复合腔体加固盾构隧道纵缝接头试验研究 被引量：20

1

作者 柳献 张晨光 +2 位作者 张衍 万敏 张乐乐 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期376-383,共8页

从现有运营盾构隧道的服役状况来看,大变形区间隧道管片接头的张角变形通常会超出设计要求,必须进行及时加固以控制变形。复合腔体作为一种新型加固材料具有轻型和快速加固的特点,能较好的应用于运营地铁隧道的快速加固。以复合腔体加... 从现有运营盾构隧道的服役状况来看,大变形区间隧道管片接头的张角变形通常会超出设计要求,必须进行及时加固以控制变形。复合腔体作为一种新型加固材料具有轻型和快速加固的特点,能较好的应用于运营地铁隧道的快速加固。以复合腔体加固纵缝接头为试验对象,采用足尺试验方法对加固及未加固的纵缝接头的受力性能及其破坏形态分别进行比较,得到复合腔体加固接头的破坏机理,并对其加固效果进行总体评价。 展开更多

关键词 盾构隧道 纵缝接头 复合腔体 极限承载力

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复合腔体加固盾构隧道衬砌力学行为的宏观分析模型 被引量：15

2

作者 柳献 张乐乐 +2 位作者 李刚 吴惠明 朱妍 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2014年第5期78-84,91,共8页

文章以复合腔体加固盾构隧道极限承载力足尺试验为背景,提出一种可用于模拟盾构隧道结构加固工况的非线性叠合模型,用不同的材料定义复合腔体和管片,用双向弹簧单元模拟未加固隧道与复合腔体间的粘结,并通过对比足尺试验结果,对模型的... 文章以复合腔体加固盾构隧道极限承载力足尺试验为背景,提出一种可用于模拟盾构隧道结构加固工况的非线性叠合模型,用不同的材料定义复合腔体和管片,用双向弹簧单元模拟未加固隧道与复合腔体间的粘结,并通过对比足尺试验结果,对模型的有效性进行了验证;同时详细地描述了一些关键参数的取值,并通过数值模拟结果形象地描述了结构的受力性能和破坏机理,为运营地铁盾构隧道的工程加固提供了优化建议。 展开更多

关键词 复合腔体 盾构隧道加固 非线性叠合模型 足尺试验

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多孔介质对封闭腔体内对流传热传质的影响 被引量：7

3

作者 刘芳 陈宝明 王丽 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期145-150,共6页

利用两区域法,其中在多孔介质区域利用Forheimer-Brinkman-Darcy方程,纯流体区域使用Navier-Stokes方程对部分填充多孔介质的二维封闭腔体内的自然对流传热传质进行数值研究。采用有限元法辅之以流体与多孔介质交界面上的连续性弱约束... 利用两区域法,其中在多孔介质区域利用Forheimer-Brinkman-Darcy方程,纯流体区域使用Navier-Stokes方程对部分填充多孔介质的二维封闭腔体内的自然对流传热传质进行数值研究。采用有限元法辅之以流体与多孔介质交界面上的连续性弱约束条件对两区域方程进行求解,分析了多孔介质厚度、渗透率及孔隙率的变化对封闭腔体内传热传质的影响。数值结果表明:当多孔介质厚度小于0.2时,其厚度的增加可明显削弱传热传质;大于0.2时,其影响明显减弱。渗透率从10-3降低至10-6时,腔体中流动减弱,导致平均传热传质速率降低。随孔隙率增加平均传热传质速率近似线性增加。 展开更多

关键词 多孔介质 自然对流 复合腔体 传热传质

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复合材料叠合衬砌加固管片接头抗负弯矩试验研究 被引量：6

4

作者 万敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期75-80,共6页

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。通过复合材料叠合衬砌加固管片接头抗负弯矩试验,对加固前后管片... 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。通过复合材料叠合衬砌加固管片接头抗负弯矩试验,对加固前后管片接头的荷载-挠度曲线、荷载-接缝张角、荷载-转角刚度曲线等进行了对比分析,研究了复合构件加固接头的破坏形态。结果表明,加固管片接头在挠度10mm时负弯矩承载力较未加固提高221%,负弯矩极限承载弯矩较未加固提高101%,加固管片接头平均转角刚度较未加固接头提高约4.3倍,复合材料叠合衬砌有效提高了管片接头在负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。 展开更多

