岩体力学参数对巷道变形特性的影响程度分析 被引量：9

1

作者 付建新 宋卫东 谭玉叶 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2365-2372,2382,共9页

以程潮铁矿为工程背景,基于室内试验及现场测量分别得到主要矿岩的物理力学性质、节理结构及力学参数、地应力大小及分布.利用3DEC离散元软件,通过对不同方案的模拟计算,对节理面影响进行单因素和多因素敏感性分析,并对岩体的等效连续... 以程潮铁矿为工程背景,基于室内试验及现场测量分别得到主要矿岩的物理力学性质、节理结构及力学参数、地应力大小及分布.利用3DEC离散元软件,通过对不同方案的模拟计算,对节理面影响进行单因素和多因素敏感性分析,并对岩体的等效连续特征进行分析.结果表明,不同参数对巷道变形的影响程度由大到小依次是:完整岩石的内摩擦角>内聚力>节理剪切刚度(JKS)>节理法向刚度(JKN)>节理内摩擦角>抗剪强度.当模型中不包含节理时,塑性模型的巷道最大位移是弹性模型的2.5~2.8倍;当有节理时,塑性模型的巷道位移是弹性模型的1.8~4.4倍.当等效连续模型使用的参数为节理岩体参数的40%~50%时,等效连续模型和非等效连续模型会达到比较相似的结果.数值模拟结果与现场监测数据较吻合,验证了研究成果的准确性. 展开更多

关键词 岩石巷道 敏感性分析 三维离散元分析 不连续模型 等效连续模型

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深部围岩变形与破坏模型及数值方法研究 被引量：8

2

作者 李文培 王明洋 +1 位作者 范鹏贤 邓宏见 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1250-1257,共8页

为很好地描述岩石的剪切变形局部化现象,给出一个非连续平面应变弹塑性模型。这个模型以经典滑移线理论为框架,采用光滑函数组合描述位移场在滑移线上的间断;其控制方程是在局部正交曲线坐标系下由物理定律推导得出。材料的变形被划分为... 为很好地描述岩石的剪切变形局部化现象,给出一个非连续平面应变弹塑性模型。这个模型以经典滑移线理论为框架,采用光滑函数组合描述位移场在滑移线上的间断;其控制方程是在局部正交曲线坐标系下由物理定律推导得出。材料的变形被划分为3个阶段:弹性、塑性及峰后局部剪切阶段。材料在滑移线上服从库仑强度准则。峰后在滑移线上出现断裂,材料初始黏聚力线性减小并最终消失。对模型进行有限元离散,并用Newmark法求解。采用Fortran语言编写代码并做一个简单算例。与传统连续介质模型比较,该模型中材料的应变、应力均不对称,材料的塑性行为、能量耗散与间断界面的变形运动密切相关。非连续模型能够深刻地描述深部围岩峰后剪切变形局部化现象。 展开更多

关键词 岩石力学 应变局部化 间断位移场 滑移线 非连续模型 峰后

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基于断波的溃坝洪水演进分析模型研究 被引量：6

3

作者 周兴波 金松丽 +2 位作者 杨子儒 杜效鹄 江婷 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期611-621,共11页

精准分析预测溃坝洪水演进至下游断面的流量过程,对科学应对堰塞湖、溃坝等洪水灾害极其重要.针对溃坝洪水非恒定急变流特性,采用断波动坐标法将溃坝洪水演进非恒定流问题转化为恒定流问题,联合连续性方程和动量方程推导断波波速和流量... 精准分析预测溃坝洪水演进至下游断面的流量过程,对科学应对堰塞湖、溃坝等洪水灾害极其重要.针对溃坝洪水非恒定急变流特性,采用断波动坐标法将溃坝洪水演进非恒定流问题转化为恒定流问题,联合连续性方程和动量方程推导断波波速和流量计算公式,应用微元法实现溃口和下游演进断面的溃坝洪水流量计算,提出基于断波的溃坝洪水演进分析模型,并通过“10·11”白格堰塞湖溃决洪水演进进行验证.结果表明,叶巴滩电站实测的白格堰塞湖溃决洪水,演进至苏洼龙电站的洪峰流量误差为1.44%,时间提前了10min,演进至奔子栏、石鼓、梨园电站的洪峰流量误差在10%左右,验证了模型的可行性和合理性.基于断波的溃坝洪水演进分析模型计算高效稳定,可有效支撑应急处置决策. 展开更多

