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土木工程分析的施工力学与时变力学基础 被引量：179
1
作者 曹志远 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期41-46,共6页
提出土木工程施工力学分析及其时变力学基础的研究方向 ,对其基本课题、特征及力学、数学基础与方法作了较为系统阐述 ,并结合工程实践说明本方向研究重要性与发展前景。
关键词 施工力学 时变力学 土木工程
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软弱围岩隧洞施工性态的力学模拟与分析 被引量：108
2
作者 孙钧 朱合华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1994年第4期20-33,共14页
本文着重对软弱围岩隧洞施工中的力学性态进行了计算机模拟和分析。文中除提出了考虑隧洞开挖面时空效应的三维分析模型外，还计入岩体流变时效，进行了弹－粘塑性数值计算。其中，研讨了开挖面推进过程中洞室围岩与错喷支护的相互作用... 本文着重对软弱围岩隧洞施工中的力学性态进行了计算机模拟和分析。文中除提出了考虑隧洞开挖面时空效应的三维分析模型外，还计入岩体流变时效，进行了弹－粘塑性数值计算。其中，研讨了开挖面推进过程中洞室围岩与错喷支护的相互作用以及设置整筑式二次内衬的影响。用所建议的力学模型和编制的程序软件，结合某实际工程，分别就洞室上下台阶法分部开挖、全断面法一次开挖和侧壁导坑法扩大开挖等三种最常见的隧洞施工作业方式进行了模拟分析，并将计算成果与现场实测数据作了比较验证。 展开更多
关键词 软弱围岩 隧洞 开挖面效应 锚喷支护 施工力学
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龙山浅埋大跨度连拱隧道施工方案优化分析 被引量：94
3
作者 丁文其 王晓形 +2 位作者 李志刚 王建秀 褚旭东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第22期4042-4047,共6页
连拱隧道在线路平面、洞口位置选择上均较分幅修建隧道优越,其所占比例也越来越大。而按照我国公路隧道设计规范设计连拱隧道时,常将围岩和支护结构隔离开来,分析结果不能完全反映施工过程的实际情况,故有必要对连拱隧道施工方案进行优... 连拱隧道在线路平面、洞口位置选择上均较分幅修建隧道优越,其所占比例也越来越大。而按照我国公路隧道设计规范设计连拱隧道时,常将围岩和支护结构隔离开来,分析结果不能完全反映施工过程的实际情况,故有必要对连拱隧道施工方案进行优化分析。针对龙山隧道具有浅埋、大跨度、连拱的特点,建立了连拱隧道施工动态有限元分析程序,模拟三导洞法和上下台阶法开挖双连拱隧道的施工过程,并通过对拱顶沉降、地表沉降、中墙应力、围岩稳定性的分析,从施工工序与施工力学角度对2种施工方法的优劣进行比较分析,从而使得实际隧道施工方案得到优化。 展开更多
关键词 隧道工程 连拱隧道 三导洞法 上下台阶法 施工力学
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深部软岩隧道施工性态时空效应分析 被引量：98
4
作者 赵旭峰 王春苗 孔祥利 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期404-409,共6页
随着我国交通事业的迅速发展,在深部岩体中修筑隧道工程已必不可少,随之而来的深部岩体所具有的特殊工程地质问题也更加突出。主要对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性黏弹性数值模拟,并将计算结果与现场实... 随着我国交通事业的迅速发展,在深部岩体中修筑隧道工程已必不可少,随之而来的深部岩体所具有的特殊工程地质问题也更加突出。主要对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性黏弹性数值模拟,并将计算结果与现场实测数据进行比较验证。研究结果表明,计入围岩流变效应,考虑深部软岩隧道时空效应影响,在作业面影响范围内,开挖面空间效应占主导因素,围岩应力随距作业面距离的加大而逐步释放;在此范围外,软弱岩体流变属性得以充分发挥。通过分析和施工实践证明,对于深埋软岩隧道应尽早施作衬护,以改善承载环范围内围岩受力,减少扰动,提高围岩自承能力;由于软岩流变效应显著,必须适时设置二次衬砌以承受来自围岩的后期流变压力,限制围岩大变形。研究成果丰富了地下工程施工力学理论,可应用于工程实践。 展开更多