关键词 盾构隧道加固 复合材料叠合衬砌 复合腔体 管片接头 荷载试验

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火灾高温后盾构隧道管片-加固体界面粘结性能试验研究 被引量：5

5

作者 杨成 闫治国 朱合华 《隧道建设》 2014年第7期642-648,共7页

用复合腔体加固体加固隧道结构是一种新型的加固方法，为了掌握火灾高温后复合腔体加固盾构隧道后界面的粘结性能，开展了50～400℃高温处理后粘结剂力学性能试验和混凝土立方体试件-复合腔体界面双面剪切试验。试验结果表明：1）在较... 用复合腔体加固体加固隧道结构是一种新型的加固方法，为了掌握火灾高温后复合腔体加固盾构隧道后界面的粘结性能，开展了50～400℃高温处理后粘结剂力学性能试验和混凝土立方体试件-复合腔体界面双面剪切试验。试验结果表明：1）在较低温度条件下，温度升高能优化粘结剂的力学性能；在较高温度下，粘结剂的力学性能随着温度的升高而降低，粘结剂的力学性能在150℃温度条件下最优，在超过300℃温度条件下，力学性能几乎失效。2）高温后混凝土-复合腔体界面破坏形式分为A，B，C 3种类型，混凝土-复合腔体界面的剪切刚度随着温度的升高而降低；混凝土-复合腔体界面粘结性能的最佳工作温度TP在50℃左右，完全失效温度Tf为300～400℃，在较低温度（15℃和50℃）、较高温度（100℃和200℃）和高温（250℃～Tf）条件下，影响混凝土-复合腔体界面粘结性能的主要因素分别是混凝土的剪切强度、碳纤维布-钢管界面的粘结性能和混凝土-粘结剂界面的粘结性能。 展开更多

关键词 火灾高温 盾构隧道 复合腔体 界面 粘结性能 high temperature (fire)

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新型隧道加固结构不同安装方式力学性能研究

6

作者 王达麟 牛宇哲 +2 位作者 马可飞 古永超 范丁元 《水利与建筑工程学报》 2024年第5期184-191,198,共9页

盾构隧道随着服役时间变长会暴露出多种结构病害问题,隧道服役后加固治理尤为重要。为解决盾构隧道结构病害问题,提出一种包含复合腔体加固结构和装配式拼装结构的新型装配式加固结构,并以北京地铁1号线复兴门至西单站区间工程为背景,... 盾构隧道随着服役时间变长会暴露出多种结构病害问题,隧道服役后加固治理尤为重要。为解决盾构隧道结构病害问题,提出一种包含复合腔体加固结构和装配式拼装结构的新型装配式加固结构,并以北京地铁1号线复兴门至西单站区间工程为背景,采用数值模拟方法,对复合腔体加固结构在不同安装方式下的力学性能进行系统分析。结果表明:纯环氧树脂胶粘结方式在初期承载能力上表现良好,但极限状态下破坏主要集中于拱脚附近;纯锚栓粘结方式在极限承载力上略有提升,但整体刚度不足;而胶栓混合粘结方式则结合了两者优势,不仅在环氧树脂胶破坏前提供稳定加固效果,且在环氧树脂胶失效后锚栓继续发挥抗剪作用,显著提高了隧道的极限承载能力和整体稳定性,极限承载力大幅提升至200.4%设计土体压力;界面剪应力不受粘结方式影响,均集中于拱脚附近。 展开更多