关键词 溃坝洪水 断波 不连续体 洪水演进 堰塞湖 应急抢险

原文传递

应用非连续模型研究断层对地壳应力的影响 被引量：6

4

作者 雷显权 陈运平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2379-2386,共8页

通过有限元数值模拟的方法,应用非连续的接触模型研究断层对地壳应力的影响。研究结果表明:非连续模型比连续模型能够更好地模拟断层,突出了断层对地壳应力的影响作用,避免了单纯使用软弱带模拟断层所导致的应力削弱现象;非连续模型通... 通过有限元数值模拟的方法,应用非连续的接触模型研究断层对地壳应力的影响。研究结果表明:非连续模型比连续模型能够更好地模拟断层,突出了断层对地壳应力的影响作用,避免了单纯使用软弱带模拟断层所导致的应力削弱现象;非连续模型通过接触单元可以描述连续模型所不能反映的断层带与围岩之间的不连续错动;断层端部和复合断层交叉处附近是应力集中区;断层带具有较高的剪切应力,但其自身及附近局部区域的最大主应力受到了一定的弱化;断层的弹性模量、断层与区域主应力的夹角以及交叉断层是地壳应力的重要影响因素,平行断层是弱影响因素,断层泊松比对地壳应力的影响不大。 展开更多

关键词 非连续模型 断层 地壳应力 数值模拟

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基于三维非连续接触模型的管片错台分布规律及影响因素研究 被引量：5

5

作者 张社荣 霍恒炎 +1 位作者 王枭华 王超 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第8期94-99,共6页

针对盾构隧道施工阶段中管片环缝错台的问题,建立围岩-管片-螺栓三维非连续接触模型,基于管片与围岩、管片接头之间的非连续性,考虑围岩与衬砌的相互作用,模拟盾壳前移、浆液硬化、围岩补强等产生的动态效应,对管片错台分布规律和影响... 针对盾构隧道施工阶段中管片环缝错台的问题,建立围岩-管片-螺栓三维非连续接触模型,基于管片与围岩、管片接头之间的非连续性,考虑围岩与衬砌的相互作用,模拟盾壳前移、浆液硬化、围岩补强等产生的动态效应,对管片错台分布规律和影响因素进行深入研究。研究结果表明,管片环整体向扁圆化发展,拱腰外扩、拱底隆起,管片环缝错台也主要位于拱腰和拱底。管片环脱离盾壳时,衬砌整体变形与管片环缝错台最大,随着浆液硬化,衬砌整体变形速率变缓,管片环缝错台缩小,最终趋于稳定,说明浆液的硬化和围岩的补强对隧道整体变形和管片环缝错台起到一定控制作用,且封顶块点位对隧道整体变形的影响较小。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片错台 数值模拟 非连续模型 力学分析

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低渗砂岩力学试验及复杂断块裂缝分布预测研究 被引量：2

6

作者 赵新波 熊光勤 +2 位作者 刘桂玲 田炜 闫相祯 《中国测试》 CAS 北大核心 2015年第3期1-7,共7页

通过岩石抗拉强度试验和快速直接剪断试验对江苏油田某区块多口油井岩芯进行试验,获取相应层段的岩石抗拉强度及抗剪强度,利用测井资料中的声波等数据得到井筒附近的岩石力学参数。应用非连续模型中的接触单元描述断层系统与地层间的非... 通过岩石抗拉强度试验和快速直接剪断试验对江苏油田某区块多口油井岩芯进行试验,获取相应层段的岩石抗拉强度及抗剪强度,利用测井资料中的声波等数据得到井筒附近的岩石力学参数。应用非连续模型中的接触单元描述断层系统与地层间的非连续错动,考虑沉积相引起地层的非均质性,运用多目标约束优化反分析法对江苏油田某区块含复杂断裂系统的致密砂岩油藏地应力场进行有限元数值模拟,实现地应力场的精细预测,得到复杂断块致密砂岩油藏地应力场等值线图。针对区块出现拉伸破坏和剪切破坏,利用Griffith张破裂准则和Coulomb-Navier剪破裂准则对油藏区域进行拉伸裂缝及剪切裂缝预测,最终得到裂缝综合发育分布图,确定裂缝相对发育区域。研究结果表明:断层歼灭处及复合断层交叉处地应力变化较大,对地应力场分布影响较大;断层内部裂缝较为发育,受断层系统影响复杂的区域,裂缝发育不均衡,且裂缝发育程度受沉积相的影响较大。 展开更多

