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顶管施工力学效应的数值模拟分析 被引量:147
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作者 黄宏伟 胡昕 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期400-406,共7页
近年来,在城市繁华以及跨越河流等地段,各类地下管道(隧道)采用顶管施工已显示出无比的优越性。随着市政建设的需要,顶管施工对周围环境的影响已引起人们足够的重视。为此,就顶管施工过程引起的力学效应进行了讨论。采用3D数值分析方法... 近年来,在城市繁华以及跨越河流等地段,各类地下管道(隧道)采用顶管施工已显示出无比的优越性。随着市政建设的需要,顶管施工对周围环境的影响已引起人们足够的重视。为此,就顶管施工过程引起的力学效应进行了讨论。采用3D数值分析方法对机头正面推力、地层损失、注浆以及共同作用等进行模拟,旨在了解顶管施工引起的环境力学效应,为采取措施减小这种影响提供依据。 展开更多
关键词 顶管施工 土力学 数值模拟 地下管道 市政建设
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顶管施工环境影响的有限元计算分析 被引量:68
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作者 冯海宁 龚晓南 徐日庆 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1158-1162,共5页
通过二维和三维有限元计算了顶管施工产生的土体变形和土体应力。通过对机头土压力、摩阻力和机头的偏斜几种因素的分别计算,探讨了这几个因素对地表变形的影响,得出了一些有益的结论。
关键词 土力学 顶管 有限元 地表变形 土体应力 城市管线
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大口径顶管顶进过程的数值模拟分析 被引量:49
3
作者 黄吉龙 陈锦剑 +1 位作者 王建华 范巍 《地下空间与工程学报》 CSCD 2008年第3期489-493,共5页
采用数值方法模拟了大口径玻璃钢夹砂顶管顶进施工的动态全过程,分析了管土接触面上的大变形相对滑动对分析结果的影响。通过分析大口径顶管和周围土层的应力与变形,研究了施工过程中顶管和地基土体的力学效应,得到了顶管在施工过程中... 采用数值方法模拟了大口径玻璃钢夹砂顶管顶进施工的动态全过程,分析了管土接触面上的大变形相对滑动对分析结果的影响。通过分析大口径顶管和周围土层的应力与变形,研究了施工过程中顶管和地基土体的力学效应,得到了顶管在施工过程中的应力应变及其影响范围的发展变化规律,为玻璃钢夹砂管在顶管工程中的应用提供参考。 展开更多
关键词 玻璃钢夹砂管 顶管 施工过程 数值分析
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考虑泥浆触变性的顶管顶力计算方法 被引量:43
4
作者 叶艺超 彭立敏 +3 位作者 杨伟超 雷明锋 施成华 王哲 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1653-1659,共7页
顶管的顶力是顶管工程设计的关键控制参数之一,直接影响到其它参数的确定和工程造价,它的准确计算对顶管工程具有重要意义。在分析了目前顶管顶力计算方法的缺陷之后,基于弹性力学半无限空间柱形圆孔扩展理论和黏性流体力学平板模型理论... 顶管的顶力是顶管工程设计的关键控制参数之一,直接影响到其它参数的确定和工程造价,它的准确计算对顶管工程具有重要意义。在分析了目前顶管顶力计算方法的缺陷之后,基于弹性力学半无限空间柱形圆孔扩展理论和黏性流体力学平板模型理论,采用顶管顶进过程中管土"固—液"接触状态,推导了考虑泥浆触变性的顶管顶力的一种新的计算方法,并进行了实例验证。与既有方法的对比分析表明:该方法的计算结果与实测值更为吻合,而既有方法相对保守。 展开更多
关键词 顶管 注浆 触变性 摩阻力 顶力
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顶管施工隧道扰动区土体变形计算 被引量:39
5
作者 施成华 黄林冲 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期323-328,共6页