关键词 隧道 装配式加固结构 复合腔体 数值模拟 极限承载能力

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复合腔体构件加固盾构法隧道的关键技术研究 被引量：2

7

作者 朱妍 《地下工程与隧道》 2017年第3期14-17,61,共5页

目前,对于受损隧道结构最有效的补强措施是采用叠合衬砌结构形式。介绍一种采用复合材料、钢结构和水泥结构组合成新型复合腔体的隧道加固方法,并通过理论计算及试验分析,形成一套合理可行的复合腔体构件隧道加固技术。这可为类似工程... 目前,对于受损隧道结构最有效的补强措施是采用叠合衬砌结构形式。介绍一种采用复合材料、钢结构和水泥结构组合成新型复合腔体的隧道加固方法,并通过理论计算及试验分析,形成一套合理可行的复合腔体构件隧道加固技术。这可为类似工程提供借鉴。 展开更多

关键词 隧道结构 复合腔体 补强措施 构件 整环试验 加固技术

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对已运营隧道的收敛变形处置技术研究 被引量：2

8

作者 汲亮 《建筑施工》 2017年第12期1816-1817,共2页

介绍了对隧道收敛变形的几种常用处置方法,并结合上海轨交2号线淞虹路—虹桥2号航站楼区间部分隧道收敛变形已超过10 cm的现状,有针对性地选用了内衬钢环进行补强加固。阐述了内衬钢环加固施工的常见问题及处置方法,实施效果较好,具有... 介绍了对隧道收敛变形的几种常用处置方法,并结合上海轨交2号线淞虹路—虹桥2号航站楼区间部分隧道收敛变形已超过10 cm的现状,有针对性地选用了内衬钢环进行补强加固。阐述了内衬钢环加固施工的常见问题及处置方法,实施效果较好,具有一定的推广和应用价值。 展开更多

关键词 运营隧道 收敛变形 微扰动注浆 芳纶布 内衬钢环 复合腔体

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盾构法施工隧道加固所用复合腔体接头构件的抗弯性能试验 被引量：1

9

作者 殷瑞忠 曹伟飚 +4 位作者 柳献 乔小雷 沈张勇 张磊 刘旭阳 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第8期112-116,共5页

针对盾构法施工隧道加固所用复合腔体接头处易脱开并引起复合腔体剥离破坏的问题,设计新型复合腔体接头进行抗弯试验,研究其在不同工况下的破坏过程、极限承载力及刚度,并与复合腔体本体的抗弯性能进行对比。研究发现:新型复合腔体接头... 针对盾构法施工隧道加固所用复合腔体接头处易脱开并引起复合腔体剥离破坏的问题,设计新型复合腔体接头进行抗弯试验,研究其在不同工况下的破坏过程、极限承载力及刚度,并与复合腔体本体的抗弯性能进行对比。研究发现:新型复合腔体接头构件进入塑性阶段的标志为复合腔体与接头盖板的侧边胶水失效;负弯矩工况下的接头构件抗弯性能较弱,复合腔体接头应避免布置于隧道的负弯矩区;复合腔体接头构件的抗弯承载力与刚度均弱于本体,接头构件宜布置于隧道结构反弯点处。经隧道整环试验验证,新型复合腔体接头处无脱开现象。 展开更多

关键词 盾构法 隧道加固 复合腔体 接头 抗弯性能

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具有表面辐射的复合腔体内湍流对流换热研究 被引量：1

10

作者 杨君 王远成 +1 位作者 高帅 邱化禹 《山东建筑大学学报》 2016年第2期158-163,195,共7页

建筑热工性能评价和建筑节能越来越受到人们的重视,将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型在更多的领域得到广泛应用。文章基于数值模拟的方法,探究了具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内湍流自然对流换热问题;建立并用... 建筑热工性能评价和建筑节能越来越受到人们的重视,将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型在更多的领域得到广泛应用。文章基于数值模拟的方法,探究了具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内湍流自然对流换热问题;建立并用有限元方法求解自由流体区域和多孔介质区域的动量和能量传递方程,对数学模型进行了比较验证,分析了Rayleigh数（湍流与层流）及发射率为ε_i对传热、流动的影响。结果表明,Rayleigh数对具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内的动量和热量传递有明显的影响,且决定自然对流强度大小。Rayleigh数越大,自然对流换热作用越强,腔体内的平均温度降低并逐渐趋于一致;表面热辐射影响对流作用,墙体壁面发射率为0.0~0.3时,自然对流的影响较大,随着发射率的增大,辐射作用明显增强,并在热量传递中占主导位置。 展开更多