关键词 巴西试验 裂缝分布 非连续模型 地应力场 优化反分析

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非连续模型下桩基对既有盾构隧道变形的影响 被引量：1

7

作者 董昊威 《现代城市轨道交通》 2023年第8期43-47,共5页

基于非线性接触理论,在管片间简化设置挤压与摩擦关系模拟管片接头结构,以贵州省某市实际工程为背景,建立非连续接触盾构隧道模型,分析桩基施工与承载阶段对既有盾构隧道变形的影响。研究结果表明:本工程中,桩基承载阶段对土体竖向的主... 基于非线性接触理论,在管片间简化设置挤压与摩擦关系模拟管片接头结构,以贵州省某市实际工程为背景,建立非连续接触盾构隧道模型,分析桩基施工与承载阶段对既有盾构隧道变形的影响。研究结果表明:本工程中,桩基承载阶段对土体竖向的主要影响范围约为桩径的15倍、桩长的1.7倍,对土体侧向的主要影响范围约为桩径的5.5倍、桩长的0.6倍。综合变形较大值主要集中在拱顶、拱腰以及拱底处,盾构隧道在非连续模型下受力变形时,管片间出现明显错台,这表明本模型能较好地模拟出既有盾构隧道在桩基施工承载时的受力变形。桩基施工阶段,竖向变形最大值出现在拱顶部位,约为0.21mm。桩基承载阶段,竖向变形最大值仍出现在拱顶部位,约为0.73mm,盾构隧道在竖向变形上主要受桩基承载阶段影响。桩基施工与承载阶段,横向变形最大值均出现在线内拱腰处,分别约为0.21mm与0.23mm,横向变形值增量不大,盾构隧道在横向变形上主要受桩基施工阶段影响。 展开更多

关键词 盾构隧道 非连续模型 桩基施工 桩基承载 受力变形

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一类具有信号分子调节作用的非连续模型的动力学性质

8

作者 王茹 张仲华 刘叶玲 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2019年第6期1545-1554,共10页

将信号分子的浓度作为指标,建立了一类描述病菌群体感应机理对信号分子浓度调节的非连续模型,讨论了模型滑动模块区域的存在性,真(假)平衡点和伪平衡点的存在性及稳定性.特别地,证明了穿越极限环的存在性.最后,运用Matlab软件进行数值模... 将信号分子的浓度作为指标,建立了一类描述病菌群体感应机理对信号分子浓度调节的非连续模型,讨论了模型滑动模块区域的存在性,真(假)平衡点和伪平衡点的存在性及稳定性.特别地,证明了穿越极限环的存在性.最后,运用Matlab软件进行数值模拟,支撑了理论结果. 展开更多

关键词 群体感应 非连续模型 滑模动力学 极限环 稳定性

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地铁盾构隧道管片受力分析 被引量：24

9

作者 李宇杰 何平 秦东平 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S2期131-134,共4页

