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考虑接头非线性的壳-接触盾构隧道衬砌计算模型研究 被引量：9
1
作者 柳献 郭振坤 伍鹏李 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S01期54-62,共9页
处于低轴力水平、复杂受力过程的盾构衬砌,如输水盾构隧道、联络通道以及盾构法车站等工程施工全过程对应结构形式,其模型计算对隧道环纵缝接头刚度和强度随衬砌内力的非线性变化提出更高的要求。为解决上述具有特殊使用功能的盾构隧道... 处于低轴力水平、复杂受力过程的盾构衬砌,如输水盾构隧道、联络通道以及盾构法车站等工程施工全过程对应结构形式,其模型计算对隧道环纵缝接头刚度和强度随衬砌内力的非线性变化提出更高的要求。为解决上述具有特殊使用功能的盾构隧道衬砌内力计算中接头刚度非线性变化明显的问题,提出一种盾构衬砌管片计算模型——壳-接触模型,该模型考虑环纵向螺栓在管片厚度方向的空间分布,在管片接头处采用"压剪耦合"的设计理念。以接头抗弯数值模型与室内抗弯试验结果对比反映模型对接头弯曲特性模拟的合理性;通过与壳-弹簧模型分析结果对比,由管片错台差异体现模型接头整体抗剪刚度、抗剪强度的非线性特征,由环向螺栓力学差异确定模型在接头处于压弯力学组合状态下螺栓对衬砌刚度的实际贡献,由此验证壳-接触模型对衬砌力学行为模拟的合理性。 展开更多
关键词 盾构隧道衬砌 壳-接触模型 压剪耦合 低轴力
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基于壳-接触模型的盾构隧道开口力学分析 被引量：8
2
作者 管攀峰 郭振坤 +1 位作者 伍鹏李 柳献 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期143-153,共11页
文章以大直径盾构隧道暗挖地铁车站工法为背景,基于壳-接触数值计算模型,采用壳单元模拟衬砌管片,可屈服弹簧模拟环纵向螺栓,并考虑环纵缝“压剪耦合”,对内支撑体系保护下的盾构隧道大尺寸开口全过程进行数值分析。文章旨在分析盾构隧... 文章以大直径盾构隧道暗挖地铁车站工法为背景,基于壳-接触数值计算模型,采用壳单元模拟衬砌管片,可屈服弹簧模拟环纵向螺栓,并考虑环纵缝“压剪耦合”,对内支撑体系保护下的盾构隧道大尺寸开口全过程进行数值分析。文章旨在分析盾构隧道衬砌管片在隧道开口全过程中的力学行为特征,研究盾构隧道在开口和拆除内支撑时的结构传力机理,确定隧道开口时管片响应受纵缝位置的影响规律以及内支撑体系的重要性,并为盾构隧道开口相关工程提供设计建议。 展开更多
关键词 地铁 隧道开口 壳-接触模型 力学机理
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土体力学性质对输气管道穿越地震断层的影响分析 被引量：3
3
作者 张立松 张士岩 +1 位作者 闫相祯 曹宇光 《中国测试》 北大核心 2017年第5期120-123,共4页
为获取土体力学性质对输气管道应变行为的影响,给出等效边界弹簧设置在管道弹塑性变形段的本构关系,并据此建立考虑等效边界弹簧的输气管道穿越地震断层壳-接触有限元模型。利用该有限元模型,分析地震断层作用下土体力学性质对输气管道... 为获取土体力学性质对输气管道应变行为的影响,给出等效边界弹簧设置在管道弹塑性变形段的本构关系,并据此建立考虑等效边界弹簧的输气管道穿越地震断层壳-接触有限元模型。利用该有限元模型,分析地震断层作用下土体力学性质对输气管道受拉侧和受压侧最大轴向应变的影响规律。结果表明:在较小的断层位移下,土体弹性模量和内摩擦角对最大轴向应变有较大影响;随着断层位移的增大,土体弹性模量和内摩擦角对最大轴向应变的影响降低。无论较小断层位移还是较大断层位移,土体内聚力对输气管道最大轴向应变的影响均较小。 展开更多
关键词 输气管道 地震断层 土体力学性质 等效边界弹簧 壳-接触模型
