国家自然科学基金(50808109)
- 作品数：7 被引量：134H指数：6
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- 盾构隧道开挖三维数值模拟方法研究被引量：9
- 2012年
- 盾构隧道开挖的模拟方法是对隧道-土-结构物相互作用进行三维数值分析的重要考虑因素。对两种典型的模拟方法进行了探讨,一种是更接近真实施工过程的分步开挖法,另一种则是简化的一步通长开挖应力释放法。对比分析表明,两种方法对于地面沉降的预测结果比较接近,而对于邻近桩基础的预测结果之间的差异也不是太大。同时,一步通长开挖应力释放法能得到不同的地层损失,并且建模简单,能够较好地用于分析隧道开挖对地面建筑物及周边地下结构物的影响。
- 徐明谢永宁
- 关键词：盾构隧道三维数值模拟地面沉降地层损失桩基础
- 基于硬化土模型的小应变本构模型研究被引量：44
- 2011年
- 大量的工程现场监测结果表明,城市中强支护隧道施工过程中其周围大部分土体仍处于小应变状态,小应变情况下土体具有显著的高模量和非线性特性。土体小应变刚度特征和应力路径相关性是准确分析土与隧道相互作用的重要因素。虽然采用双刚度的硬化土模型(hardening soil model)能够基本反映应力路径的影响,但其卸载再加载模量并没有与应力-应变水平相关,不能模拟小应变情况下土体模量的高度非线性。为此,结合小应变刚度理论对硬化土模型的卸载再加载模量进行了改进,使之与应力-应变水平相关,并且考虑了土体卸载抗剪强度指标的变化以及侧向卸荷应力路径下不同的模量。通过与土体的应力路径试验结果进行对比,证明了模型的合理性。
- 王海波徐明宋二祥
- 关键词：小应变应力路径非线性隧道开挖
- 考虑土体小应变特性的一种实用本构模型被引量：5
- 2011年
- 土体小应变刚度特征是准确分析土与结构相互作用的重要因素。土体刚度的衰减速率宜由带有小应变量测装置的高等三轴实验确定,这制约了土的小应变刚度模型的应用。另外,虽然该类实验在国外已对典型土体进行了较系统的研究,但是在国内还鲜有报道。该文结合小应变理论,提出了加载为正弦函数和卸载为双曲线形式的弹塑性模型,并且针对多种土体将模型的计算结果与实验值进行对比,二者的基本符合证明了模型的合理性。
- 王海波徐明宋二祥
- 关键词：小应变应力路径非线性刚度本构模型
- 超大直径泥水盾构在砂土中的开挖面稳定性分析被引量：36
- 2012年
- 超大直径泥水盾构近年来在国内外得到越来越多的应用,其开挖面的稳定性受到高度关注,而泥水支护压力控制则是保证开挖面稳定的关键。对超大直径盾构在砂土地层中的开挖面稳定性进行三维数值分析,重点研究在不同摩擦角下开挖面的失稳模式和极限支护压力,揭示了由泥水容重导致的支护压力不均匀分布对于预测结果的重要性。同时,还将三维数值模拟结果与基于极限平衡理论的楔形体模型进行对比,指出楔形体模型对于分析超大直径盾构开挖面稳定性的局限性。本项研究可为超大直径盾构在砂土中掘进时合理确定泥水支护压力和保持开挖面稳定提供参考。
- 徐明邹文浩刘瑶
- 关键词：超大直径泥水盾构砂土开挖面稳定三维数值模拟
- 地下工程开挖土体硬化模型被引量：16
- 2010年
- 为在地下工程开挖数值模拟中考虑土体的应力路径相关性和初始各向异性,研制了一种土体硬化模型,将横观各向同性弹性植入该模型。利用ABAQUS用户材料子程序UMAT,开发了不带帽盖的土体硬化模型的接口程序。应用该模型对某地铁隧道开挖进行数值模拟。模拟结果和实测数据的对比表明:利用该模型可以得到较为符合实际的地层竖向和水平变形规律。
- 王海波宋二祥徐明
- 关键词：应力路径
- 盾构隧道开挖对邻近单桩基础的影响被引量：20
- 2011年
- 针对盾构隧道开挖对邻近桩基础的影响这一城市地下交通隧道建设中的难题,首先对盾构隧道开挖的三维数值模拟方法进行了探讨,此基础上分析了当隧道与邻近单桩基础之间相对位置不同时,隧道开挖对桩的影响及其规律,并与已有的现场监测及模型实验结果进行了对比,对其机理进行了探讨.研究表明:桩的端承力和侧摩阻力的变化趋势和隧道位置密切相关;当隧道位于桩正下方时,桩端承力持续减小,侧摩阻力增大,较小的地层损失就能导致桩端承力丧失;当隧道位于桩旁侧一定水平净距离(约半倍隧道直径)外时,隧道开挖将导致桩端承力不断增大,侧摩阻力减小,甚至产生负摩阻力;当隧道位于桩侧中部深度时,还将引起较大的桩身弯矩;随着隧道与桩之间水平距离的增加,隧道开挖带来的影响也迅速降低.
- 徐明谢永宁
- 关键词：盾构隧道桩基础三维数值模拟端承力侧摩阻力负摩擦
- 超前支护的均一化横观各向同性弹性模型被引量：6
- 2009年
- 超前支护(包括管棚和小导管注浆)是隧道开挖中保持地层稳定及控制其变形的重要手段,在模拟分析中需要妥善予以考虑.如何采用既简单合理又能考虑其整体效应的模型是超前支护数值模拟的重点。为此,文中提出了一个均一化的横观各向同性弹性模型,研究了超前支护的平均弹性性质,并在此基础上提出了简化模型,该模型能够用来分析钢管的间距、管径等重要影响因素。最后,应用简化模型对某隧道开挖进行了三维有限元数值模拟,验证了模型的有效性。
- 王海波徐明宋二祥
- 关键词：隧道超前支护横观各向同性