关键词 岩石力学 深埋隧道 软弱围岩 施工力学 开挖面效应 时间效应 流变压力
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国家大剧院钢壳体施工全过程模拟分析 被引量：77
5
作者 伍小平 高振锋 李子旭 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期40-45,共6页
国家大剧院钢壳体为超大型空间结构,结构形式复杂,施工难度大,保证施工阶段的结构安全至关重要。本文首先探讨了采用有限元对钢壳体施工全过程模拟的建模原则及分析方法,并进行了吊装阶段全过程模拟分析。结果表明:施工阶段的受力状况... 国家大剧院钢壳体为超大型空间结构,结构形式复杂,施工难度大,保证施工阶段的结构安全至关重要。本文首先探讨了采用有限元对钢壳体施工全过程模拟的建模原则及分析方法,并进行了吊装阶段全过程模拟分析。结果表明:施工阶段的受力状况必须采用施工力学方法而不能用传统的结构力学方法分析。为保证卸载阶段的安全,首先采用相似模拟的方法,确定拆除临时支撑的顺序,通过大量计算分析,最终确定各步卸载位移量,并提出以千斤顶行程作为控制量的卸载技术路线。施工实践证明该方案简单,利于控制,是安全卸载的保证。 展开更多
关键词 国家大剧院 钢壳体 施工力学 施工全过程分析
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3孔小间距浅埋暗挖隧道地表沉降控制技术研究 被引量：59
6
作者 王明年 李志业 关宝树 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期821-824,共4页
通过模型试验对软弱围岩下3孔小间距浅埋暗挖隧道的地表沉降控制技术进行了深入研究。结果表明:不同的预加固强度、开挖进尺,对隧道的地表沉降、围岩压力、洞周位移都有很大影响。
关键词 地表沉降控制 3孔平行隧道 施工力学 小间距隧道
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高层建筑结构施工力学分析 被引量：42
7
作者 李瑞礼 曹志远 《计算力学学报》 CAS CSCD 1999年第2期157-161,共5页
通常高层结构设计是以建造好结构在使用荷载下的计算模型为依据。然而这是同结构在实际施工过程产生的力学状态有差异的。为此本文将采用超级有限元－有限元耦合法对高层结构进行施工模拟分析，按照施工顺序及施工时的实际情况进行力学... 通常高层结构设计是以建造好结构在使用荷载下的计算模型为依据。然而这是同结构在实际施工过程产生的力学状态有差异的。为此本文将采用超级有限元－有限元耦合法对高层结构进行施工模拟分析，按照施工顺序及施工时的实际情况进行力学分析，从而对保证结构建造全过程的可靠性和安全性，指导选用合理的施工方案。 展开更多
关键词 施工力学 结构分析 超级元 高层建筑
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时变力学及其工程应用 被引量：34
8
作者 曹志远 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1999年第5期1-4,共4页
本文阐述时变力学这一新的研究方向，对其基本课题、特征及力学、数学方法与进展作了较为系统概述，并结合工程实践说明时变固体力学方向研究的重要性与发展前景．
关键词 时变力学 施工力学 工艺力学 固体力学
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大型复杂钢结构施工力学及控制新技术的研究与工程应用 被引量：41
9