针对目前已有顶管施工扰动区土体变形预计公式存在的缺陷,提出了一种新的扰动区土体变形计算方法。将顶管施工隧道周边岩土体看作一种随机介质,将隧道开挖(或挤压)所引起的土体移动看作一随机过程,应用随机介质理论,对顶管施工隧道开挖... 针对目前已有顶管施工扰动区土体变形预计公式存在的缺陷,提出了一种新的扰动区土体变形计算方法。将顶管施工隧道周边岩土体看作一种随机介质,将隧道开挖(或挤压)所引起的土体移动看作一随机过程,应用随机介质理论,对顶管施工隧道开挖引起的扰动区土体的移动与变形进行分析,推导了相应的扰动区土体下沉(隆起)、倾斜、水平移动、水平变形及弯曲曲率计算公式,并编制了相应的计算程序。研究结果表明:该方法预计结果精度高;顶管施工引起的扰动区土体的变形较大,超出地表建筑物及地下管线的允许变形,在实际施工中应采取有效的防护措施。 展开更多
关键词 项管 扰动变形 随机介质理论
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顶管顶力计算公式辨析 被引量:29
6
作者 安关峰 殷坤龙 唐辉明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期358-361,367,共5页
目前随着非开挖技术日益得到社会的认同与重视,顶管工程出现了方兴未艾的局面。在工程实践中常常需要计算顶管顶进总推力,但是顶管推力计算公式很多,而且计算结果差别相当大。基于上述原因,对各计算公式进行了对比分析并进行了归类,进... 目前随着非开挖技术日益得到社会的认同与重视,顶管工程出现了方兴未艾的局面。在工程实践中常常需要计算顶管顶进总推力,但是顶管推力计算公式很多,而且计算结果差别相当大。基于上述原因,对各计算公式进行了对比分析并进行了归类,进而提出在工程计算中应注意的问题。 展开更多
关键词 顶管 摩阻力 顶力
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顶管泥浆套的物理性质对顶推力的影响 被引量:30
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作者 喻军 李元海 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期327-331,共5页
泥套一方面起润滑作用,减小顶管推力,另一方面可以支撑顶管,防止土体坍塌,减小土体变形及地面沉降,这些与泥浆的组成和微观结构有关,也与施工工艺有关。通过室内试验研究泥浆的微观结构组成与顶管力的关系,优化泥浆的配置和顶管的施工工... 泥套一方面起润滑作用,减小顶管推力,另一方面可以支撑顶管,防止土体坍塌,减小土体变形及地面沉降,这些与泥浆的组成和微观结构有关,也与施工工艺有关。通过室内试验研究泥浆的微观结构组成与顶管力的关系,优化泥浆的配置和顶管的施工工艺,得出如下结论:泥浆套是一种蒙脱土的黏土矿物,具有叠层结构,水分子可以进入叠层之间产生膨胀,从而在土与顶管间形成泥饼,具有高膨胀、低渗透、封闭性的特点;在顶推过程中,停留时间过长,会增大50%的摩阻力,是由于膨润土流限的降低;顶推扰动会增加膨润土的润滑作用,其剪切力使膨润土流限降低;泥浆套将顶管悬浮其中,其厚度决定着对土体和顶管的支撑作用。 展开更多
关键词 顶管 泥浆 顶推力 现场监测 试验
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顶管侧摩阻力理论公式的探讨 被引量:20
8
作者 汤华深 刘叔灼 莫海鸿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期574-576,580,共4页
顶管顶力是由迎面阻力和侧摩阻力组成的,影响顶力的因素很多。分析已有摩阻力计算公式后,给出了圆形断面和方形断面管节的摩阻力计算结果不同的原因。现有的摩阻力计算公式存在一些问题,对于土质较好和埋深够大,能够形成压力拱时的摩阻... 顶管顶力是由迎面阻力和侧摩阻力组成的,影响顶力的因素很多。分析已有摩阻力计算公式后,给出了圆形断面和方形断面管节的摩阻力计算结果不同的原因。现有的摩阻力计算公式存在一些问题,对于土质较好和埋深够大,能够形成压力拱时的摩阻力计算不合理,在实际工程中,摩阻力并不是随埋深无限增加的。从压力拱理论出发,求出管节外壁土压力的分布,对侧摩阻力计算公式稍作改进。通过算例比较,能形成压力拱时,按照本文公式计算的结果比较合理。 展开更多
关键词 顶管 摩阻力 顶力
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真实复杂地层大直径钢顶管三维数值模拟研究 被引量:21
9
