中央高校基本科研业务费专项资金(2012JBZ013)
- 作品数：13 被引量：324H指数：9
- 相关作者：张顶立张成平王梦恕房倩李倩倩更多>>
- 相关机构：北京交通大学北京市市政四建设工程有限责任公司中铁十四局集团有限公司更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 城市隧道施工诱发地面塌陷的预测模型被引量：24
- 2012年
- 以隧道上覆地层作为研究对象,基于突变理论,建立城市隧道施工诱发地面塌陷的预测模型,利用该模型可计算得到隧道上覆地层厚度的临界值,并将该临界值作为地面塌陷发生与否的判据。分析预测模型可知影响地面塌陷的因素主要包括:隧道上覆地层厚度及物理力学性质、地下水位、隧道开挖跨度和无支护空间长度等。一般情况下,隧道上覆地层厚度越小、地层物理力学性质越差、地下水位越浅、隧道跨度越大或无支护空间长度越长,越容易产生地面塌陷。因此,在城市隧道施工中,应尽量减小开挖跨度和无支护空间长度,或对隧道上覆地层进行有效地加固,以避免地面塌陷事故的发生。工程应用表明:理论预测结果和现场实测数据基本吻合,验证了地面塌陷预测模型的合理性。
- 张成平王梦恕张顶立李倩倩
- 关键词：城市隧道地面塌陷影响因素
- PBA大直径盾构隧道扩挖车站施工的关键技术被引量：9
- 2015年
- 北京地铁十四号线采用外径为10 m的大直径土压平衡盾构进行地铁施工.由于盾构隧道扩挖车站施工具有盾构设备利用率高、建设进度快、环境影响小的优势,将台站采用盾构隧道已形成的中洞结合PBA法(洞桩法)扩挖而成,解决了盾构区间施工速度快与车站施工速度慢之间相互矛盾的问题.本文重点分析PBA大直径盾构隧道扩挖车站的工法特点,明确车站结构形式及施工步序,对施工过程中盾构掘进控制、管片拼装与拆除、纵梁与管片的连接、初支及二衬施作等关键技术进行了研究.施工完成后,实测数据显示地表沉降满足控制要求.研究结果可为类似工程提供参考及借鉴.
- 孙长军张顶立郑昊汪乐
- 关键词：地铁施工大直径盾构洞桩法扩挖
- 深圳地铁富水软弱地层工程性质及开挖后沉降特征研究被引量：5
- 2014年
- 为研究富水软弱地层工程性质及开挖后沉降特征,文章通过室内试验对深圳地铁国贸至老街区间隧道的地层物理力学参数进行了测定和分析,结果表明:(1)该区域地层存在较大孔隙和微裂隙且相互贯通,土体压缩性高,固结沉降大;(2)地层倾向于散粒体,含水量大且含砂多,施工排水易冲刷夹带松散颗粒而导致地层损失难于控制;(3)地层强度低,隧道开挖时围岩稳定性差。以上因素导致此类地层具有开挖影响范围广、地层沉降大并易发生地表塌陷的显著特征。实测地层沉降验证了试验结论的正确性,国贸至老街区间隧道开挖引起的地表沉降最大值约为193.5 mm,地表沉降槽宽度约为80 m,并发生了2次地表塌陷事故。可见,隧道开挖引起的地层沉降与地质条件密切相关,通过地层物理力学特性预测隧道开挖引起的地层沉降是必要的和可行的。
- 张成平张顶立韩凯航王剑晨
- 关键词：浅埋隧道施工软弱围岩地层沉降
- 富水砂卵石地层泥水盾构施工地层变形规律被引量：21
- 2013年
- 研究目的:富水砂卵石地层颗粒间空隙大、无黏聚力且灵敏度高,在此类地层进行大直径盾构隧道施工所引起的地层变形规律尚不明确。本文以北京地下直径线为依托,通过对地表沉降和深部土体水平位移的实测和分析,得出富水砂卵石地层盾构隧道施工引起地层变形的基本规律。研究结论:(1)通过对盾构刀盘改造,可使富水砂卵石地层泥水盾构施工引起的地表沉降显著降低,隧道两侧深部土体的水平位移也相应降低,说明合理的盾构刀盘设计对富水砂卵石地层变形控制至关重要;(2)盾构隧道掘进过程中,最大沉降发生在盾构通过阶段,地表沉降的纵向影响范围约为盾构隧道工作面前方1.25倍隧道洞径和工作面后方4.15倍隧道洞径;(3)盾构刀盘改造前后,Peck公式均可以很好地拟合地表沉降槽曲线,但地层损失率和沉降槽宽度系数有一定变化;(4)研究成果可为类似工程提供借鉴及参考。
- 王振飞张成平王剑晨
- 关键词：泥水盾构施工富水砂卵石地层变形PECK公式
- 无水大粒径漂卵砾石地层土压平衡盾构施工渣土改良分析被引量：43
- 2015年
- 土压平衡盾构在砂卵石地层掘进时,会出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,刀盘、刀具和螺旋输送机磨损严重等问题,通过渣土改良是解决上述问题的有效手段。因此,本文以北京地铁9号线砂卵石地层中的盾构隧道工程为背景,进行了采用膨润土和泡沫改良后渣土的现场试验及施工性能分析。试验结果表明:采用膨润土和泡沫作为混合改良添加剂对渣土进行改良能够显著降低盾构的推力和扭矩以及渣土温度;膨润土和泡沫混合注入后在掌子面形成的泥膜具有良好的保压性,能有效提高盾构停机状态下的安全性。