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考虑等效边界弹簧的输气管道穿越断层壳-接触有限元模型 被引量：2
4
作者 张立松 张士岩 +1 位作者 闫相祯 杨秀娟 《压力容器》 2017年第1期25-29,共5页
利用管土相互作用理论,给出了等效边界弹簧施加在管道弹性变形和弹塑性变形范围内的本构关系。考虑地震断层作用下的管道力学行为实质,建立包含等效边界弹簧的输气管道穿越地震断层壳-接触有限元模型。同时,建立输气管道穿越地震断层的... 利用管土相互作用理论,给出了等效边界弹簧施加在管道弹性变形和弹塑性变形范围内的本构关系。考虑地震断层作用下的管道力学行为实质,建立包含等效边界弹簧的输气管道穿越地震断层壳-接触有限元模型。同时,建立输气管道穿越地震断层的大尺寸参考有限元模型,验证所提出模型的准确性。结果表明,对于最大轴向位移及应变、管线与断层交接处的轴向位移及应变,所提出的有限元模型和参考有限元结果误差分别为2.85%,3.06%,2.94%,3.95%。当断层位移较小时,输气管道表现为局部屈曲;当断层位移较大时,输气管道表现为拉伸失效。 展开更多
关键词 输气管道 地震断层 等效边界弹簧 壳-接触模型 管土作用
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基于壳-接触模型的垂直顶升工法关键控制因素分析 被引量：2
5
作者 韩超 高一民 +2 位作者 周光杰 张磊 柳献 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第S01期448-460,共13页
垂直顶升工法在取排水隧道中应用广泛。采用壳-接触模型,对该工法全过程进行精细化模拟,并对隧道埋深、管片厚度以及管片开孔大小三个控制因素进行影响性分析,得到不同控制因素下的结构力学响应。结果表明:(1)不同埋深下的控制工况均为... 垂直顶升工法在取排水隧道中应用广泛。采用壳-接触模型,对该工法全过程进行精细化模拟,并对隧道埋深、管片厚度以及管片开孔大小三个控制因素进行影响性分析,得到不同控制因素下的结构力学响应。结果表明:(1)不同埋深下的控制工况均为开孔工况,且随着埋深增加,结构轴力逐渐增大;(2)管片厚度对结构的力学响应影响小。管片越厚轴力越大,但变化值较小;(3)随着开孔面积的减小,开孔环结构内力增大,而闭孔环结构内力减小或者基本不变。 展开更多
关键词 垂直顶升工法 壳-接触模型 隧道埋深 管片厚度 开孔大小
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盾构隧道纵向变形附加内力的壳-弹簧-接触模型数值分析 被引量：17
6
作者 苏宗贤 何川 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期70-76,共7页
盾构隧道装配式管片结构的纵向变形力学机理较为复杂,同时由于与地层相互作用,其纵向所受荷载值往往难以明确,而国内外目前常用的纵向弹性地基梁模型和三维均质壳体模型均不能直接计算出管片附加内力、接头螺栓受力和接缝张开量等结果... 盾构隧道装配式管片结构的纵向变形力学机理较为复杂,同时由于与地层相互作用,其纵向所受荷载值往往难以明确,而国内外目前常用的纵向弹性地基梁模型和三维均质壳体模型均不能直接计算出管片附加内力、接头螺栓受力和接缝张开量等结果。文章基于有限元构建纵向壳-弹簧-接触模型,采用强制位移法对盾构隧道发生纵向变形后的三维结构附加内力和变形进行分析。结果表明,盾构隧道的纵向变形不但会产生纵向附加内力,还会产生一定量的横断面变形和横向附加内力;结构在纵向上会出现主要受弯区域和主要受剪区域;在纵向螺栓内力较大处附近的混凝土还会出现应力集中。 展开更多
关键词 盾构隧道 纵向变形 附加内力 壳-弹簧-接触模型
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