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倾斜盾构隧道掌子面稳定性研究综述
1
作者 莫佩浦 尹鑫晟 +1 位作者 丁智 魏纲 《低温建筑技术》 2025年第2期62-67,共6页
隧道倾角是盾构隧道施工的重要参数,改变隧道倾角直接影响开挖面极限支护力与开挖面失稳区域。为研究隧道倾角对开挖面稳定性的影响,文中综合国内外关于倾斜盾构隧道掌子面稳定性的分析结果,分别从模型试验法、数值模拟法以及理论分析... 隧道倾角是盾构隧道施工的重要参数,改变隧道倾角直接影响开挖面极限支护力与开挖面失稳区域。为研究隧道倾角对开挖面稳定性的影响,文中综合国内外关于倾斜盾构隧道掌子面稳定性的分析结果,分别从模型试验法、数值模拟法以及理论分析法对倾斜隧道针对不同工况下的开挖面极限支护力与开挖面失稳特性进行总结。研究结果表明,仰坡工况(θ=10°)中开挖面极限支护力约为水平掘进工况下的1.7倍;随着隧道倾角的增大,开挖面极限支护力与开挖面失稳角大致呈线性变化关系,仰坡掘进工况下开挖面归一化极限支护力变化曲线斜率约为0.0048(θ>0°);θ=-15°下对应的归一化开挖面极限支护力范围在0.032~0.040内,θ=15°下对应的归一化开挖面极限支护力范围在0.145~0.165内。此研究结果可为倾斜盾构隧道施工提供工程应用参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 倾斜隧道 开挖面稳定性 极限支护力
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砂土层中类矩形盾构施工对邻近既有隧道造成影响的模型试验研究 被引量：1
2
作者 赵得乾麟 魏纲 +3 位作者 梁禄钜 姜海波 项鹏飞 木志远 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1000-1011,I0050-I0061,共24页
为探究砂土层中考虑新建类矩形盾构隧道施工过程中土体的损失和新建隧道与既有盾构隧道不同位置时,新建类矩形盾构隧道对既有隧道的围压、隧道拱底应变和拱顶位移的影响,采用室内模型试验的方法,进行新建类矩形隧道重叠下穿、夹穿和不... 为探究砂土层中考虑新建类矩形盾构隧道施工过程中土体的损失和新建隧道与既有盾构隧道不同位置时,新建类矩形盾构隧道对既有隧道的围压、隧道拱底应变和拱顶位移的影响,采用室内模型试验的方法,进行新建类矩形隧道重叠下穿、夹穿和不同隧道间距下正交90°下穿的试验。研究结果表明:1)各种工况下新建类矩形盾构隧道在夹穿既有隧道时对上线既有隧道的影响最大;2)夹穿工况下,新建类矩形盾构隧道开挖到既有隧道下方时,上线既有隧道拱底围压发生突变且数值极大;3)隧道的间距是新建类矩形盾构隧道施工时引起既有盾构隧道围压、拱底应变、拱顶位移等发生改变的重要影响因素,实际施工时应尽可能保持新建隧道与原有盾构隧道的间距足够大;4)新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道过程中,既有隧道拱顶存在快速变形的阶段,在实际工程中需要重视这一过程中对隧道拱顶变形速率的控制。 展开更多
关键词 类矩形盾构 既有隧道 下穿 盾构施工 模型试验
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复合成层地层双线水平盾构隧道施工引起土体变形研究
3
作者 魏纲 朱德涵 +1 位作者 王哲 张治国 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第8期1544-1553,共10页
基于三维统一解结合类随机介质理论的理论方法,建立适用于复合地层条件下的双线水平盾构隧道施工引起土体变形的计算模型,并推导土体竖向和水平变形的计算公式。公式利用三维统一解考虑不同土质条件对盾构施工引起土体变形的影响,利用... 基于三维统一解结合类随机介质理论的理论方法,建立适用于复合地层条件下的双线水平盾构隧道施工引起土体变形的计算模型,并推导土体竖向和水平变形的计算公式。公式利用三维统一解考虑不同土质条件对盾构施工引起土体变形的影响,利用类随机介质理论将土体损失区域按照地层进行分割,考虑土体损失区域内不同土层的土质条件对土体变形的影响。本文公式不仅可用于复合地层条件下的盾构施工,还可以解决开挖面上存在多种地层的工况,并且考虑施工顺序和双线相互作用对土体变形的影响。研究结果表明:1)经过多组工程案例验算,验证了本文方法的可行性;本文方法广泛适用于各类双线水平盾构施工工程。2)通过计算发现,随着土体深度的增大,土体的水平变形量先增大后减小,最大水平变形量发生在隧道顶部埋深处,且由于双线隧道的相互作用,土体的竖向和水平变形均发生了偏移。3)通过对上硬下软与上软下硬2种工况下开挖面内土层分布变化的单因素分析发现,随着较硬土层在开挖面内的占比提高,土体变形量呈非线性变化,占土体损失区域面积越大的土体对变形的影响越大,且双线盾构隧道施工引起的沉降槽曲线呈现更窄长的“W”形;软土的占比增加时,则“W”形趋向于扁平。 展开更多