- 郭彩霞孔恒王梦恕
- 关键词：土压平衡盾构砂卵石地层渣土改良泥膜
- 衬砌背后双空洞影响下隧道结构的安全状态分析被引量：52
- 2015年
- 衬砌背后多空洞的存在使隧道结构受力状态更加复杂,极易引起结构开裂并直接影响到隧道结构的安全性。针对Ⅳ级围岩两车道公路隧道,采用数值模拟和模型试验分别研究拱顶或拱肩背后存在双空洞条件下隧道结构的安全状态。数值模拟结果表明:衬砌背后双空洞的存在,显著改变了隧道结构内力分布,恶化了结构受力状态;空洞尺寸增大会导致隧道结构轴力整体降低,并使空洞范围内及两空洞之间的隧道结构弯矩明显增大;两空洞间隧道结构各截面安全系数较无空洞时显著降低,并表现出随空洞尺寸增加而逐渐降低的趋势,该区域也是隧道结构安全性评价重点部位;拱肩衬砌背后存在双空洞时,其对结构截面安全系数的影响较拱顶和拱肩分别存在空洞的情况更大。模型试验得到的空洞对衬砌结构安全系数影响规律与数值模拟结果基本一致,并获得了双空洞作用下衬砌结构的破坏演化规律。研究成果可为隧道衬砌背后空洞的致灾机制和灾变控制研究提供参考和借鉴。
- 张成平冯岗张旭韩凯航张顶立
- 关键词：隧道工程衬砌背后空洞破坏过程模型试验
- 浅埋隧道围岩应力及位移的显式解析解被引量：41
- 2014年
- 浅埋隧道施工引起的地层位移将传递至地表进而形成地表沉降,施工前准确预测地层位移是有效控制地表沉降的前提。基于复变函数法,利用逆映射函数求解z平面复势函数的级数形式,并结合柯西–黎曼方程(C–R条件)对Verruijt提出的浅埋隧道围岩应力及位移隐式解析解中的解析函数求导,得出了浅埋隧道应力及位移函数的级数显式表达式;与Verruijt隐式解析解相比,该显式解析解直观,便于被工程人员使用,其编程计算量也较小;为确定显式解析解中的未知系数,基于浅埋隧道洞室变形产生的原因,提出了3种隧道洞室边界的变形模式和2种变形比率,合理调整变形比率可以实现多种边界条件组合。工程实测地层位移与显示解析解的计算结果吻合度高,验证了所提显式解析解的正确性和实用性。
- 韩凯航张成平王梦恕
- 关键词：浅埋隧道复变函数法
- 分离式暗挖地铁车站结构断面型式正交优化设计被引量：1
- 2015年
- 本文以双洞分离式浅埋暗挖地铁车站为研究对象,采用正交试验设计方法,研究了不同的地铁车站结构断面选型影响因子对地表沉降、洞周收敛偏差值、围岩塑性区面积和应力集中等力学指标的影响规律,并分析了结构断面选型影响因子对开挖断面面积和衬砌周长等经济指标的影响规律,探讨了地铁车站结构断面形状及洞室布置参数、本构模型参数和支护参数等11项因子对各项试验指标的影响程度。基于对各项试验指标的影响程度,确定了影响该指标因子的主次顺序,并根据综合平衡法直观分析,获得了双洞分离式暗挖地铁车站结构断面型式的最优因子水平组合。
- 王凯张成平王梦恕
- 关键词：浅埋暗挖法地铁车站
- 砂卵石地层小净距隧道渐进性破坏过程试验研究被引量：9
- 2015年
- 以不同埋深条件下砂卵石地层小净距隧道为研究对象,选取颗粒级配和内摩擦角为主要相似指标研制了砂卵石地层模型材料以及配套试验设备,研究了隧道结构的渐进性破坏全过程,分析了围岩的应力场特征和结构内力的分布规律并揭示了其最终破坏形态。综合试验结果,可以得出以下结论:(1)围岩应力的影响范围大致为衬砌外1倍洞宽;围岩径向应力随埋深增加而递增,且在加固圈与围岩的接触面会产生应力集中。(2)小净距隧道靠近夹岩一侧结构内力大于另一侧,且差值随着埋深的增加而加大;拱顶以及近中夹岩一侧的拱腰和拱脚是结构薄弱部位。(3)裂缝以纵向为主,出现在弯矩较大的部位,并会造成局部应力重新分布。(4)中夹岩的承载能力和变形控制对隧道结构稳定性起到关键作用。
- 何张成平杨公标
- 关键词：小净距隧道砂卵石地层破坏过程模型试验
- 无水漂卵砾石地层土压平衡盾构施工关键技术被引量：7
- 2014年
- 文章以北京地铁九号线丰台东大街站—丰台北路站区间全断面无水漂卵砾石地层盾构掘进工程为背景,基于地质勘查资料和试验探井的分析结果,掌握了该漂卵砾石地层的空间分布规律和力学性质。在合理选用辐条式土压平衡盾构的基础上,通过对盾构机关键部件进行适应性改造,降低了刀盘刀具磨损。施工中通过掘进参数的有效选择,实现了该类型盾构机在全断面卵砾漂石地层中的长距离掘进。
- 郭彩霞张顶立王梦恕
- 关键词：土压平衡盾构掘进参数