盾构管片接头刚度系数一直是影响盾构管片设计计算结果正确性的直接影响因素。通过建立盾构管片及弯曲螺栓的三维非连续介质模型,以及设置合理的管片接头接触模型,消除了接头刚度系数对计算结果的影响。对盾构管片在实际荷载作用下的受... 盾构管片接头刚度系数一直是影响盾构管片设计计算结果正确性的直接影响因素。通过建立盾构管片及弯曲螺栓的三维非连续介质模型,以及设置合理的管片接头接触模型,消除了接头刚度系数对计算结果的影响。对盾构管片在实际荷载作用下的受力与变形情况进行研究。研究表明:管片拱顶与拱底接头向内侧张开,两侧拱腰接头向外侧张开。非连续介质模型中,盾构管片的分块拼装形式以及管片间连接螺栓单元的设置改变了管片环的整体刚度,管片接头附近出现了不均匀的波浪形云图。相对于惯用法模型,三维非连续介质模型的轴力值在接头处有明显突变,并且其最大正弯矩值小于惯用法模型计算结果。两种计算方法得出的最大负弯矩值相差不大,本次研究取得的成果对盾构管片设计工作有一定的参考价值。 展开更多

关键词 盾构隧道 三维非连续介质模型 变形分析 内力分析

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电压源换流器闭环控制的实时联合仿真 被引量：8

10

作者 范哲意 张明新 +2 位作者 周治国 张逸 张华良 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3328-3335,共8页

为解决电压源换流器闭环控制实时仿真中计算效率和仿真精度难以兼顾、计算量大的问题,提出了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、个人计算机(PC)架构的电力电子实时联合仿真方案。该方案为电力电子系统提供了一个多... 为解决电压源换流器闭环控制实时仿真中计算效率和仿真精度难以兼顾、计算量大的问题,提出了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、个人计算机(PC)架构的电力电子实时联合仿真方案。该方案为电力电子系统提供了一个多速率仿真平台。在该平台上,采用连续–离散模型分离法分割电压源换流器模型以及提取参数,采用开关函数法与状态空间法设计浮点型解算器,运用系统快速成型法快速建立仿真系统模型。对三相两电平逆变器闭环控制系统算例进行实时多速率仿真测试,FPGA以500 ns的仿真步长实现逆变器的高速解算,DSP以2μs的步长实现控制部分的低速仿真。结果表明:实时联合仿真比多速率离线仿真提速233倍,比单速率离线仿真提速991倍,且范式误差仅为1%,显著提高了仿真准确度与计算效率;且系统快速成型法采用自动代码生成技术,明显缩短了开发周期。 展开更多

关键词 多速率仿真 高频换流器 连续–离散模型分离法 开关函数法 状态空间法 电力电子系统

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冲击作用下节理岩体应力波波速衰减规律研究 被引量：2

11

作者 潘珍颖 刘军 甄梦阳 《河南科学》 2022年第2期208-215,共8页

为探究冲击荷载下节理岩体中应力波波速衰减规律,用水泥砂浆梁状结构模拟岩体,填充黏土层模拟软弱薄夹层,采用自行设计的摆锤冲击装置作为动力源进行冲击加载试验.研究了节理存在与否、节理数量和厚度对冲击荷载下节理岩体应力波衰减规... 为探究冲击荷载下节理岩体中应力波波速衰减规律,用水泥砂浆梁状结构模拟岩体,填充黏土层模拟软弱薄夹层,采用自行设计的摆锤冲击装置作为动力源进行冲击加载试验.研究了节理存在与否、节理数量和厚度对冲击荷载下节理岩体应力波衰减规律的影响,并利用特征线法和位移不连续模型推导节理面对应力波衰减的影响.结果表明:随着距离增大,振动衰减速度减慢,呈现出近端衰减快,远端衰减慢的规律;梁状结构表面的振动响应与节理厚度、数量呈负相关;节理引起的振动响应差异随节理数量的增加逐渐降低;理论的峰值和变化规律与试验结果吻合.通过分析节理对应力波波速衰减规律的影响,为日后实际工程作业中减小对周边建筑物的安全风险提供一定的参考. 展开更多

关键词 振动衰减 节理岩体 应力波波速 位移不连续模型 摆锤冲击试验

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无辅助开关的零转换单相PFC整流电路研究 被引量：1

12

作者 朱艳萍 张纯江 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期19-21,共3页

提出了一种无辅助开关的软开关单相功率因数校正拓扑;分析了电流断续状态下的工作原理,所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。利用单周期实现其控制。仿真和实验结果表明,该电路在整个输入电压范围内都能保持软开关特性并与负载无关,实... 提出了一种无辅助开关的软开关单相功率因数校正拓扑;分析了电流断续状态下的工作原理,所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。利用单周期实现其控制。仿真和实验结果表明,该电路在整个输入电压范围内都能保持软开关特性并与负载无关,实现了单位功率因数。 展开更多