关键词 复合地层 双线水平盾构隧道 土体变形 解析解法
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复合成层地层盾构隧道施工引起土体变形计算研究
4
作者 魏纲 朱德涵 +3 位作者 王哲 齐永洁 姜海波 项鹏飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期919-926,共8页
为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了... 为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了重新的划分。将修正后的统一土体解析解法与类随机介质理论相结合,得到可以解决盾构开挖面上存在多种土层情况的计算方法,并且可适用于任意开挖面形状的盾构施工。研究结果表明:经过多组工程案例验算,验证了方法的可行性;开挖面上某一土层厚度等量增加会使土体变形发生非线性变化;由于土体损失比变形传递路径对土体变形的影响更大,相同洞径比下的土体变形可能存在差异。 展开更多
关键词 复合地层 盾构施工 土体变形 统一土体解析解法 类随机介质理论
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饱和土地区不同直径盾构穿越既有隧道的理论研究 被引量：2
5
作者 丁智 张默爆 +3 位作者 张霄 魏新江 申文明 周俊宏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1447-1462,共16页
随着城市地铁隧道空间断面的多元化发展,既有隧道不可避免地面临不同直径盾构穿越的巨大风险。基于半无限饱和土初值解,考虑盾构机直径与类型,提出开挖面附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力等施工参数的修正计算方法,推导出饱和软土地... 随着城市地铁隧道空间断面的多元化发展,既有隧道不可避免地面临不同直径盾构穿越的巨大风险。基于半无限饱和土初值解,考虑盾构机直径与类型,提出开挖面附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力等施工参数的修正计算方法,推导出饱和软土地区不同直径盾构穿越引起既有隧道竖向变形的计算公式。研究结果表明:相较于已有文献中计算方法,本文计算方法在预测饱和土大直径盾构穿越引起的既有隧道变形时更有优势。盾构斜穿既有隧道时纵向沉降槽会发生偏移,变形在盾构离开隧道轴线4.5倍盾构机长度后趋于稳定。不同类型盾构机开挖面稳定原理的差异性是影响计算结果的关键因素,考虑泥浆重度分布的开挖面附加推力比考虑挤土效应的开挖面附加推力对盾构直径变化更为敏感。 展开更多
关键词 盾构隧道 饱和土 盾构穿越 大直径 开挖面
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基于激光扫描点云的盾构隧道结构横截面变形提取方法研究
6
作者 张雨蒙 魏纲 柳献 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第9期1852-1862,共11页
目前工程与研究从点云中提取的横截面变形指标仍以收敛变形为主,难以反映接头作用下盾构隧道结构“分段连续”的变形特征。为从点云中充分挖掘盾构隧道横截面变形特征,提出从三维点云提取位移场并通过位移场表征盾构隧道结构横截面变形... 目前工程与研究从点云中提取的横截面变形指标仍以收敛变形为主,难以反映接头作用下盾构隧道结构“分段连续”的变形特征。为从点云中充分挖掘盾构隧道横截面变形特征,提出从三维点云提取位移场并通过位移场表征盾构隧道结构横截面变形的方法。该方法以接头为界对盾构隧道每块管片的轮廓分别在极坐标系使用傅里叶函数拟合,对各期点云拟合后的曲线按相同密度划分网格,并将网格节点处的坐标相减,求得衬砌结构各管片位移场。通过整环足尺试验与数值模拟,分别验证该方法提取径向、切向变形的可靠性。通过理论分析与数值试验,讨论该方法应用过程中拟合函数、测量误差、参考系选取等关键因素对变形提取结果的影响。结果表明:1)用于拟合的傅里叶函数阶数越高,拟合管片轮廓越精细。2)在测距误差作用下,使用高阶数的傅里叶函数易产生过拟合现象,增加变形提取误差。3)通过工程示范展示该方法在实际盾构隧道工程中的应用效果,证明了其用于实际工程的可行性。 展开更多
