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哈尔滨工业大学交通科学与工程学院科研成果基于超大规模感知网络的隧道结构安全监测技术网络术。
为提高隧道软岩洞口段的抗震性能，依托某隧道洞口段工程，采用大型振动台模型试验，对采取结构加强的抗震措施进行研究。试验结果表明：随着隧道衬砌结构强度/刚度的增强，由于硬岩部分受地震影响很小，结构安全系数最小值增长较快，最高增长了90.16%；随着隧道断面软岩范围的增加，隧道受地震影响逐步增强，支护结构所承受的地震惯性力和强制位移也不断增加，虽然提高隧道衬砌结构的强度/刚度，但软岩部分支护结构安全系数...
强震区跨活动断层隧道科学设计与合理设防是一个难点，为此基于能量守恒原理，对断层错动作用下隧道的抗错断设计方法进行研究。通过对隧道破坏过程的能量分析，获得隧道结构的可释放应变能理论公式；提出跨活动断层隧道的抗错断设计思路，并建立设计方法；经实例应用并结合数值仿真验算，运用设计方法所得隧道结构的最小安全系数较规范值大18.5%，这说明所建立的设计方法可用于跨活动断层隧道的抗错断设防设计，并偏于保守。研...
基于BP神经网络的水下岩溶地层盾构掘进参数预测与分析
盾构隧道 水下岩溶地层 BP神经网络 掘进参数预测
2021/4/7
随着我国城市地铁网的建设，越来越多的隧道将不可避免的穿越水下岩溶区，受制于岩溶地层的复杂性、注浆加固后地层的诸多不确定性，盾构穿越该类地层施工风险极大，而选取合理的盾构掘进参数是确保盾构安全与高效掘进的关键。以长沙地铁三号线盾构穿越水下岩溶段为工程依托，首先通过统计与分析钻探数据，明确了岩溶分布特征；其次，通过输入地层特征参数和隧道特征参数，建立了可输出盾构掘进速度、推力、刀盘扭矩、开挖仓压力、气...
为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响，通过ABAQUS有限元软件分别建立管片接头三维精细化模型和密封垫密封槽二维精细化模型，分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征，讨论了不同错台量条件下密封垫防水性能的下降程度。研究结果表明：错台量较小时螺栓轴线应力分布呈现“单峰”形式，螺栓最大应力位于右侧管片接缝面附近；错台量较大时螺栓轴线应力呈现“双...
受邻近施工作业不断影响，盾构隧道水平收敛变形累积，逐渐产生或加重裂缝、破损、渗漏、错台、接缝张开、道床脱开等结构病害。根据大量软黏土盾构隧道实测数据，软黏土地层中盾构隧道状态普遍较差，水平收敛变形大于5‰D(隧道外径)的管环比例高达75%，管片裂缝、渗漏、道床脱开、环内错台、纵缝张开等病害问题较为严重。建立了管环裂缝、渗漏、道床脱开、环内错台、纵缝张开等结构病害与其水平收敛变形的关系。随着水平收敛...
螺旋输送机是土压平衡盾构隧道掘进机的重要组成部分，具有排土、保压调压、稳定开挖面和控制地表沉降和隆起的功能。盾构模型螺旋输送机是研究渣土力学特性一种重要途径，模型机结构虽简单，但是设计较为复杂。通过几何结构分析，推导出了螺旋叶片的设计方法；结合螺旋输送机驱动扭矩计算公式，得到了减速电机的选型依据；由螺旋输送机体积输送率公式，设计了试验用渣土箱尺寸。基于盾构模型螺旋输送机设计理论，加工了室内试验样机...
苏通管廊越江隧道工程是我国近几年较为典型的水下大直径泥水盾构工程，盾构穿越地层以淤泥质黏土、粉质黏土、粉土、粉细砂等地层为主，在掘进过程中较易结成泥饼。文章依托于苏通管廊越江隧道工程，基于刀盘面板冲刷仿真模型实验，分析刀盘掌子面区域的流场分布特性，提出刀盘冲刷喷头数量和位置的优化设计方案。通过现场冲刷试验分析表明采用该刀盘面板冲刷系统，冲刷效果较好，可以保证刀盘中心冲刷区域及开口的流畅性。通过现场...
盾构对接技术凭借其“相向掘进、地中对接、洞内解体”等技术特点，在水下盾构隧道施工中的应用愈加频繁，由于技术尚不完善，盾构拆机导致的掌子面失稳和管片衬砌应力松弛等问题亟待解决。依托某海底隧道工程，针对盾构地中对接管片槽钢加固技术展开研究，建立了管片衬砌壳连接器模型，通过在环间预留间隙实现了管片环缝的模拟，计算了管片环之间的连接强度，能够详细模拟不同荷载下的环缝张开量。以环缝张开量为判断标准，对比分...
海底隧道盾构刀盘刀具选型综述
海底隧道 盾构法 刀盘 刀具
2021/4/8
盾构机的合理刀盘选型及刀具配置是确保正常掘进的重要基础。海底盾构隧道在施工过程中可能面临更为复杂多变的地质情况，对盾构刀盘刀具的选型及其地层适应性提出了很高要求。为更好地指导珠三角水资源配置工程海底隧道的工程实践和研究，对国内代表性海底盾构隧道工程的刀盘刀具选型及优化措施进行了回顾，随后重点分析当前代表性海底盾构隧道工程建设过程中存在的主要挑战与相应研究思路。分析结果表明，进一步研究的重难点主要有...
覆土厚度的选取与海底隧道的安全与造价息息相关，是水下隧道纵断面线路设计的主要参数之一。目前对于最小覆土厚度的确定方法我国还没有一个统一的准则。文章针对珠江三角洲水资源配置工程狮子洋段盾构隧道覆土厚度选取问题，结合国内外海底隧道的相关工程案例，通过三种理论模型分析研究了覆土厚度的取值范围，并利用有限元数值计算方法对理论分析结果进行验证。结果表明：理论模型中，改进计算方法和修正考虑注浆力计算法计算结果...
盾构隧道整体道床脱空病害整治技术应用研究
盾构隧道 整体道床 病害 整治
2021/4/8
轨道交通道床结构病害主要包括开裂和脱空两类。其中，道床脱空病害会威胁行车安全、降低行车稳定性和轨道结构使用年限，影响乘客的舒适性、平稳性和安全性，更降低地铁的可靠性和耐久性，增加轨道结构的养护维修费用，对运营行车安全造成极大的威胁。受结构设计形式的制约，盾构隧道内的道床更易出现道床脱空病害。本章主要介绍了盾构隧道整体道床病害产生的原因及道床加固、道床综合整治和道床翻修三类道床病害治理方法的适用条件...