作者 郭彦林 田广宇 +1 位作者 周绪红 陈国栋 《施工技术》 CAS 北大核心 2011年第1期47-55,89,共10页
随着我国钢材产量持续位居世界首位,钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛。特别是大型公共建筑领域,涌现出大量复杂钢结构工程。它们对施工力学分析和控制技术提出了多方面挑战,尤其表现在三维动态变形预调技术的发展,整体提升、落架、... 随着我国钢材产量持续位居世界首位,钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛。特别是大型公共建筑领域,涌现出大量复杂钢结构工程。它们对施工力学分析和控制技术提出了多方面挑战,尤其表现在三维动态变形预调技术的发展,整体提升、落架、起扳、滑移、张拉技术的信息化应用,面向建筑全生命周期结构设计理念的实现以及对施工误差、施工环境温度、焊缝收缩、混凝土收缩徐变等影响成型结构性能的因素的控制研究上。这些技术难点,必须通过能够在时间域和空间域进行协同时变分析的一体化系统来解决。结合国内外具有代表性的大型复杂钢结构工程,阐述了一体化协同时变分析系统在解决上述施工力学和控制问题时的原理、方法以及其中的新算法、新技术,为今后的工程建设提供参考。 展开更多
关键词 施工力学 施工控制 一体化协同时变系统 大型复杂钢结构
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钢结构施工力学状态非线性分析方法 被引量：27
10
作者 郭彦林 刘学武 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期19-24,37,共7页
施工力学问题分析的难点在于结构时变、材料时变和边界时变的模拟。该文剖析了单元生死技术模拟施工过程的基本原理,从数学和物理上揭示了单元"杀死"、"漂移"和"激活"的机理。探讨了施工过程模拟的分步... 施工力学问题分析的难点在于结构时变、材料时变和边界时变的模拟。该文剖析了单元生死技术模拟施工过程的基本原理,从数学和物理上揭示了单元"杀死"、"漂移"和"激活"的机理。探讨了施工过程模拟的分步建模技术。对单元生死技术和分步建模技术的计算模型和精度进行了对比研究。基于经典梁单元,采用FORTRAN语言编制了这两种算法下的分析程序。算例分析表明:两种方法的理论及所编制程序正确,是施工力学问题求解的有效方法。 展开更多
关键词 钢结构 施工力学 结构时变 单元生死技术 分步建模技术
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客运专线超大断面隧道施工过程三维力学分析 被引量：27
11
作者 喻渝 赵东平 +1 位作者 曾满元 王明年 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2005年第4期20-24,共5页
客运专线上的隧道开挖断面积在150m2以上,必须选择合适的施工方法才能满足建设需要。对此,文章以Ⅳ级围岩为研究对象,根据隧道埋深的不同,对深埋情况下的台阶法和环形开挖留核心土法、浅埋情况下的CD法和CRD法等开挖方法进行了三维数值... 客运专线上的隧道开挖断面积在150m2以上,必须选择合适的施工方法才能满足建设需要。对此,文章以Ⅳ级围岩为研究对象,根据隧道埋深的不同,对深埋情况下的台阶法和环形开挖留核心土法、浅埋情况下的CD法和CRD法等开挖方法进行了三维数值模拟;通过对超大断面隧道基本受力规律的分析比较,给出了适合于超大断面隧道的安全、经济、有效的施工方法。 展开更多
关键词 客运专线 超大断面隧道 施工力学 三维数值分析
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大跨度钢结构施工过程仿真分析 被引量：27
12
作者 吴穷 王乾坤 +2 位作者 任志刚 刘强 肖亚平 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第3期127-131,共5页