关键词 盾构隧道 激光扫描 点云 傅里叶函数 横截面变形
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盾构隧道内堆载对基坑开挖引起的隧道上浮量的控制效果研究
7
作者 魏纲 周烨波 +1 位作者 王哲 翁家华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2727-2736,共10页
基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮,隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法,推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先,基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力,采用能够考虑土质条... 基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮,隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法,推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先,基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力,采用能够考虑土质条件的方法计算得到隧道内堆载引起的隧道附加应力,叠加得到总的附加应力;其次,采用转动与错台协同模型计算得到隧道受力与变形;使用Midas有限元软件对具体工况进行三维建模,并将隧道纵向隆起量数值模拟结果与公式计算结果进行对比。研究结果表明:本文方法计算结果与有限元模拟结果较吻合,验证了本文方法的合理性;假设基坑开挖长度为L,最佳堆载范围为距离堆载中心±L/3范围内,超出最佳范围时堆载控制效果减弱;土体内摩擦角对隧道变形影响较大,土体内摩擦角越小,堆载对隧道变形的控制效果越好。 展开更多
关键词 基坑工程 盾构隧道 隧道内堆载 影像源法 附加应力
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注浆治理服役期盾构隧道结构变形研究现状及展望
8
作者 魏纲 李航 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S2期1-11,共11页
盾构隧道受周围施工环境影响,易产生不均匀沉降、局部隆起、水平偏位及收敛变形等结构变形问题,常采用注浆的方式对隧道进行主动控制。按照盾构隧道易发生的结构变形,对现有注浆治理服役期盾构隧道结构变形的方法进行全面总结,将现有注... 盾构隧道受周围施工环境影响,易产生不均匀沉降、局部隆起、水平偏位及收敛变形等结构变形问题,常采用注浆的方式对隧道进行主动控制。按照盾构隧道易发生的结构变形,对现有注浆治理服役期盾构隧道结构变形的方法进行全面总结,将现有注浆治理方法分为隧道偏位治理与收敛变形治理2个方面,其中,隧道偏位治理分为隧道竖向的沉降、隆起治理与水平向偏位治理;收敛变形治理分为隧道常见的横椭圆与竖椭圆变形治理,进一步根据注浆地点与隧道的位置关系分为隧道内注浆和隧道外注浆。此外,对不同结构变形的治理机理进行分析,根据理论解析、数值模拟、工程实例分析、模型试验4种研究方法对研究现状及施工建议进行总结。针对现有问题,从沉降变形治理、隆起变形治理、水平偏位治理、横椭圆变形治理、竖椭圆变形治理、治理效果、注浆工艺7个方面提出若干解决建议及后续的研究方向选择。 展开更多
关键词 盾构隧道 注浆 结构变形 注浆地点 注浆参数
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弯曲荷载及锈胀压力作用下盾构隧道管片开裂形态研究
9
作者 王震 余朔 +1 位作者 何益龙 严佳佳 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1055-1067,共13页