关键词 湍流自然对流 多孔介质 复合腔体 表面热辐射 换热

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变热流条件下多孔介质复合腔体自然对流的数值模拟 被引量：1

11

作者 蔡鹏飞 陈宝明 +1 位作者 刘芳 云和明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期122-128,共7页

针对变热流多孔介质复合腔体自然对流问题建立数学模型,采用有限元法求解控制方程,分析变热流条件下复合腔体右壁面逐时Nuavg和多孔介质无量纲逐时蓄热量的变化情况,探讨Ra、Da数和孔隙率ε与逐时Nu_(avg)和无量纲逐时蓄热量之间的关系... 针对变热流多孔介质复合腔体自然对流问题建立数学模型,采用有限元法求解控制方程,分析变热流条件下复合腔体右壁面逐时Nuavg和多孔介质无量纲逐时蓄热量的变化情况,探讨Ra、Da数和孔隙率ε与逐时Nu_(avg)和无量纲逐时蓄热量之间的关系。计算结果表明:逐时Nu_(avg)和无量纲逐时蓄热量随Ra、Da数的增大而增大;而逐时Nu_(avg)峰值随ε的增大而增大,无量纲逐时蓄热量随ε的增大而减小。 展开更多

关键词 多孔介质 复合腔体 蓄热量 自然对流

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盾构隧道复合腔体构件腔内注浆技术研究 被引量：1

12

作者 彭良亮 李迅 +4 位作者 沈张勇 陈宁威 严初春 刘旭阳 李芹峰 《建筑施工》 2020年第9期1740-1741,共2页

应用复合腔体加固技术对地铁盾构隧道发生收敛变形的管片进行加固,通过不同材料和设备对复合腔体构件内注浆填充进行试验分析。通过对比相类似隧道结构加固注浆技术,选择最符合要求、经济效益最优的注浆材料、注浆设备,并制定了可行的... 应用复合腔体加固技术对地铁盾构隧道发生收敛变形的管片进行加固,通过不同材料和设备对复合腔体构件内注浆填充进行试验分析。通过对比相类似隧道结构加固注浆技术,选择最符合要求、经济效益最优的注浆材料、注浆设备,并制定了可行的注浆工艺。 展开更多

关键词 隧道加固 注浆材料 注浆设备 复合腔体

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复合腔体及注浆技术在运营隧道维护加固中的应用

13

作者 李迅 《隧道与轨道交通》 2017年第S1期116-118,共3页

轨道交通运营隧道中多以盾构结构为主,当隧道周围土体发生超载、堆载、位移等变化时将导致隧道结构因内力过大而发生结构变形,直接危及运营隧道的安全。分析了产生隧道结构变形的因素,提出了采用复合腔体新型结构形式的施工工艺。新型... 轨道交通运营隧道中多以盾构结构为主,当隧道周围土体发生超载、堆载、位移等变化时将导致隧道结构因内力过大而发生结构变形,直接危及运营隧道的安全。分析了产生隧道结构变形的因素,提出了采用复合腔体新型结构形式的施工工艺。新型结构具有构件小、重量轻、后充填等特点,尤其适合于已损伤运营隧道结构的快速维护加固。 展开更多

