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正断层错动对海底盾构隧道管片及环缝接头影响分析被引量：6: 2021年; 活动断层是海底隧道建设中经常遇到的不良地质条件,位于断层破碎带区域隧道会遭到不同程度的结构破坏。为探明断层错动对海底盾构隧道管片及环间接头受力的影响,依托青岛胶州湾第二海底隧道工程,建立穿越正断层盾构隧道三维数值模型,并设置不同接头螺栓(直螺栓、斜螺栓)及管片幅宽(1.5,1.8,2.0 m)共6种工况进行分析。结果表明:隧道弯矩、剪力在断层面附近出现极大值,而轴力则位于断层带中部;环间张开量均呈现三峰值特点,采用斜螺栓可有效抑制环间张开量;管片错台主要发生在断层面交界处,且集中在断层面两侧2.0 m范围内;采用小幅宽管片能有效减小环缝接头的变形和受力。; 孙文昊陈立保陈立保王琦张津; 关键词：盾构隧道海底隧道管片错台

橡胶缓冲垫层保护下棚洞结构落石冲击力学响应研究被引量：15: 2017年; 采用以橡胶为原料的废弃轮胎作为垫层材料,利用有限元软件建立落石冲击棚洞结构模型,研究落石冲击速度、橡胶缓冲垫层厚度对棚洞结构最大等效应力、结构动能、节点位移等的影响。结果表明:在竖向落石冲击作用下,棚洞结构中间跨的横梁端部为受力不利位置;落石的冲击速度越高、橡胶缓冲垫层越厚,橡胶垫层的缓冲作用越显著;在冲击荷载作用下,棚洞结构横梁下部会承受较大的拉应力,应加强横梁底部的钢筋布置。; 王琦王玉锁耿萍; 关键词：落石有限元分析棚洞结构动力响应冲击荷载

Ⅴ级围岩-断层条件下修正地震系数法对铁路隧道适用范围研究被引量：2: 2021年; 合理的抗震计算方法是隧道结构合理设计的基础。长期以来,隧道结构的抗震设计多采用地震系数法,但当隧道埋深较大时,此方法具有明显的缺陷。按照地震系数法计算时作用在隧道上的水平惯性力随埋深的增加而增加,与实际震害统计不完全相符。采用反应位移法及动力时程法对地震系数法的上覆地层高度进行修正,获取不同内净空最大跨度隧道结构上覆地层的等效高度。进而将修正后的结果与跨断层振动台模型试验进行对比,研究修正地震系数法在跨断层铁路隧道中的适用性。结果表明:对于隧道内净空最大跨度B,当B≤8 m、8 m12 m时,上覆地层等效高度分别为5.0B、4.1B、1.7B,且等效高度不受地震加速度峰值影响。振动台模型试验显示,当B=6.4 m时,加速度峰值越大,断层破碎带对邻近衬砌内力影响越明显。对于0.15g、0.3g峰值加速度工况,当分别远离断层面距离2.66B、5.63B后,修正后的地震系数法结果可以较好的包络住振动台模型试验的衬砌内力极值,为地震系数法有效的适用范围。所得结论对提升地震系数法在铁路隧道抗震设防设计方面的应用具有一定价值。; 郭翔宇曾冠雄王琦王琦杨琪杨琪; 关键词：铁路隧道

逆断层黏滑作用下隧道力学行为研究被引量：6: 2021年; 西南地区板块运动活跃,隧道不可避免的会穿越活动断裂带,活动断裂带的黏滑作用将对隧道结构的安全和稳定性构成巨大威胁。首先建立300 km×100 km的空间大尺度板块挤压模型,通过对板块施加挤压速率,计算板块运动20万年期间逆断层黏滑作用的产生及变形特点,然后将断层黏滑时刻位移施加到精细有限元模型上,分析隧道结构在逆断层黏滑作用下的力学与损伤行为。结果显示黏滑时刻断层面处剪切应力呈现“骤降-再回升”状态,同时断层上盘产生脉冲型速度时程;断层顶面位移特征曲线可分为单峰值曲线和双峰值曲线,最终均保持永久位移;地层刚度越大,隧道衬砌在黏滑作用下产生的裂缝宽度越大,裂缝拓展范围则越小。所研究工况下,不同地质条件时,衬砌最大裂缝宽度为19.8 cm,最大扩展长度为55.4 m。该研究成果可为隧道在逆断层黏滑作用下的结构破坏特点提供参考。; 郭翔宇耿萍丁梯王琦王琦王琦; 关键词：逆断层隧道裂缝

正断层错动作用下矿山法隧道受力变形机理的模型试验研究: 2024年; 为研究正断层错动作用下矿山法隧道的受力变形机理,以胶州湾第二海底隧道穿越沧口断裂为工程背景,采用自研的大比尺穿越断层隧道结构破坏加载试验装置,针对设置柔性连接变形缝和变形缝间距对隧道结构抗错断效果的影响,开展几何相似比为1∶40的矿山法隧道穿越倾角70°的正断层错动模型试验,对错动试验过程中的隧道变形、应变分布、围岩接触压力和破坏特性等关键指标进行监测,分析获得了正断层错动作用下隧道变形和力学响应规律。研究结果表明:(1)隧道在正断层错动作用下,呈现纵向拉弯+竖向挤压的受荷模式,在下盘邻近断层面处拱顶部位和上盘邻近断层面处仰拱部位出现脱空区;(2)隧道开裂主要以纵向贯通裂缝为主,近断层面处衬砌还出现了部分斜向裂缝和环向裂缝;(3)节段间的连接形式和节段长度不会根本上改变隧道在断层错动作用下的受荷模式和变形模式,但节段间刚度越小,节段长度越小,结构对于地层强制位错的适应性就更好;(4)相比于刚性连接,节段间的柔性连接吸收了大部分地层强制位错,有效降低衬砌节段的荷载和变形,使结构趋于安全。; 武哲书孙文昊陈峻博王天强王琦王琦; 关键词：海底隧道矿山法隧道断层错动正断层脱空区

地震作用下盾构隧道纵向接头的受力特征被引量：5: 2020年; 实际工程中,盾构隧道纵向接头是结构受力和变形的薄弱部位,针对盾构隧道纵向接头细部构造在地震作用下的受力特征,提出了一套由整体到局部的数值分析流程.首先建立基于纵向等效刚度梁的三维地层-结构时程分析模型,然后以该模型计算得到的纵向内力极值作为盾构隧道整环三维分析模型的外荷载,获取隧道最不利区域边界力,最后将边界力施加在盾构隧道纵向接头局部精细化分析模型之上,分析纵向接头细部构造受力特征;并以某综合管廊工程为背景对该方法进行具体阐述和讨论.研究结果表明:地震波横向激励时,盾构隧道纵向以往复的水平弯曲为主,而纵向激励时,则以往复的竖向弯曲和纵向拉压为主;在纵向张开量最大的局部区域,不论是轴向拉力工况还是纵向水平弯矩工况,该局部区域都处于受拉状态,两种工况对该局部区域受力模式不产生本质影响;当盾构隧道纵向最大张开量的局部区域受拉时,最大拉应力区均位于管片内侧手孔部位,最大压应力区则围绕螺栓孔成环形分布.; 耿萍王琦王琦何川郭翔宇何川; 关键词：隧道工程盾构隧道

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王琦