管片是地铁盾构隧道外部的衬砌结构,受外部荷载及锈胀压力影响会出现不同程度的裂缝,而管片的开裂会严重降低结构的刚度及承载性能.为了明确弯曲荷载及锈胀压力作用下盾构隧道拱腰管片内部的开裂形态分布规律,采用CDM-XFEM(Continuum Da... 管片是地铁盾构隧道外部的衬砌结构,受外部荷载及锈胀压力影响会出现不同程度的裂缝,而管片的开裂会严重降低结构的刚度及承载性能.为了明确弯曲荷载及锈胀压力作用下盾构隧道拱腰管片内部的开裂形态分布规律,采用CDM-XFEM(Continuum Damage Mechanics-Extended Finite Element Methods)方法计算了拱腰管片受弯曲荷载作用下的表面开裂形态,并通过足尺试验进行了验证;通过均匀离散化钢筋锈层,基于厚壁圆筒模型推导了管片的不规则锈层-锈胀压力转化方程,在此基础上计算了不同弯曲荷载作用下锈蚀管片内部的开裂形态.研究表明:在弯曲荷载作用下,管片的外弧面呈三条贯通曲线裂缝,而锈胀裂缝在管片钢筋两侧呈波浪状分布形态.当管片弯矩从220 kN·m增大到320 kN·m时,不同区域裂缝处截面的锈胀裂缝横跨度分别增大了27%、51%、37%,说明弯矩的增加对管片中间裂缝处截面的锈胀开裂影响最大.在相同弯矩下各个钢筋的锈裂角曲线形态基本相同,说明弯曲荷载对管片锈裂角影响较小. 展开更多
关键词 盾构隧道 拱腰管片 开裂形态 弯曲荷载 锈胀压力
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考虑地层损失的隔离桩对基坑旁侧盾构隧道变形保护研究
10
作者 魏纲 木志远 +2 位作者 齐永洁 郭丙来 项鹏飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期480-489,共10页
基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地... 基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地层损失,推导了基坑卸荷引起的附加应力计算公式,基于Kerr地基模型并对地基系数做出调整,得到隔离桩挠曲变形计算公式,建立隔离桩挠曲变形影响区,根据影响区的地层损失推导了既有隧道水平位移计算公式,同时进行了案例验证与影响因素分析,对隔离桩的“牵引作用”与“保护作用”在理论上做出了解释。研究结果表明:计算结果与工程实测数据及数值模拟结果相互吻合;设置隔离桩能够有效降低隧道水平位移,起到很好的保护作用;保护作用随着隔离桩桩长的增加而逐渐增加;桩长达到临界点后,隔离桩“牵引作用”产生,保护作用随桩长增加而减小;桩间距较小时保护效果较好;隔离桩设置靠近基坑一侧时保护效果明显优于设置在靠近隧道一侧。 展开更多
关键词 地层损失 盾构隧道 基坑开挖 隔离桩 Kerr地基模型
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堆载下折叠加固盾构隧道受力特性研究
11
作者 林双燕 魏纲 +2 位作者 徐天宝 金子原 周彦臣 《低温建筑技术》 2024年第12期97-101,共5页
随着地下工程的发展,盾构隧道在城市建设中占据重要地位。然而,盾构隧道在堆载等外部荷载影响下,易出现受力不均和变形增大等问题,严重威胁其安全性和稳定性。因此,研究堆载下盾构隧道的受力特性及其加固方法显得尤为重要。为探究堆载... 随着地下工程的发展,盾构隧道在城市建设中占据重要地位。然而,盾构隧道在堆载等外部荷载影响下,易出现受力不均和变形增大等问题,严重威胁其安全性和稳定性。因此,研究堆载下盾构隧道的受力特性及其加固方法显得尤为重要。为探究堆载工况下折叠机构加固盾构隧道的加固效果,采用1∶20缩尺模型试验和数值模拟,对比分析不同工况下折叠机构加固前后的隧道围压、管片收敛变形及弯矩变化。研究结果表明,折叠机构可优化隧道结构受力状态,显著降低变形速率,削弱横向收敛变形趋势,提高隧道稳定性,为实际工程提供了有益的参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 折叠机构加固 变形速率 管片收敛变形
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基于柱孔收缩理论的含气土盾构施工引起地表沉降研究 被引量：1
12
作者 丁智 彭少杰 +2 位作者 张霄 许教明 魏新江 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1270-1278,共9页
