随着穿越活断层隧道工程建设的飞速发展,跨断层隧道的分析和设计方法迫切需要相应的理论指导。本研究通过振动台模型试验和数值模拟,探讨了断层位错和地面运动对不同长度管片衬砌结构的影响规律和破坏机制。结果表明,随着衬砌纵向连接刚... 随着穿越活断层隧道工程建设的飞速发展,跨断层隧道的分析和设计方法迫切需要相应的理论指导。本研究通过振动台模型试验和数值模拟,探讨了断层位错和地面运动对不同长度管片衬砌结构的影响规律和破坏机制。结果表明,随着衬砌纵向连接刚度(节理和节段衬砌)的减小,上盘与断裂带之间的结构相对位移减小,而下盘与断裂带之间的结构相对位移变化趋势相反。因此,应根据工程要求将靠近上盘的衬砌段划分为较小的段,而靠近下盘的衬砌段应划分为较大的段。结合试验结果提出了断层附近影响带的设防范围。在划分分段长度时还应考虑衬砌接缝的作用,以便在断层位错的影响下实现纵线的平滑过渡。本文数值模拟的破坏演化过程与振动台试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 穿越断层隧道 节段衬砌 相对位移 振动台模型试验 数值模拟
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基于能量原理的隧道结构地震影响区划分及节段式衬砌响应特性 被引量：3
3
作者 张熙 申玉生 +1 位作者 周鹏发 邱居涛 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期227-242,共16页
隧道结构从变形到失稳的整个过程与地震能量的输入、转化和耗散密切相关。本文从结构的能量响应出发,基于地震波激励建立了能量平衡方程。根据输入能量与结构固有能量之间的关系,提出了强震作用下基于结构整体破坏的稳定性判别依据。首... 隧道结构从变形到失稳的整个过程与地震能量的输入、转化和耗散密切相关。本文从结构的能量响应出发,基于地震波激励建立了能量平衡方程。根据输入能量与结构固有能量之间的关系,提出了强震作用下基于结构整体破坏的稳定性判别依据。首先分析了不同断层宽度隧道能量响应特征,通过建立能量稳定函数来研究穿越不同断层宽度隧道结构的动力稳定性特征;结合能量稳定函数和结构最大变形量,验证了基于能量的结构失稳与变形之间的关系。其次,从可释放弹性应变能的角度得到了地震作用下跨断层隧道纵向影响区域。在此基础上考虑断层破碎带隧道结构的自适应变形,在结构主要影响区设置节段式衬砌。通过比较断层内部结构不同位置的能量稳定函数,得到了跨断层隧道基于能量原理的最优抗减震措施。 展开更多
关键词 隧道工程 能量准则 影响区 节段式衬砌 跨断层隧道 强震
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