关键词 隧道 结构变形 维护加固 复合腔体 预制加工 快速维护

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具有表面辐射的建筑室内自然对流换热的研究

14

作者 杨君 王远成 +1 位作者 高帅 邱化禹 《建筑节能》 CAS 2016年第2期4-8,20,共6页

随着人们生活水平以及节能意识的提高,对建筑热工性能评价和建筑节能越来越重视。将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型,因此,此类模型被应用到更多的领域。通过数值模拟展现了实际建筑环境中各物理条件对室内通风与热环境的影响,... 随着人们生活水平以及节能意识的提高,对建筑热工性能评价和建筑节能越来越重视。将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型,因此,此类模型被应用到更多的领域。通过数值模拟展现了实际建筑环境中各物理条件对室内通风与热环境的影响,为室内舒适度的建设提供了依据。基于有限元法对含有多孔介质复合腔体这一类双区域模型的壁面热辐射与自然对流耦合换热问题在建筑房间内的应用进行了数值模拟分析。模拟了不同工况下多孔介质复合腔体内的流场和温度场随时间的变化情况。结果表明,表面热辐射对建筑房间内的自然对流换热有明显的增强作用;冬季与夏季,中间层与顶层不同的边界条件影响着室内的对流换热即方腔热环境的改变;多孔介质厚度d较大时能减弱传热,当到达一定值时影响不明显。 展开更多

关键词 多孔介质 复合腔体 表面热辐射 自然对流 换热

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含金属骨架复合腔体中石蜡相变传热模拟研究

15

作者 随立言 陈宝明 +1 位作者 常钊 罗丹 《区域供热》 2022年第3期73-79,85,共8页

基于面中心切球法构造孔隙率为0.9的金属骨架,结合复合腔体,研究在复合腔体中添加面中心法骨架对石蜡相变传热过程的影响,并与纯石蜡方腔熔化过程进行比较。采用有限元分析法进行数值模拟,建立焓法模型求解相变过程中相变界面迁移问题... 基于面中心切球法构造孔隙率为0.9的金属骨架,结合复合腔体,研究在复合腔体中添加面中心法骨架对石蜡相变传热过程的影响,并与纯石蜡方腔熔化过程进行比较。采用有限元分析法进行数值模拟,建立焓法模型求解相变过程中相变界面迁移问题。结果表明,在复合腔体中添加面中心法骨架可显著提高相变材料的相变速率,强化相变传热,其完全熔化时间较纯石蜡提升了65%;整个相变传热过程由导热和自然对流共同作用,在复合腔体中添加面中心法骨架可消除石蜡角化及热量堆积现象,还可提高石蜡内部温度均匀性,熔化10分钟时,方腔高温壁面与最右侧壁面温差为17.58℃,熔化20分钟时,温差为8.37℃,较纯石蜡分别减少12.42℃、21.63℃。 展开更多

关键词 复合腔体 面中心法 相变材料 金属骨架

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复合腔体轴心抗压性能试验研究

16

作者 时文丽 蒋首超 +1 位作者 张衍 柳献 《土木工程》 2015年第3期103-112,共10页

本文研究了两组复合腔体试件在轴心压力作用下的性能。利用万能试验机对该复合材料进行轴心压缩试验。研究发现:在试验过程中,两组复合腔体试件的破坏过程相似,均为外裹碳纤维首先出现拉断剥离现象,其后钢管屈服。但是由于加工工艺不同... 本文研究了两组复合腔体试件在轴心压力作用下的性能。利用万能试验机对该复合材料进行轴心压缩试验。研究发现:在试验过程中,两组复合腔体试件的破坏过程相似,均为外裹碳纤维首先出现拉断剥离现象,其后钢管屈服。但是由于加工工艺不同导致两组试验结果的屈服荷载以及破坏荷载不同。 展开更多

关键词 复合腔体 抗压性能 试验研究

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复合腔体加固盾构隧道结构承载能力的试验研究 被引量：20

17

作者 柳献 张乐乐 +1 位作者 李刚 朱妍 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第7期52-57,共6页

采用足尺试验的方法对复合腔体加固盾构隧道整环极限承载力的力学特性进行研究,试验模拟盾构隧道在上部堆载作用下的静力加载试验,通过分析结构整体的受力过程、破坏模式和极限承载能力等,总结出复合腔体加固方法作用下的结构力学性能... 采用足尺试验的方法对复合腔体加固盾构隧道整环极限承载力的力学特性进行研究,试验模拟盾构隧道在上部堆载作用下的静力加载试验,通过分析结构整体的受力过程、破坏模式和极限承载能力等,总结出复合腔体加固方法作用下的结构力学性能及结构破坏的关键性能点。试验结果表明:复合腔体加固方法可以有效的提高盾构隧道的极限承载能力和刚度。该加固方法具有快速轻型的特点,这将是未来盾构隧道整环加固的一个全新方法。 展开更多