作者 张艳林 曾天成 +2 位作者 甘甜 叶阳 王新顺 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第33期13791-13798,共8页
为了揭示地表沉降与管周土体扰动沿顶进方向的真实变化规律,提出了真实复杂地层三维数值建模方法。依托某市北线引水工程隐患整改顶管工程项目,采用FLAC 3D分析平台开展了真实复杂地层和简化均匀地层条件下的大直径钢顶管施工数值模拟... 为了揭示地表沉降与管周土体扰动沿顶进方向的真实变化规律,提出了真实复杂地层三维数值建模方法。依托某市北线引水工程隐患整改顶管工程项目,采用FLAC 3D分析平台开展了真实复杂地层和简化均匀地层条件下的大直径钢顶管施工数值模拟研究。模拟结果及现场地表沉降实测结果对比表明:基于真实复杂地层模型的模拟结果与现场沉降监测结果吻合较好,能够准确反映地表沉降沿纵向的变化规律,而简化地层模型模拟结果与监测值差距较大。扰动分析表明顶管施工时会引起其上方地层的沉降变形和下方地层的抬升变形,其变形大小与地层土体性质和分布有关。顶管上覆土体横向位移基本朝向顶管轴线,其变形受土体空间分布的影响较小,但顶管下部土体的横向变形受土体空间变化影响较大。地表沉降的横向影响范围为±5.3 D(D为顶管直径),且受土层分布影响较小,但地表沉降值受地层分布影响较大。 展开更多
关键词 顶管施工 真实复杂地层模型 数值分析 土体变形 地表沉降
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大口径长距离顶管工程泥浆配方试验研究 被引量:20
10
作者 王春婷 隆威 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期106-111,共6页
在大口径长距离顶管施工过程中,顶进推力过大是困扰顶管施工多年的技术难题,单靠提高顶管管材的抗压强度,加固顶管工作坑及后背等方法不仅不经济,还受到技术方面等因素的制约。展开以膨润土和聚合物为主要原料的泥浆润滑减阻护壁性能的... 在大口径长距离顶管施工过程中,顶进推力过大是困扰顶管施工多年的技术难题,单靠提高顶管管材的抗压强度,加固顶管工作坑及后背等方法不仅不经济,还受到技术方面等因素的制约。展开以膨润土和聚合物为主要原料的泥浆润滑减阻护壁性能的研究,采用正交试验,从而得到一种能满足大口径长距离顶管施工的泥浆最优配方。 展开更多
关键词 润滑减阻 顶管工程 膨润土 聚合物 泥浆
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顶管施工引起地面沉降分析和计算 被引量:17
11
作者 詹红梅 《地下空间与工程学报》 CSCD 2008年第3期583-585,共3页
预测和控制顶管施工引起的土层变形是城市环境土工学的一个重要研究课题。采用理论与经验相结合的方法,考虑施工应力引起的土体位移,对顶管施工引起地面横向沉降的经典理论方法Peck地面沉降槽理论公式进行了修正,使之更加符合工程实际... 预测和控制顶管施工引起的土层变形是城市环境土工学的一个重要研究课题。采用理论与经验相结合的方法,考虑施工应力引起的土体位移,对顶管施工引起地面横向沉降的经典理论方法Peck地面沉降槽理论公式进行了修正,使之更加符合工程实际。并通过工程实例进行了验证。 展开更多
关键词 顶管施工 正面推力 地层损失 地面沉降
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顶管施工环境影响的二维有限元计算分析 被引量:10
12
作者 冯海宁 温晓贵 龚晓南 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期432-435,444,共5页
通过建立二维有限元模型,计算了顶管施工中由于开挖支护作用,对土体变形和管道体应力所产生的影响并与现场试验所测得的地表变形进行了对比.通过有限元模拟,探讨了管道在偏斜5、8、10cm时所对应的管道的内力变化情况,并计算了偏斜不同... 通过建立二维有限元模型,计算了顶管施工中由于开挖支护作用,对土体变形和管道体应力所产生的影响并与现场试验所测得的地表变形进行了对比.通过有限元模拟,探讨了管道在偏斜5、8、10cm时所对应的管道的内力变化情况,并计算了偏斜不同量值时的地表变形情况,同时研究了顶管上层土体加固不同深度和宽度措施对减小地表变形的作用,经研究表明:偏斜对土体变形有很大的影响,通过土体加固措施,可减小地表土体的变形. 展开更多
关键词 顶管施工 环境影响 二维有限元分析 地表变形 土体加固 地表沉降 管道施工 内力
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顶管顶进力计算方法综述与探究 被引量:13