关键词 功率因数 整流器 软开关 电流断续 功率因数校正

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改进型零转换单相PFC整流电路研究

13

作者 朱艳萍 张纯江 《燕山大学学报》 CAS 2004年第4期333-336,共4页

原有的无辅助开关的软开关单相功率因数校正电路环流能量大。本文通过改变谐振电容Cr取值的大小,减小了环流能量。分析了电流断续状态下的工作原理,所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。并详细介绍了单周期控制原理。仿真和实验结果表... 原有的无辅助开关的软开关单相功率因数校正电路环流能量大。本文通过改变谐振电容Cr取值的大小,减小了环流能量。分析了电流断续状态下的工作原理,所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。并详细介绍了单周期控制原理。仿真和实验结果表明,该电路降低了功率管VM1和VM2的通态损耗,并提高了整体电路的效率。 展开更多

关键词 单相 整流电路 电流断续 通态损耗 软开关 开关器件 功率因数校正电路 谐振电容 PFC 功率管

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挖掘机电液控制系统及其分段模型 被引量：3

14

作者 黎波 严骏 +2 位作者 郭刚 曾拥华 彭卓 《机床与液压》 北大核心 2012年第17期64-68,共5页

采用电液比例控制系统实现挖掘机自动控制。为工程实际出发,建立了电液比例阀线性模型及对称阀控非对称液压缸分段函数模型。仿真和实验结果基本吻合,表明系统正反方向响应速度具有不对称的特性,验证了所建系统分段模型的有效性。研究... 采用电液比例控制系统实现挖掘机自动控制。为工程实际出发,建立了电液比例阀线性模型及对称阀控非对称液压缸分段函数模型。仿真和实验结果基本吻合,表明系统正反方向响应速度具有不对称的特性,验证了所建系统分段模型的有效性。研究结论为控制器的设计提供了参考。 展开更多

关键词 挖掘机 电液比例控制 阀控非对称缸 分段模型

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基于三维非连续接触模型的管片接头静动力特性分析 被引量：33

15

作者 艾辉军 彭立敏 施成华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2023-2029,共7页

基于非线性接触理论,考虑盾构隧道结构的非连续性,模拟管片接头结构和管片衬砌与围岩及道床之间的相互作用,建立了道床–管片–围岩的三维非连续接触模型,对盾构隧道管片接头在围岩静压、列车动载作用下的受力与变形进行了深入分析。研... 基于非线性接触理论,考虑盾构隧道结构的非连续性,模拟管片接头结构和管片衬砌与围岩及道床之间的相互作用,建立了道床–管片–围岩的三维非连续接触模型,对盾构隧道管片接头在围岩静压、列车动载作用下的受力与变形进行了深入分析。研究结果表明,围岩静压下拱顶和隧底处的纵向接头部分向内张开,两侧拱腰处的接头部分向外张开,拱顶处的封顶块与邻接块错台较大,拱腰接头受压明显,拱顶接头受压最小,各环管片拱顶处的螺栓轴力最大,隧底处的其次,拱腰处的接头螺栓轴力最小,旋转了一定拼装角度后位于拱肩上部的接头螺栓,其剪力最大;列车动载作用下管片接头的张开错台、混凝土应力以及接头螺栓的内力均在动载施加初期迅速增加,然后明显减小,而后产生波动,其中浅埋地铁隧道拱顶接头的动力响应较隧底接头明显,螺栓剪力在列车动载作用下较螺栓轴力增加的多。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片接头 三维非连续接触模型 静动力分析

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新建隧道下穿施工对既有上卧盾构隧道扰动影响规律研究 被引量：31

16

作者 张毫毫 雷明锋 +3 位作者 刘凌晖 李玉峰 唐钱龙 王立川 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期396-404,共9页

