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外界扰动下地铁盾构隧道结构与网络可恢复性研究

外界扰动下地铁盾构隧道结构与网络可恢复性研究

出版社:中国地质大学出版社出版时间:2023-04-01
开本: 16开 页数: 184
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外界扰动下地铁盾构隧道结构与网络可恢复性研究 版权信息

外界扰动下地铁盾构隧道结构与网络可恢复性研究 内容简介

在地铁运营过程中受人为和自然等外界扰动因素的影响,往往会发生各类隧道结构病害及地铁网络局部停运事件。其中隧道上方地表人为突发堆载引起隧道结构产生较大横向收敛变形,导致结构安全事故频发,严重破坏地铁隧道结构和威胁运营安全。盾构隧道是软土地区城市地铁隧道的主要结构形式,作为城市地铁网络化运营的命脉,在外界扰动下一旦产生横向大变形等严重的结构安全事故,必将影响地铁全网络的正常运营。因此,如何科学评估盾构隧道结构变形性能的退化状态和恢复能力,面临外界扰动如何实施合理有效的措施和策略快速恢复隧道结构安全和地铁网络正常运营,如何提升地铁隧道结构与网络的可恢复性以减小性能损失,是地铁隧道运营维护全生命周期管理需要解决的核心问题。以往的研究侧重于盾构隧道结构变形破坏问题,而对于既有隧道变形的可恢复性和地铁网络的可恢复性以及相关机理与方法的研究涉猎较少。因此,依托“国家自然科学基金重点项目(批准号:51538009)”和“创新人才推进计划重点领域创新团队(批准号:2016RA4059)”,作者以外界扰动作用下隧道结构性能变化及其恢复能力为核心研究目标,针对突发堆载导致软土盾构隧道产生横向大变形的常见问题,采用基于性能的可恢复性分析方法,以横向收敛变形作为盾构隧道结构变形性能的关键评价指标,运用实测数据统计分析、理论解析、结构足尺试验和数值模拟等手段,开展了人为和自然等外界扰动下地铁盾构隧道结构与网络的可恢复性研究。

外界扰动下地铁盾构隧道结构与网络可恢复性研究 目录

第1章 绪论 1.1 研究背景与意义 1.2 国内外研究现状 1.2.1 地铁盾构隧道结构性能评价研究 1.2.2 盾构隧道变形整治研究 1.2.3 可恢复性理论研究 1.2.4 地铁隧道网络易损性和可恢复性研究 1.3 研究内容 1.4 创新点 第2章 正常荷载环境下软土盾构隧道结构变形性能演化 2.1 概述 2.2 地铁隧道限界要求 2.3 盾构隧道结构水平收敛变形性能评价指标 2.4 软土盾构隧道变形性能演化及预测模型 2.4.1 隧道变形性能量化方程 2.4.2 工程案例及数据描述 2.4.3 隧道长期变形性能概率预测模型 2.4.4 隧道短期变形性能时间序列预测模型 2.5 本章小结 第3章 突发堆载下隧道横向变形及土体力学性质对变形的影响 3.1 概述 3.2 MatDEM离散元基本原理 3.2.1 离散元单元力学性质 3.2.2 离散元数值模拟方法 3.3 土体一隧道体系离散元基本模型 3.3.1 建立几何模型 3.3.2 设置材料参数 3.3.3 施加上覆荷载 3.4 隧道横向收敛变形随机模拟分析 3.5 土体力学参数敏感性分析 3.5.1 参数敏感性分析方法 3.5.2 数值模拟结果 3.6 隧道横向变形数学分析模型 3.6.1 构建概率密度演化模型 3.6.2 模型求解 3.6.3 模型验证 3.7 本章小结 第4章 突发堆载下盾构隧道纵缝接头变形及其恢复效率 4.1 概述 4.2 试件设计与方案设计 4.2.1 试验加载系统 4.2.2 试件设计 4.2.3 接头内力计算 4.2.4 试验加载方案 4.3 测点布置与数据采集 4.4 试验结果与分析 4.4.1 加载速率对接头变形发展的影响 4.4.2 荷载水平对接头变形及其可恢复性的影响 4.4.3 循环加卸载过程中管片接头力学行为分析 4.5 本章小结 …… 第5章 上海地铁2号线突发堆载下隧道变形特征及其恢复效果 第6章 地铁隧道网络易损性和可恢复性分析 第7章 结论与展望 主要参考文献
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