13
作者 马龙飞 马保松 《特种结构》 2019年第3期26-35,共10页
顶进力是顶管工程设计和施工中的重要参数。在工程设计阶段如何准确计算顶进力对工程项目的成败至关重要。影响顶进力的因素分为工程地质因素和施工因素,影响机理和程度均不一致。在顶管技术长期的发展过程中,国内外学者开展了大量的顶... 顶进力是顶管工程设计和施工中的重要参数。在工程设计阶段如何准确计算顶进力对工程项目的成败至关重要。影响顶进力的因素分为工程地质因素和施工因素,影响机理和程度均不一致。在顶管技术长期的发展过程中,国内外学者开展了大量的顶进力计算方法的研究,提出了很多计算模型和计算公式,选取的影响因素和参数各不相同,计算结果的差异性也很大。近年来曲线顶管工程应用越来越多,对其顶进力的计算也开始引起关注,计算公式多样而复杂。针对上述问题,本文对国内外顶进力的计算方法进行了系统的分析研究,指出了不同计算方法的适用条件和存在的局限性。 展开更多
关键词 顶管工程 顶进力 计算公式
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南水北调配套工程顶管施工技术研究 被引量:12
14
作者 侯庆雷 王江峰 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 2015年第1期21-24,共4页
顶管工程是一种暗挖施工方法,广泛应用于市政工程、水利工程,顶管内穿钢管施工是顶管工程施工的一个关键工序.以南水北调配套工程的某施工标段顶管工程为例,研究了顶管内穿钢管的施工方法及顶管内自密实混凝土的浇筑方法.经采用滑轮组+... 顶管工程是一种暗挖施工方法,广泛应用于市政工程、水利工程,顶管内穿钢管施工是顶管工程施工的一个关键工序.以南水北调配套工程的某施工标段顶管工程为例,研究了顶管内穿钢管的施工方法及顶管内自密实混凝土的浇筑方法.经采用滑轮组+卷扬机配合的施工方法,将穿越钢管拉进到套管内设计位置;通过预埋镀锌钢管,使混凝土经镀锌钢管流入套管与穿越钢管之间的空隙.实际施工过程表明,通过滑轮组的使用,小型号的卷扬机既能满足施工要求,又能节省人力、财力及物力,达到节约施工成本的目的.实际混凝土浇筑表明,该种浇筑方式能使自密实混凝土充满套管与穿越钢管之间的空隙. 展开更多
关键词 顶管 内穿钢管 滑轮组 自密实混凝土
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顶管施工中钢管管壁稳定性分析及壁厚的优化 被引量:12
15
作者 赵志峰 邵光辉 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期481-486,共6页
顶管施工目前已得到广泛应用,但目前的规范和文献对于管壁稳定性分析及壁厚的选择尚无明确规定.针对这一问题,采用理论分析和数值分析相结合的方法开展研究.通过数值计算可以得到钢管的内力和变形,但无法直接得到壁厚的控制标准.根据数... 顶管施工目前已得到广泛应用,但目前的规范和文献对于管壁稳定性分析及壁厚的选择尚无明确规定.针对这一问题,采用理论分析和数值分析相结合的方法开展研究.通过数值计算可以得到钢管的内力和变形,但无法直接得到壁厚的控制标准.根据数值分析结果,薄壁钢管在土压力作用下的变形具有拱的特点,因此引入材料力学中拱的稳定分析理论,得到了管壁稳定的临界压力计算公式.将临界压力同钢管的实际受力进行比较,即可对不同壁厚下的管壁稳定性进行判断.以某发电厂的引水管设计为实例,对不同壁厚下钢管管壁的稳定性进行了研究,将初始的设计壁厚进行合理优化,显著降低了工程造价. 展开更多
关键词 顶管 数值模拟 稳定性 壁厚 优化
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顶管技术在某管道穿堤工程中的应用 被引量:9
16
作者 李志堂 黄俊文 +1 位作者 王涛 孙彪 《人民长江》 北大核心 2015年第5期85-87,共3页
湖北省仙桃市某污水管道穿越防洪堤坝工程,通过采用泥水平衡式顶管技术,实现了不用开挖堤坝就能使管道穿越防洪大堤的设想。考虑到顶管施工对堤坝渗透变形的影响,又采用了锥探灌浆防渗技术对被穿越堤段受扰动的土体进行了防渗处理。介... 湖北省仙桃市某污水管道穿越防洪堤坝工程,通过采用泥水平衡式顶管技术,实现了不用开挖堤坝就能使管道穿越防洪大堤的设想。考虑到顶管施工对堤坝渗透变形的影响,又采用了锥探灌浆防渗技术对被穿越堤段受扰动的土体进行了防渗处理。介绍了施工方案的选择过程,侧重论述了堤身加固措施。实践表明,综合应用顶管技术和锥探灌浆防渗技术使管道穿越堤坝是切实可行的。可供类似管道穿越工程参考。 展开更多