鉴于大跨度钢结构施工要求精度高,其内力和位移随着建造过程不断变化,与结构一次成型的受力情况有很大差别的特征,对钢结构进行施工阶段的受力分析具有重大意义。以武汉光谷网球中心为例,采用MIDAS Gen按施工顺序进行全过程分析,并选取... 鉴于大跨度钢结构施工要求精度高,其内力和位移随着建造过程不断变化,与结构一次成型的受力情况有很大差别的特征,对钢结构进行施工阶段的受力分析具有重大意义。以武汉光谷网球中心为例,采用MIDAS Gen按施工顺序进行全过程分析,并选取关键节点,将其模拟结果与监测结果对比分析,验证了有限元分析的正确性和施工方案的合理性。 展开更多
关键词 大跨度钢结构 有限元分析 施工仿真 施工力学
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千斤顶单元法在大跨度钢屋盖拆撑过程数值模拟中的应用 被引量：26
13
作者 刘学武 郭彦林 郭宇飞 《施工技术》 CAS 北大核心 2010年第8期24-28,33,共6页
大跨度钢屋盖拆撑过程分析是目前大型工程建设中常遇到的施工力学问题,其求解的难点在于千斤顶工作机理、临时支撑与主体结构脱离和接触以及临时支撑回弹现象的模拟,尚未得到有效解决。基于通用有限元软件平台,利用其模块中的只压不拉... 大跨度钢屋盖拆撑过程分析是目前大型工程建设中常遇到的施工力学问题,其求解的难点在于千斤顶工作机理、临时支撑与主体结构脱离和接触以及临时支撑回弹现象的模拟,尚未得到有效解决。基于通用有限元软件平台,利用其模块中的只压不拉杆单元和经典梁单元的独特性质,把这两个特性不同的单元并联在一起,通过耦合单元两端相应节点的自由度和修正单元的刚度,构造一种组合型千斤顶单元。引入刚化系数α和软化系数β,分别对杆单元和梁单元的轴向刚度进行修正,研究给出了α和β的取值范围,使组合千斤顶单元具有实际千斤顶的性质。建立了拆撑过程分析的千斤顶单元法,能够模拟拆撑过程中千斤顶和临时支撑的工作机理及其与主体结构之间的相互作用。算例分析表明,千斤顶单元法理论正确,应用方便,可以用于实际工程中拆撑过程的模拟,能够分析主体结构及临时支撑内力和变形的变化历程。 展开更多
关键词 大跨度钢屋盖 拆撑过程 施工力学 千斤顶单元法
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某地铁深基坑桩撑支护结构施工力学行为分析 被引量：24
14
作者 周勇 王惠君 朱彦鹏 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2019年第1期86-92,共7页
研究目的:特殊红砂岩地层严重影响兰州地铁车站深基坑支护施工安全,因此研究特殊红砂岩复杂环境下深基坑施工力学行为迫在眉睫。本文以兰州地铁1号线东方红广场站深基坑桩撑支护结构为工程背景,依据现场监测结果和数值计算模型对比分析... 研究目的:特殊红砂岩地层严重影响兰州地铁车站深基坑支护施工安全,因此研究特殊红砂岩复杂环境下深基坑施工力学行为迫在眉睫。本文以兰州地铁1号线东方红广场站深基坑桩撑支护结构为工程背景,依据现场监测结果和数值计算模型对比分析了围护结构、周边建筑物及地表沉降的位移变化规律。研究结论:(1)数值模拟结果和现场监测结果对比分析表明,两者的结果相近,变化趋势基本一致,说明运用生死单元法对基坑开挖支护分析的结果可以为深基坑的设计与施工提供有效指导;(2)现场监测桩顶水平位移最大值为10.51 mm,小于30 mm的控制值,这说明咬合桩+钢支撑的支护结构可以有效地控制兰州特殊红砂岩地层基坑位移;(3)随着基坑开挖和支护的持续进行,桩身的前倾型变化曲线逐渐成为"鼓肚"形,最大测斜值为10.56 mm,发生于2/3倍的开挖深度附近;(4)随着基坑的不断开挖,周边建筑物距离车站越远,其竖向沉降位移越小;(5)基坑周边的最大沉降发生于距离基坑边缘1/3倍坑深处;(6)本研究成果可为兰州地区类似特殊地层地铁深基坑的设计与施工提供指导。 展开更多
关键词 地铁深基坑 桩撑支护 数值模拟 现场监测 施工力学
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扁平超大断面隧道的施工力学特征及其动力稳定性分析 被引量：23
15
作者 施有志 李建锋 +1 位作者 李汪颖 周先齐 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1023-1029,共7页