针对新建盾构隧道下穿施工时,对既有上卧盾构隧道结构的扰动影响问题,应用非线性接触理论和多尺度混合建模技术,建立三维非连续精细化数值模型,重点分析隧道正交下穿施工扰动下,既有上卧盾构隧道管片与接头受力和变形规律。研究结果表明... 针对新建盾构隧道下穿施工时,对既有上卧盾构隧道结构的扰动影响问题,应用非线性接触理论和多尺度混合建模技术,建立三维非连续精细化数值模型,重点分析隧道正交下穿施工扰动下,既有上卧盾构隧道管片与接头受力和变形规律。研究结果表明:新建隧道下穿施工诱发既有上卧盾构隧道整体下沉,表现为隧道结构竖向收敛波动和仰拱沉降显著;纵缝接头变形以张开为主,环缝接头变形以错台为主,且同一环中拱顶处变形最大;环缝接头应力集中明显,靠近交叉点处管片环缝的最大、最小应力均接近混凝土强度设计值,局部裂损风险高;受下部开挖影响,上卧盾构隧道环缝接头螺栓剪应力值增加显著。 展开更多

关键词 盾构隧道 下穿施工 三维非连续接触模型 管片接头

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基于伏秒平衡原理的Buck-Boost变换器分析 被引量：16

17

作者 王学梅 易根云 +1 位作者 丘东元 张波 《电气电子教学学报》 2012年第2期61-64,共4页

针对现有"电力电子技术"教材中普遍存在的对Buck-Boost变换器的分析不完整等问题,本文基于伏秒平衡原理对Buck-Boost变换器进行了全面分析,推导出变换器全范围的输入输出电压关系,电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)的临界工... 针对现有"电力电子技术"教材中普遍存在的对Buck-Boost变换器的分析不完整等问题,本文基于伏秒平衡原理对Buck-Boost变换器进行了全面分析,推导出变换器全范围的输入输出电压关系,电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)的临界工作条件以及电路各参数对电流纹波和电压纹波的影响等。本文一方面有助于更全面深入地理解Buck-Boost变换器的工作原理及特性,另一方面有助于DC-DC变换器分析方法的统一,具有一定的教学指导意义。 展开更多

关键词 BUCK-BOOST变换器 电流连续模式 电流断续模式

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基于混凝土弹塑性损伤本构模型的盾构管片受力分析 被引量：17

18

作者 李宇杰 何平 秦东平 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期47-53,共7页

在混凝土弹塑性损伤本构模型的基础上,考虑盾构管片拼装块与连接螺栓的非连续性和拼装块之间的接触关系,建立三维非连续接触计算模型。以苏州某地铁盾构隧道工程为例,对盾构管片的受力状况进行模拟计算,并与惯用法模型和修正惯用法模型... 在混凝土弹塑性损伤本构模型的基础上,考虑盾构管片拼装块与连接螺栓的非连续性和拼装块之间的接触关系,建立三维非连续接触计算模型。以苏州某地铁盾构隧道工程为例,对盾构管片的受力状况进行模拟计算,并与惯用法模型和修正惯用法模型的计算结果进行对比分析。结果表明:盾构管片内拱顶K拼装块部分区域的损伤因子超过了损伤临界值,这些部位将产生明显可见的裂缝;盾构管片拱顶与拱底内侧的受拉区域均产生了塑性变形,拱顶K拼装块的塑性区深度达到截面宽度的55%;盾构管片最大内力组合在两侧拱腰管片的接头处;三维非连续接触计算模型可以更好地反应管片接头对内力的影响和管片混凝土材料的受力及变形特性;模型中盾构管片接头处接触单元的设置消除了其他模型中接头刚度差异对计算结果的影响,对盾构管片抗压刚度及抗弯刚度均会产生影响。 展开更多

关键词 盾构隧道 盾构管片 管片受力 混凝土 弹塑性损伤本构模型 三维非连续接触计算模型 惯用法计算模型

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考虑管片环间接头弱化的新建隧道上穿引起既有盾构隧道纵向变形分析 被引量：13

19

作者 张志伟 梁荣柱 +5 位作者 高坤 李忠超 肖铭钊 郭杨 乐腾胜 吴文兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期2955-2970,共16页