关键词 非开挖 管道穿堤 顶管技术 防渗措施
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软弱土质中大口径长距离泥水平衡顶管纠偏及减阻施工技术 被引量:9
17
作者 吴全科 伍田生 林超 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2012年第4期107-112,共6页
针对广州亚运会顶管工程施工,系统分析和研究软弱土质大口径长距离钢筋混凝土管泥水平衡顶管施工技术,主要包括高精度纠偏、高效注浆减阻、顶进施工和监控量测等方面。采用红外线跟踪定位技术,借助偏差趋势图的纠偏方法及时高效地纠偏,... 针对广州亚运会顶管工程施工,系统分析和研究软弱土质大口径长距离钢筋混凝土管泥水平衡顶管施工技术,主要包括高精度纠偏、高效注浆减阻、顶进施工和监控量测等方面。采用红外线跟踪定位技术,借助偏差趋势图的纠偏方法及时高效地纠偏,保证了线路走向及高程的高精度。采用性能良好的膨润土和新型高分子、高膨胀率的注浆材料,改良注浆工艺,变滑动摩擦为滚动摩擦,降低了摩擦阻力和总顶力约43%,减少了中继间的使用数量。解决了顶管施工中的技术难题,取得了良好的经济效益和社会效益。 展开更多
关键词 顶管 施工 纠偏 减阻 关键技术
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顶管施工对紧邻隧道的附加影响研究 被引量:9
18
作者 刘映晶 《公路》 北大核心 2016年第8期233-239,共7页
采用有限单元法模拟间距为5m的两个平行顶管隧道的施工,结合实测数据分析新建顶管隧道对已建隧道的附加影响;并在此基础上计算该区域内较小间距下(3m和2m)隧道附加位移和附加内力的变化情况。研究结果表明,该区域新建隧道对间距2~5m... 采用有限单元法模拟间距为5m的两个平行顶管隧道的施工,结合实测数据分析新建顶管隧道对已建隧道的附加影响;并在此基础上计算该区域内较小间距下(3m和2m)隧道附加位移和附加内力的变化情况。研究结果表明,该区域新建隧道对间距2~5m的已建隧道的附加位移影响很小,在2mm以内。计算得出,在2~5 m间距内竖向附加位移随着间距的增大而提高,水平附加位移随着间距的增加而降低。隧道结构的最大附加轴力和最大附加弯矩均随着间距的增大而降低。在间距小于3.5m的情况下,隧道结构的轴力和负弯矩的附加值均较为明显。 展开更多
关键词 顶管隧道 临近隧道结构 附加位移 附加内力 有限单元法
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近距离平行顶管施工监测与技术分析 被引量:9
19
作者 丁良平 黄金明 黄宏伟 《地下空间与工程学报》 CSCD 2007年第z2期1421-1425,1437,共6页
在后施工管道的顶进过程中,通过对已施工管道的纵向与环向钢筋应力以及管道的接触压力、管道接缝纵向变位的现场监测,得到了近距离平行顶管施工对管道内力及变形的影响规律,并分析了顶管施工对相邻管道的扰动机理,提出了减小扰动的工程... 在后施工管道的顶进过程中,通过对已施工管道的纵向与环向钢筋应力以及管道的接触压力、管道接缝纵向变位的现场监测,得到了近距离平行顶管施工对管道内力及变形的影响规律,并分析了顶管施工对相邻管道的扰动机理,提出了减小扰动的工程措施,为今后类似工程的应用提供参考。 展开更多
关键词 顶管 近距离 监测 扰动机理
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混凝土排水管道退管施工工艺 被引量:8
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作者 马敬豹 苏现月 《施工技术》 CAS 北大核心 2016年第S1期530-532,共3页
顶管工程在施工过程中不可避免的会遇到障碍物,以上海某顶管工程在穿越公路段时遇到不明地下障碍物为例,在无法清障的条件下,采用了新的退管技术实现了成功退管。详细阐述了退管工艺流程,以及施工中的关键技术和防护措施。最终重新设定... 顶管工程在施工过程中不可避免的会遇到障碍物,以上海某顶管工程在穿越公路段时遇到不明地下障碍物为例,在无法清障的条件下,采用了新的退管技术实现了成功退管。详细阐述了退管工艺流程,以及施工中的关键技术和防护措施。最终重新设定了轴线进行顶管,从原工作井与接收井进出洞,节约了施工成本,解决了无法清障的难题,为顶管施工提供了一种可靠的退管施工工艺。 展开更多
关键词 顶管 地下障碍物 退管施工工艺
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