依托杭州地铁塘青线盾构穿越含气地层的实际工程,对柱孔收缩理论进行修正,首次提出基于柱孔收缩理论的含气地层盾构施工引起地表沉降理论计算公式,并结合实际工程参数,分析隧道埋深、开挖半径、基质吸力等因素对含气地层盾构施工引起地... 依托杭州地铁塘青线盾构穿越含气地层的实际工程,对柱孔收缩理论进行修正,首次提出基于柱孔收缩理论的含气地层盾构施工引起地表沉降理论计算公式,并结合实际工程参数,分析隧道埋深、开挖半径、基质吸力等因素对含气地层盾构施工引起地表沉降的影响。研究表明:柱孔收缩理论计算结果与实测数据较为吻合,能较好地反映出含气地层盾构掘进引起的地表沉降特征;与饱和土工程不同,双线盾构穿越含气地层时,先行线引起的地表沉降更大;含气土等非饱和土中基质吸力通过改变土体内摩擦角和黏聚力进而影响土体特性,但较之于土体黏聚力,土体内摩擦角的变化对盾构穿越含气地层引起地表沉降的影响更大。 展开更多
关键词 盾构隧道 含气地层 地表沉降 柱孔收缩理论
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多分区基坑开挖及旁侧盾构隧道变形实测分析 被引量：8
13
作者 魏纲 郭丙来 +3 位作者 吴海峰 王哲 陈博 孙博 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第8期1316-1326,共11页
为解决分区基坑开挖对旁侧盾构隧道扰动变形大,隧道变形控制困难的问题,为探究基坑分区开挖对邻近地铁隧道变形影响规律,分析分区施工的某基坑工程的监测数据以及邻近的地铁隧道道床沉降、水平位移以及水平收敛数据。分析基坑分区开挖... 为解决分区基坑开挖对旁侧盾构隧道扰动变形大,隧道变形控制困难的问题,为探究基坑分区开挖对邻近地铁隧道变形影响规律,分析分区施工的某基坑工程的监测数据以及邻近的地铁隧道道床沉降、水平位移以及水平收敛数据。分析基坑分区开挖对旁侧地铁隧道的影响,同时探究基坑变形与旁侧地铁隧道变形数据的联系。研究表明:1)邻近基坑的盾构隧道在基坑结构施工阶段的纵向变形发展大于基坑开挖阶段,结构施工期间增加的水平位移约是开挖阶段的3倍;2)基坑旁侧地铁隧道的纵向变形响应滞后于基坑侧壁变形60 d左右,而隧道水平收敛与基坑侧壁变形具有良好的一致性。 展开更多
关键词 基坑开挖 旁侧盾构隧道 多分区开挖 变形实测分析
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水平注浆对既有盾构隧道横向变形与内力的纠偏控制效果研究 被引量：5
14
作者 冯非凡 魏纲 +2 位作者 王哲 梁禄钜 张勇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2987-2999,共13页
为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例... 为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例,计算既有隧道在各个阶段下的围压变化,并根据数值软件建立三环管片模型,得到注浆对既有隧道横向收敛、混凝土应力以及螺栓应力的影响,最后对注浆量、注浆距离以及注浆范围进行参数分析。研究结果表明:水平注浆作用会引起既有隧道围压重分布,其作用在隧道上的附加围压主要呈现为“横椭圆”分布,本案例下隧道两侧腰部的围压复原率达到40%,隧道的收敛及内力复原率均达到了50%。随着注浆量的不断增大,横向收敛及内力均线性增大。随着注浆距离的减小,横向收敛和内力呈现指数型线性增大。单一改变注浆量和注浆距离均可使隧道的变形和内力恢复至正常状态,可考虑首要改变注浆距离以节约资源。注浆效果对注浆深度的敏感性远不及注浆量和注浆距离,注浆深度的改变较小时,注浆效果无明显差异。通过分析隧道复原率可确定注浆工程的参数设置,研究成果可为注浆纠偏邻近既有隧道工程提供参考。 展开更多
关键词 水平注浆 盾构隧道 横向收敛纠偏 内力变化 数值模拟
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基于统一解的重叠盾构隧道施工土体变形研究 被引量：1
15
作者 魏纲 朱德涵 +2 位作者 赵得乾麟 王哲 郭丙来 《浙江工业大学学报》 北大核心 2023年第5期489-496,共8页