关键词 地铁隧道 复合腔体加固 极限承载力 破坏模式 快速加固

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地铁盾构隧道复合腔体构件性能试验研究 被引量：2

18

作者 邓世舜 沈张勇 +4 位作者 柳献 许文 曹伟飚 张磊 刘旭阳 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第6期31-36,42,共7页

复合腔体是一种新型的加固盾构隧道的结构材料,它能够为隧道结构提供额外的承载力,控制结构变形。对灌浆复合腔体、空腔复合腔体和空腔钢管的抗弯、抗压性能进行研究。分析了复合腔体抗压和抗弯的破坏机理,得到其受压承载力、受弯承载... 复合腔体是一种新型的加固盾构隧道的结构材料,它能够为隧道结构提供额外的承载力,控制结构变形。对灌浆复合腔体、空腔复合腔体和空腔钢管的抗弯、抗压性能进行研究。分析了复合腔体抗压和抗弯的破坏机理,得到其受压承载力、受弯承载力和刚度的变化规律。结果表明,外层碳纤维间绷断为复合腔体构件丧失抗压、抗弯承载能力的标志;碳纤维材料的约束作用显著提高了试件的截面抗弯刚度和承载能力,但降低了构件的延性,砂浆材料显著提高了试件的抗压承载能力;碳纤维、砂浆、钢管三者共同作用效果欠佳,模拟中需考虑三者材料间的滑移。 展开更多

关键词 地铁 盾构隧道 复合腔体构件 性能试验

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基于LBM多孔介质复合腔体交界面热滑移效应的研究 被引量：2

19

作者 陈宝明 蔡鹏飞 +2 位作者 云和明 刘芳 张国庆 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期189-195,共7页

采用格子Boltzmann方法对真实多孔介质复合腔体内的对流传热进行研究,分析了不同Ra、多孔介质高度Y和厚度δ条件下交界面处的热滑移效应,并确定热滑移系数。利用X-CT技术对真实多孔介质材料进行断层扫描,获得实际材料内部结构图片,并进... 采用格子Boltzmann方法对真实多孔介质复合腔体内的对流传热进行研究,分析了不同Ra、多孔介质高度Y和厚度δ条件下交界面处的热滑移效应,并确定热滑移系数。利用X-CT技术对真实多孔介质材料进行断层扫描,获得实际材料内部结构图片,并进行图片处理,再导入格子Boltzmann模型中进行求解。计算结果表明:等效热滑移系数随高度Y的影响较大,靠近壁面或固体表面的系数偏大,而间隙处的系数偏小,但两处各自的值基本相同;Ra和厚度δ的变化对等效热滑移系数的作用较小。 展开更多

关键词 实际多孔介质复合腔体 格子BOLTZMANN方法 热滑移效应 自然对流 交界面

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地铁运营隧道加固施工技术研究 被引量：1

20

作者 陈君 《科技创新导报》 2017年第30期26-28,共3页

随着城市的高速发展,轨道交通隧道结构周边存在不可避免施工作业,将会对隧道结构产生影响。由于盾构法隧道的力学特性,对外部环境的扰动非常敏感,周边基坑开挖,沉降、地层加载或卸荷都会造成隧道结构损伤,产生隧道变形和破损,从而影响... 随着城市的高速发展,轨道交通隧道结构周边存在不可避免施工作业,将会对隧道结构产生影响。由于盾构法隧道的力学特性,对外部环境的扰动非常敏感,周边基坑开挖,沉降、地层加载或卸荷都会造成隧道结构损伤,产生隧道变形和破损,从而影响轨道交通安全运营。本文对复合腔体构件的结构形式进行了介绍,对复合腔体构件加固施工中的接头拼装工艺、注浆工艺等关键技术进行了研究,总结形成了复合腔体构件加固盾构隧道的施工技术要点,并在上海地铁隧道中进行了应用。 展开更多

关键词 复合腔体构件 盾构隧道加固 施工技术

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