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针对矩形顶管上竖向土压力计算模型研究较少的现状，借助Terzaghi土压力计算理论，结合矩形顶管工程特点建立了考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型，提出了改进的竖向土压力计算公式；依托苏州某矩形顶管工程中竖向土压力实时监测数据，探究了其变化规律并验证了该计算公式的准确性。研究结果表明:土体中的剪切带从管道外壁两侧产生并沿竖直方向发展，且可贯穿至地表；临界状态下剪切带上的膨胀角完全发挥，以临界内摩擦角及其正弦值计算剪切带上的摩擦系数；不同的注浆压力下，管道上方可能出现“主动土拱”和“被动土拱”。计算值与实测值的对比分析表明，改进后的计算方法能够较好地包络矩形顶管竖向土压力范围。 相似文献
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以苏州城北路人民路段综合管廊矩形顶管工程为例，分析了影响矩形顶管顶进力的关键因素，提出了管节配重、管节涂蜡和管节注浆等综合减阻方法以降低管壁摩阻力。在管节内放置重物平衡管节所受周围泥浆的浮力；通过涂蜡和喷蜡使管壁光滑，降低管壁与周围介质的摩擦系数；选择合适的材料和配比配制适合地层的泥浆，调整注浆量和注浆压力，使管节周围形成完好的泥浆套。基于实测顶进力与理论计算值的对比分析表明，管壁单位面积摩阻力降低了40%左右，证实该综合减阻方法解决了人民路段矩形顶管顶进力过大的问题。 相似文献
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目前,曲线顶管技术在地下工程建设中的应用越来越广泛。但曲线顶管因管节之间存在偏角使得应力分布不均,其受力特性和应力传递路径与传统直线顶管存在显著差异。以拱北隧道曲线顶管管幕工程为依托,采用室内顶管受力模拟试验系统,对曲线钢顶管匀速顶进过程进行了模拟试验,研究了管节接头应力特征、顶进力传递路径及其与顶推力大小、造斜角度之间的关系。试验结果表明:曲线顶管中,管节两端接头出现应力集中,形成一条明显的顶力传递路径,且应力集中会随着顶力和造斜角度增大而加剧;在垫片被压紧处应力传递路径更显著。 相似文献
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针对抗滑桩常因地质条件、地形地貌等原因导致受荷段底面与嵌固段顶面不在同一水平面的情况,将此段划为次受荷段,并推导了次受荷段桩后设计荷载大小计算公式和荷载分布公式,以及在弹性地基梁和悬臂梁模型下的适用于悬臂桩和锚索桩内力与挠度计算通用公式。以巴东县焦家湾移民安置点库岸防护工程预应力锚索桩为例,研究次受荷段对抗滑桩内力和挠度影响。结果表明:忽略次受荷段后土压力作用的传统计算方法会使桩身弯矩计算结果偏小,导致桩身配筋量不足,存在设计安全隐患。再以锚索排数、位置为控制变量,研究其对预应力锚索桩内力和挠度的影响,提出预应力锚索可有效地降低抗滑桩工程造价;增加预应力锚索的排数有利于调节抗滑桩内力分布,设计时应优先考虑将锚索设置为多排锚索。 相似文献
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通过对西安地铁隧道穿越地裂缝带的大型物理模型试验成果的分析,提出在地裂缝活动时,穿越地裂缝带的地铁隧道有以下两个方面的变化特征:一是作用于隧道的荷载发生改变;二是在隧道底部产生脱空现象。这种脱空现象无论在整体式隧道还是盾构隧道中都会出现。造成隧道在界面上与土体脱空的原因是隧道和周围地层的变形不协调。脱空区域的大小对地铁隧道的变形与内力计算会产生明显影响。在对隧道变形特征分析的基础上,总结得出了西安地铁穿越地裂缝带隧道变形的4种计算模型:对于整体式长隧道,可以采用一端固定而另一端简支,或一端固定而另一端定向支承的计算模型;对于整体式短隧道,可以采用外伸梁模型;对于盾构隧道,可以采用一端固定而另一端定向支承的计算模型。最后,对脱空条件下隧道数值分析的建模问题进行了讨论。算例分析表明:在数值计算中,对于隧道与土体接触面的界面处理非常关键,否则将造成计算结果的重大误差。 相似文献
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顶管施工因非开挖或少开挖而在城市建设中应用广泛, 但顶管施工引起的地表沉降不容忽视。依托佛山市某电力隧道顶管工程, 通过现场实测、数值模拟及Peck经验公式的方法研究了顶管施工引起的地表沉降规律, 探讨了管-土摩擦、注浆压力及支护压力对地表沉降的影响。结果表明: 顶管施工引起的横向地表沉降在距轴线约4倍管径范围内变化较大, 管-土摩擦的改变对横向地表距轴线约3倍管径范围内的地表沉降影响较大, 对纵向地表距开挖面约1倍管径范围内的地表沉降影响较小; 注浆压力的增大能够抑制地表沉降; 支护压力的改变对横向地表距轴线约2倍管径范围内的地表沉降影响较大。研究结果可为控制顶管施工引起地表沉降措施的制定提供参考; 同时, 实测值、模拟值及Peck经验公式所得到的地表沉降变化趋势和大小相近, 验证了数值模拟及Peck经验公式在实际工程中预测地表沉降的可行性。 相似文献