针对重叠盾构隧道施工引起土体变形问题,综合考虑了土体损失、开挖面附加推力、盾构机侧壁摩擦力和注浆压力4种因素引起的土体变形。对于掘进过程中土体损失引起的土体变形,修正了统一土体移动模型三维解,考虑了掘进过程中土质条件对纵... 针对重叠盾构隧道施工引起土体变形问题,综合考虑了土体损失、开挖面附加推力、盾构机侧壁摩擦力和注浆压力4种因素引起的土体变形。对于掘进过程中土体损失引起的土体变形,修正了统一土体移动模型三维解,考虑了掘进过程中土质条件对纵向土体变形的影响,采用叠加法得到由于土体损失产生的重叠隧道施工土体变形计算公式;对于开挖面附加推力、盾构机侧壁摩擦力和注浆压力3种因素引起的土体变形,采用Mindlin解进行计算,并根据重叠隧道计算模型将上下线的计算公式进行叠加,得到考虑以上3种因素产生土体变形的计算公式;将公式进行组合,最终推导出重叠盾构隧道施工过程中多重因素共同作用下土体变形的计算公式。结合工程案例对该方法进行验证,对比发现:修正后的三维统一解适用的土质条件范围更广,且预测值更为吻合;考虑多种因素比仅考虑土体损失的预测结果更贴合实测值,证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 重叠隧道 盾构施工 土体变形 三维统一解 MINDLIN解
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类矩形盾构隧道下穿引起既有隧道竖向位移计算方法研究 被引量：10
16
作者 魏纲 赵得乾麟 齐永洁 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第6期960-966,共7页
为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道... 为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道,以土体损失作为造成既有隧道沉降的唯一因素开展室内模型试验,并对拱顶位移进行施工全过程测量,将实测值与理论计算结果进行对比验证。研究结果表明:1)理论计算结果与实测值较为吻合,证明了理论计算方法的可靠性;2)类矩形盾构隧道下穿既有隧道造成既有隧道沉降的规律与圆形隧道一致;3)由于土体损失,新建隧道下穿会导致既有隧道发生沉降,在新旧隧道投影交汇处的既有隧道拱顶变形最大;4)既有隧道拱顶沉降变形随着开挖面的掘进逐渐增大,且存在一个快速变形的阶段。 展开更多
关键词 类矩形盾构隧道 下穿既有隧道 土体损失 竖向位移 模型试验
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基于统一解的重叠盾构隧道施工引起土体变形研究 被引量：9
17
作者 魏纲 赵得乾麟 +2 位作者 徐浩 周烨波 陈春来 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期589-598,共10页
基于盾构法隧道统一土体移动模型解,通过分别计算上线、下线隧道引起的土体变形再进一步叠加的方法,建立重叠盾构施工引起的土体沉降和深层土体水平位移计算公式。将本文方法所得计算结果与实测结果、有限元模拟结果进行对比,并对深层... 基于盾构法隧道统一土体移动模型解,通过分别计算上线、下线隧道引起的土体变形再进一步叠加的方法,建立重叠盾构施工引起的土体沉降和深层土体水平位移计算公式。将本文方法所得计算结果与实测结果、有限元模拟结果进行对比,并对深层土体水平位移变化规律进行研究。研究结果表明:本文方法所得计算结果与实测结果、有限元模拟结果比较吻合,验证了本文方法可靠性;重叠隧道施工引起的地表沉降曲线符合正态分布规律,沉降曲线呈V形;深层土体水平位移呈S形,最大值出现在隧道埋深位置附近;由于重叠工况上线、下线隧道埋深不同,2条隧道的土体损失率以及土体移动焦点到隧道中心点距离的取值也不同。 展开更多
关键词 盾构施工 重叠隧道 土体变形 统一解
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类矩形盾构穿越既有隧道引起土体沉降的模型试验研究 被引量：8
18
作者 魏纲 赵得乾麟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期222-232,共11页
