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盾构管片横向大变形TRC控制方法及作用机制研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U457[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学力学与建筑工程学院,北京100088, [2]同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092, [3]同济大学地下建筑与工程系,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51508584,51622404);中央高校基本科研业务费(2017QL02)
中文摘要:

为有效控制盾构管片的横向变形,分析盾构隧道的加固特点和常用内表面加固方法存在的不足,提出纤维编织网增强混凝土(textile-reinforced concrete,TRC)控制方法。建立TRC加固层及界面模拟方法,并利用试验结果验证该方法的合理性,进一步采用数值手段研究隧道横向变形和顶拱接头张开量在不同地层刚度系数、加固时机、纤维编织网用量和加固层布置范围下的响应规律。在此基础上,结合管片的变形和内力规律,揭示TRC控制管片横向变形的作用机制。研究表明:TRC能有效控制隧道横向变形和项拱接头张开量,地层刚度系数越小,控制效果越优异;加固前隧道已有变形会造成纤维编织网产生损失应变,已有变形越小,损失应变越小,控制效果越好;纤维编织网用量提高,控制效果增强,但纤维编织网利用率降低,因此增强趋势减弱;TRC加固层合理布置范围建议在项拱反弯点问的受拉部位,在该范围内,加固层越长,控制效果越好。研究结果丰富了管片内表面加固方法,深化了内表面加固机制的认识,可为工程实践提供理论指导和技术支持。

英文摘要:

The strengthening characteristics and the shortcoming of the strengthening methods commonly used at the inner interface of the shield tunnel were analyzed and the textile reinforced concrete(TRC) was proposed to control the transverse deformation. The method of simulating the strengthened layer and interface was presented and validated by experiment. The responses of lateral deformation and joint opening at the top arch were analyzed with numerical analysis in terms of the stiffness coefficient of the formation, the timing of the strengthening construction, the amount of the textile and the arrangement of the reinforcement layer. The mechanism of TRC in controlling the transverse deformation of shield tunnel was revealed based on the analysis of deformation and internal force of the segment. The results of the research indicate that TRC can effectively restrict the horizontal convergence and joint opening. The reinforcement effect is better if the stiffness of ground layers are lower. The increasing in textile layers enhanced the control effect, however, the efficiency of fiber utilization was decreased. The reasonable layout of the strengthening layer was proposed to be set in the tension section of the arch between the inflection points. The longer the strengthening layer, the better the controlling effect.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823