针对超大断面小近距隧道支护设计中的围岩压力分布、位移变形特征问题,以牛寨山双洞八车道公路隧道为研究对象,建立了考虑工程实际地形、工程地质的三维有限元模型,开展了隧道开挖的施工力学形态数值模拟分析,得到了隧道施工过程中隧道... 针对超大断面小近距隧道支护设计中的围岩压力分布、位移变形特征问题,以牛寨山双洞八车道公路隧道为研究对象,建立了考虑工程实际地形、工程地质的三维有限元模型,开展了隧道开挖的施工力学形态数值模拟分析,得到了隧道施工过程中隧道围岩变形规律,探讨了小净距大断面隧道近接施工的影响规律.结果表明,小净距大断面隧道所表现出来的施工力学特性复杂,由于偏压的影响,围岩整体水平位移呈非对称分布,最大水平位移发生在南线隧道拱肩处,隧道拱顶下沉最大值发生在先行洞,隧道仰拱处隆起较大;应力集中在两洞仰拱和拱脚处.在此基础上,开展了隧道开挖后的动力有限元计算,分析了洞口段地震力作用下的动力响应,评价了其动力稳定性.计算结果可为优化设计、指导隧道施工以及为隧道稳定性和支护结构安全性评价提供参考. 展开更多
关键词 超大断面小近距隧道 施工力学 围岩应力 支护设计 动力响应
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超长复杂隔震结构施工力学及全过程监测研究 被引量：22
16
作者 杜永峰 赵丽洁 +2 位作者 张韬 郑文智 李万润 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1-10,25,共11页
隔震结构的基础对上部结构的水平位移和抗转动约束力较弱,施工建造阶段的受力性能具有特殊性。对超长复杂隔震钢筋混凝土结构体系而言,叠层橡胶隔震支座在施工阶段出现了较大侧向位移的现象。施工方案考虑不周全时,隔震层大梁在施工阶... 隔震结构的基础对上部结构的水平位移和抗转动约束力较弱,施工建造阶段的受力性能具有特殊性。对超长复杂隔震钢筋混凝土结构体系而言,叠层橡胶隔震支座在施工阶段出现了较大侧向位移的现象。施工方案考虑不周全时,隔震层大梁在施工阶段混凝土甚至会出现裂缝。该文介绍了课题组针对平面不规则超长复杂隔震结构建造过程施工力学分析。将施工过程中的时变结构体系分析问题采用离散性的时间冻结来近似处理,将它当作一序列物性时不变、拓扑关系在各个预定的时间点上变化的结构体系分析。数值分析表明,SCS方式是一种宜用于隔震结构的安全经济的施工方式;隔震层大梁出现裂缝主要是由施工荷载、温度剧烈变化、混凝土收缩及过早拆模等综合因素引起的;分析了由施工建造引起的非载荷变形对隔震支座变形位移、底板的变形和内力的影响;分析了最不利温差作用下的隔震支座位移及施工阶段梁挠度的变化规律,初步给出了后浇带的合理布置方案。通过对实际隔震工程的施工期及服役期的现场监测,验证了超长隔震结构的非载荷变形特征与环境荷载的相关性。 展开更多
关键词 隔震结构 时变结构力学 施工力学 非载荷变形 结构健康监测
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初始地应力场对洞室围岩稳定性的影响 被引量：10
17
作者 邵国建 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2003年第6期44-48,共5页
基于施工力学分析方法,考虑岩体的宏观各向同性,建立了从施工开挖到适时支护的有限元列式,给出了模拟锚杆作用的加锚岩体组合单元模型及相关计算公式。针对影响洞室围岩稳定的主要因素,提出了基于实测点地应力的多元回归反演初始地应力... 基于施工力学分析方法,考虑岩体的宏观各向同性,建立了从施工开挖到适时支护的有限元列式,给出了模拟锚杆作用的加锚岩体组合单元模型及相关计算公式。针对影响洞室围岩稳定的主要因素,提出了基于实测点地应力的多元回归反演初始地应力场的分析方法。结合工程实例,探讨了不同初始地应力场及支护时机对洞室群围岩稳定的影响。结果表明,洞室变形量值和各洞室顶拱环向压应力均随着侧压系数增大而增大,而洞周的变形随支护时机的提前而减少,尤其是各洞室拱顶沉降位移减少更为明显。 展开更多
关键词 初始地应力场 施工力学 各向同性 适时支护 有限元