类矩形盾构邻近既有隧道施工的土体变形控制是今后隧道工程要面对的难题,但目前该方面的研究较少。通过开展室内缩尺寸模型试验模拟类矩形盾构邻近既有隧道施工,探究了新旧隧道不同间距以及正交、斜交、重叠、夹穿等工况下由于土体损失... 类矩形盾构邻近既有隧道施工的土体变形控制是今后隧道工程要面对的难题,但目前该方面的研究较少。通过开展室内缩尺寸模型试验模拟类矩形盾构邻近既有隧道施工,探究了新旧隧道不同间距以及正交、斜交、重叠、夹穿等工况下由于土体损失导致的地表和深层土体纵向变形情况;对Peck公式进行了拓展,将无既有隧道沉降值与既有隧道造成土体二次扰动沉降值叠加得到适用于类矩形盾构穿越既有隧道的地表沉降计算方法。研究结果表明:随着新建隧道的施工,地表沉降逐渐增大,最后趋于稳定;地表沉降与深层土体沉降趋势基本一致,深层土体沉降值大于地表沉降;相比正交、斜交工况,重叠工况对地表沉降影响最大,其最大沉降值比其余2组最大沉降值大1倍;斜交工况与正交工况地表沉降最大值基本相同,但斜交工况沉降槽形状为W形,正交为V形,斜交工况沉降槽宽度大于正交工况,说明对土体的影响范围更大;重叠工况由于隧道自重造成的地表沉降的效果远比遮拦效应大;对比并择优了能够计算类矩形盾构施工造成的沉降槽宽度的方法,理论计算结果与实测数据基本吻合;Peck公式适用于既有隧道造成土体二次扰动的地表沉降计算。 展开更多
关键词 类矩形盾构 既有隧道 土体沉降 模型试验 PECK公式
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地面堆载下盾构隧道不同加固方法的加固效果研究 被引量：6
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作者 魏纲 张书鸣 +1 位作者 崔允亮 丁智 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S01期85-92,共8页
为研究地面堆载作用下不同加固措施对盾构隧道管片的加固效果,采用有限元进行模拟,设计一组室内模型试验,将相同工况下试验与有限元得到的隧道沉降与变形结果进行对比,以验证有限元模型的可靠性。使用验证后的有限元模型模拟隧道周边注... 为研究地面堆载作用下不同加固措施对盾构隧道管片的加固效果,采用有限元进行模拟,设计一组室内模型试验,将相同工况下试验与有限元得到的隧道沉降与变形结果进行对比,以验证有限元模型的可靠性。使用验证后的有限元模型模拟隧道周边注浆加固、内钢圈加固与UHPC加固,分析在地面堆载工况下隧道的沉降与管片变形情况。有限元结果表明:1)采用注浆方法对隧道周边土体进行加固,可以使隧道在堆载作用下的竖向变形比未加固时的竖向变形减小很多,且对隧道沉降有一定抑制作用;2)采用内钢圈与UHPC加固隧道内壁,可以明显降低隧道在堆载作用下的竖向变形,但对隧道沉降影响较小。 展开更多
关键词 盾构隧道 地面堆截 管片 加固方法 注浆加固 内钢圈加固 UHPC加固
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地面堆载对盾构隧道围压影响的模型试验与理论分析 被引量：5
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作者 魏纲 张书鸣 +2 位作者 余剑英 丁智 崔允亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1789-1798,共10页
盾构隧道周边发生突发性地面堆载时会对管片产生附加荷载,当附加荷载过大时会导致隧道纵缝接头张开、螺栓外露、拱顶部管片结构棱角破损等。针对地面突发性堆载对隧道的危害,采用几何相似比C=15.5的室内缩尺寸模型试验,综合考虑堆载大... 盾构隧道周边发生突发性地面堆载时会对管片产生附加荷载,当附加荷载过大时会导致隧道纵缝接头张开、螺栓外露、拱顶部管片结构棱角破损等。针对地面突发性堆载对隧道的危害,采用几何相似比C=15.5的室内缩尺寸模型试验,综合考虑堆载大小、隧道埋深、堆载位置等影响因素,研究在地面突发堆载下隧道的围压变化情况;采用理论分析的方法研究地面堆载作用下隧道围压以及总围压的变化,最后将相同工况下的理论分析与试验结果进行对比。研究结果表明:当堆载等值逐级累加时,隧道围压的变化量基本呈现等值增大的现象;隧道围压的变化量在一定范围内随偏心距离的增大整体呈现下降趋势,当堆载位置在0.5D(D为管片外直径)、1D时偏心侧的隧道围压下降值明显比非偏心侧小,当堆载位置为1.5D时,隧道两侧围压的变化量基本相同;随着隧道埋深增加,由于隧道顶部土体厚度增加,地面堆载对隧道围压的影响相对减小;理论计算结果与室内模型试验结果的变化趋势非常吻合,从而说明了试验与理论分析的准确性。 展开更多
关键词 盾构隧道 地面堆载 模型试验 围压
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