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混凝土管道在我国排水管网中广泛应用,受管道自身质量、施工质量和外荷载过大等因素的影响常产生 结构性破坏,其中较典型的结构破坏形式之一便是产生纵向裂缝.对混凝土管道进行结构性修复设计时,需要确 定管道破坏时的土荷载,综合考虑管道和土体的相互作用,目前国内外尚无这方面的研究.分析了管道新建、使 用、破坏３个阶段的土荷载变化规律,建立混凝土管道破坏后土荷载模型.建立的模型中管顶土荷载按土柱荷载 计算,管底土荷载按均布荷载计算,管侧荷载等于静止侧向土荷载与三角形分布荷载之和,并根据新建立的模型 计算管壁环向内力系数,为混凝土管道非开挖结构性修复设计提供参考. 相似文献
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顶进力是顶管工程设计和施工中最重要的参数之一, 顶进力计算的精确性将直接影响顶管的工程的成败。随着顶管施工工艺越来越多的应用于岩石地层, 但鲜有关于岩石地层中顶管顶进力的计算模型。为了更加准确地计算岩石地层中的迎面阻力, 假设掌子面稳定, 通过分析岩石顶管机刀盘滚刀破岩机理、受力模型和影响规律, 在此基础上推导出岩石地层顶管迎面阻力计算公式。结果表明: 岩石顶管中, 岩石抗压强度和抗剪强度以及顶管机滚刀切入深度直接决定了迎面阻力的大小, 实测迎面阻力除个别点在计算值上下限以外, 其余与公式预测值相一致, 证明其具有适用性。 相似文献
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城市地下空间开发和交通的发展促使大断面顶管技术在城市隧道建设中得到了广泛推广应用,其中并行顶管隧道的功能要求不同,因此其断面形状和尺寸也各有差异。基于城市下穿主干道的双线并行差异大断面顶管隧道工程,建立有限元三维计算模型进行系统分析,同时结合现场顶管项目的实测成果,研究并行顶管差异断面及不同工序情况下地表变形的特性及其影响因素。研究结果表明并行差异断面顶管施工引起的地表变形曲线呈"Ⅴ"形,地表变形曲线的峰值点由大断面矩形顶管轴线逐渐转移至两管中心;小断面矩形顶管轴线左侧的地表沉降值较轴线右侧大;先施工大断面矩形顶管更有利于地表变形的控制;断面尺寸的变化对地表变形的影响幅度为30%,工序差异对地表变形的影响幅度为8%,断面尺寸差异对地表变形的影响比工序差异的影响大。并行差异断面顶管施工对地表变形影响研究可为今后相关并行大断面顶管工程提供理论基础和经验借鉴。 相似文献
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沿山脊走向的长输油气管道在我国西部山区常有分布,强震作用下其动力响应直接关系到管道的安全运营,实际管道工程建设中亟需相关研究结果提供指导。依托云南玉溪龙马槽村段此类输油管道工程,考虑山坡的工程地质特征,对管道与坡体进行整体三维数值建模,采用有限差分方法FLAC3D进行数值模拟,基于汶川地震波,计算得到了水平地震加速度峰值、震后等典型时刻的管道位移、轴力、剪力和弯矩及坡体稳定性等地震动力响应特征。结果表明,管道内力最大值出现于震后时刻,地震作用使管道轴力达到较高水平,而剪力与弯矩值的量级仅占最大轴力的约1%;竖向地震波对管道内力影响较小,管道受力的不利部位出现在其与断层交界附近。地震过程中管道水平方向存在较多的弹性变形,竖向则存在较多的塑性变形,管道累计变形是影响其内力的主要因素,管道内力最大值出现于震后时刻。 相似文献
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黄浦江上游水源地通管工程C3标段采用DN4000钢顶管施工,单次顶进长度达到969.94m,如何降低顶力是整个工程成功的关键。为减少摩阻力从而降低顶力,对泥浆配制、注浆控制等方面进行了研究,并结合JB06~JB05及JB07~JB06顶进段的地层、顶进力变化状况,分析顶管摩阻力的变化规律。结果表明:①该工程注浆孔的合理布置、触变泥浆的配制与使用得到的减阻效果明显,可作为类似工程减阻技术的参考;②顶力与顶进距离近似呈线性关系,但地层本身的性质会造成顶力的突变,类似工程可先对地层性质进行研究以得到更准确的顶力预测,指导顶管施工;③已注入环空一定时间后的泥浆与刚注入的泥浆相比减阻效果更好,顶力增速过快时可降低顶进速度,待泥浆充分与地层反应后再以原速顶进;④适当增加注浆量可以有效地减小管周摩阻力;⑤高聚物膨润土泥浆比膨润土泥浆单价更高,但高聚物膨润土泥浆注浆量少,综合环境效益等多方面因素考虑,高聚物膨润土泥浆更有优势。 相似文献
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矩形顶管施工过程中管周摩阻力是引起周围土体扰动的重要影响因素。为了更加准确地预测矩形顶管施工对地层位移的影响,结合管节受力分析和泥浆运动规律,假定“U”字形泥浆套状态,基于弹性力学Mindlin解建立土体水平位移计算公式,对正面附加应力、管周摩阻力等因素引起的地层纵向水平位移进行计算,最后与苏州某矩形顶管工程实测值进行对比分析。结果表明:在顶管机头顶进穿过某一断面前,正面附加应力对周围土体的影响大于管周差异摩阻力,而在穿过该断面后,由于管节数量的增多以及已穿过部分的管节管周摩阻力产生的“拉力”作用,后者的累计影响占比逐渐大于前者;管周差异摩阻力情况下比管周均一摩阻力情况下的计算值更贴近实测值,预测效果更好。 相似文献
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本文首先利用传播矩阵法构造出了水平分层弹性介质在表载、体力及内部力源联合作用下的一般模型。然后利用“对应原理”将弹性问题的一般模型推广到粘弹性问题的一般模型——粘弹性分层介质传播矩阵基本方程。最后用粘弹性分层介质传播矩阵方程对一个实际地学问题做了试算,计算结果说明,用传播矩阵法处理粘弹性问题是非常有效的。 相似文献