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超大断面箱形明挖隧道施工监测与力学特性分析 被引量：20
18
作者 欧孝夺 吴红营 +1 位作者 黄颂扬 唐迎春 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期133-140,共8页
结合超大断面四孔箱形明挖隧道(宽49.5m×高9.1m)的施工过程,选择典型断面布设混凝土应变计、沉降变形观测点等设备,开展隧道结构内力、结构沉降及变形等指标的监测。监测结果表明,超大断面箱形明挖隧道的主体结构,在两侧土压力的... 结合超大断面四孔箱形明挖隧道(宽49.5m×高9.1m)的施工过程,选择典型断面布设混凝土应变计、沉降变形观测点等设备,开展隧道结构内力、结构沉降及变形等指标的监测。监测结果表明,超大断面箱形明挖隧道的主体结构,在两侧土压力的作用下,顶部荷载变化时,顶板和底板的混凝土应力均有变化,但底板变化的速度比顶板要慢且幅度比顶板小,而侧墙处于拉弯受力的不利状态,每节段纵向两端部位强度较薄弱。节段纵向墙体的共同特点为中间段混凝土受拉应力最大,其次是上段,下段受拉小;中墙混凝土应力较大,侧墙因受两侧土体约束影响应力较小。两侧不对称回填和上部不均匀覆土将造成墙体支座处混凝土拉压状况处于往复变化的不利状态。该研究结果对同类隧道结构施工力学及变形特性等研究具有参考价值。 展开更多
关键词 箱形隧道 超大断面 施工力学 覆土回填
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单洞双层地铁隧道施工力学行为 被引量：19
19
作者 时亚昕 王明年 李强 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期2985-2990,共6页
地铁隧道为避开沿线高大建筑物密布的桩基,部分段落需要采用暗挖法施工的单洞双层隧道通过,而此时地铁隧道穿越的地层条件复杂,围岩极其软弱,地下水位高,且隧道埋深较浅,其力学行为将和单个隧道大不相同。通过建立有限元模型,对软弱地... 地铁隧道为避开沿线高大建筑物密布的桩基,部分段落需要采用暗挖法施工的单洞双层隧道通过,而此时地铁隧道穿越的地层条件复杂,围岩极其软弱,地下水位高,且隧道埋深较浅,其力学行为将和单个隧道大不相同。通过建立有限元模型,对软弱地质条件下单洞双层地铁隧道无临时横联和有临时横联的施工过程进行数值模拟,研究隧道各施工阶段的稳定性及支护结构的安全性,并对隧道洞周位移的计算值与实测值进行比较。结果表明,只有增加临时横联才能保证单洞双层地铁隧道的施工安全,且下洞施工和拆除临时横联是施工的关键工序。 展开更多
关键词 隧道工程 单洞双层 地铁隧道 临时横联 有限元 施工力学
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双连拱隧道两种工法的施工力学分析 被引量：14
20
作者 贾永刚 王明年 邓敦毅 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A02期5727-5732,共6页
目前,在连拱隧道施工中均不同程度地出现了围岩坍塌、已修筑的衬砌产生大面积裂缝等问题。金洞隧道位于渝怀线甘家坝与鱼泉之间,设计预留了二线隧道条件。二线位于一线右侧,进口两线间距14.09 m,有分修条件;出口两线间距5.03 m,设150 m... 目前,在连拱隧道施工中均不同程度地出现了围岩坍塌、已修筑的衬砌产生大面积裂缝等问题。金洞隧道位于渝怀线甘家坝与鱼泉之间,设计预留了二线隧道条件。二线位于一线右侧,进口两线间距14.09 m,有分修条件;出口两线间距5.03 m,设150 m“燕尾”式隧道段,其中连拱隧道长42.2 m。连拱隧道施工有很多种方法,在围岩条件较好时,往往采用三导洞法或两导洞法。为了比较这2种方法的施工安全性,采用有限元法对该区段隧道施工过程进行力学模拟计算,比较了2种不同施工方法下的洞周位移、初期支护的内力、安全系数等,得出一些有意义的结论,可作为连拱隧道施工时的参考。 展开更多
关键词 隧道工程 连拱隧道 施工力学
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