探究新建隧道上穿引起既有盾构隧道的纵向变形规律,对进一步评估并减少新建隧道施工对既有盾构隧道的不利影响具有重要的现实意义。现有解析方法多是将既有盾构隧道简化为搁置于线弹性地基上的等效连续梁,不能考虑隧道管片环间接头的弱... 探究新建隧道上穿引起既有盾构隧道的纵向变形规律,对进一步评估并减少新建隧道施工对既有盾构隧道的不利影响具有重要的现实意义。现有解析方法多是将既有盾构隧道简化为搁置于线弹性地基上的等效连续梁,不能考虑隧道管片环间接头的弱化和土体非线性变形特征。首先,引入接头非连续盾构隧道模型和非线性Pasternak地基模型来考虑隧道管片环间接头的弱化及隧道–地基的非线性作用,推导得到新建隧道上穿开挖下既有盾构隧道纵向变形控制微分方程;其次通过有限差分法和牛顿迭代法求解得到既有盾构隧道纵向变形的数值解答;最后,对2个工程案例及常用等效连续梁模型对比验证。研究结果表明:等效连续梁模型计算得到的隧道纵向变形表现为连续特征,而所提方法考虑了隧道接头弱化作用,得到的隧道纵向变形表现为非连续特征,隧道纵向位移和弯矩在接头处会发生突变。通过参数分析可知,增加新旧隧道间净距可有效减少既有盾构隧道的隆起变形、弯矩和环间接头张开量;随着管片长度增加,既有盾构隧道的隆起位移略有减少,但是管片间环间张开量及弯矩随之增大;增加环间接头的刚度可有效减少既有盾构隧道的竖向位移和张开量,但是会导致隧道弯矩增加。 展开更多

关键词 隧道工程 环间接头弱化 隧道上穿 既有盾构隧道 接头非连续盾构隧道模型 非线性地基模型

原文传递

基于混凝土损伤模型的卸载作用下盾构隧道损伤机理 被引量：12

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作者 刘建文 施成华 +2 位作者 雷明锋 彭立敏 王祖贤 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期758-769,共12页

在密集的地铁交通网附近区域进行工程活动会引起下卧盾构隧道产生较大纵向差异变形,对隧道结构服役性能及行车安全造成不利影响。既有研究大多基于弹性、弹塑性理论框架,忽视盾构隧道纵向变形带来的结构损伤的影响。考虑混凝土材料非线... 在密集的地铁交通网附近区域进行工程活动会引起下卧盾构隧道产生较大纵向差异变形,对隧道结构服役性能及行车安全造成不利影响。既有研究大多基于弹性、弹塑性理论框架,忽视盾构隧道纵向变形带来的结构损伤的影响。考虑混凝土材料非线性损伤力学特性,首先引入一种基于能量的拉应力和压应力分解,考虑混凝土拉/压力学特性的差异;其次,建立双标量混凝土弹塑性损伤本构模型;最后,基于三维非连续接触模型及多尺度建模技术构建盾构隧道−围岩精细化模型,探究差异变形下盾构隧道损伤劣化机理。研究结果表明:卸载作用下,管片混凝土以局部拉损伤为主而压损伤较小,在管环拱顶和拱底内缘、拱腰外缘以及螺栓连接处拉损伤最严重;卸载作用会引起盾构隧道隆起变形,横截面椭圆度也随纵向发生变化,拐点附近管环椭圆度最大;卸载引起的盾构隧道纵向附加剪力和弯矩最大值分别出现在拐点附近和模型中心处;混凝土材料损伤劣化会降低盾构隧道承载能力、纵向刚度和环向刚度,基于弹性本构的计算模型会高估整体结构的刚度;当前分析工况下,管片钢筋较难屈服,而中间部位管段上半侧纵向连接螺栓较易屈服;加载曲线拐点附近管环受损最严重,且承受较大的附加剪力和弯矩,应特别予以关注。 展开更多

关键词 卸载作用 盾构隧道 混凝土弹塑性损伤本构 三维非连续接触模型 多尺度建模技术

下载PDF 职称材料