国家自然科学基金(51178027)
- 作品数：11 被引量：173H指数：7
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- 盾构直接切削大直径群桩的刀具配置研究被引量：20
- 2013年
- 以苏州地铁盾构切削穿越大直径桥梁群桩工程为依托,先从理论上探究切桩刀具的选型、适应性设计和布置方法,然后开展盾构直接切削Φ1200桩基现场试验,分析刀具损伤规律和切桩效果,对刀刃细部设计、刀间距取值、刀具立体布局等进行探讨和优化,并估算连续切削7根桩基的可行性。研究表明:切桩宜采用零后角负前角、双面刃的贝壳刀;贝壳刀以剪切切削与侧向挤碎的方式破除混凝土,以剪切切削的方式切筋,其磨损系数约为1.891mm/km;刀间距和刀身宽度的确定应能满足全覆盖面切削桩身混凝土;钢筋是否受周边混凝土的包裹固定是其能否被有效切断的关键,为此提出超前贝壳刀的立体布局方案以及分次切筋的切削理念;合金刀刃上应避免存在尖锐棱角,切削侧部桩对刀具的损伤要大于切削中部桩。研究成果成功应用于工程实践,并表明盾构连续切削多根大直径桩基是可行的。
- 王飞袁大军董朝文韩冰南好人王梦恕
- 关键词：盾构大直径桩基
- 大连极硬岩地层复合盾构刀具磨损的分析与预测被引量：28
- 2015年
- 刀具磨损是盾构在极硬岩地层中施工遇到的难题之一,因此对刀具磨损的分析与预测对盾构施工意义重大。通过对大连地铁一号线101标段港湾广场站~中山广场站区间隧道盾构刀具进行磨损监测,利用偏最小二乘回归法,对在不同盾构掘进情况下刀具磨损的多组数据进行分析。根据自变量载荷因子情况,分别选取刀具磨损量为因变量,盾构机的贯入度p、推进速度v、刀盘转速n、盾构推力F、盾构扭矩T、土仓压力Ps、刀具半径L等掘进参数为自变量,选用部分自变量和全部自变量组合用于建模,并建立了偏最小二乘回归模型。筛选样本数据和全部样本数据,分别对建立的刀具磨损模型进行验证,并通过已有数据对刀具磨损进行分析与预测。研究结论表明在极硬岩地层中采用偏最小二乘法可以比较合理地选择自变量,同时建立的数学模型也能较好地对不同盾构掘进情况下的刀具磨损进行计算。
- 吴俊袁大军
- 关键词：盾构刀具偏最小二乘法刀具磨损分析预测
- 软弱地层地铁盾构下穿高铁的安全控制技术研究被引量：41
- 2015年
- 依托苏州轨道交通2号线盾构下穿沪宁城际高速铁路工程,采用理论分析和三维数值仿真,系统地阐述分析软弱地层条件下盾构穿越高铁所存在的风险,并研究提出一套包括多方面措施的安全控制体系。研究表明:制定沉降控制标准时必须充分考虑地层工后沉降;仅针对地层注浆加固的传统方案难以满足穿越高铁要求,研究提出了"分区注浆+板桩隔离"的新型保护体系;穿越施工期间应限制列车运行速度,优良的盾构设备、微扰动掘进工艺、充分同步注浆及二次补浆、自动化远程监控等措施,可有效规避或降低穿越高铁施工风险。实际工程安全顺利穿越高铁,验证说明了本文所提出的盾构穿越高铁控制措施的合理性、有效性。
- 陈海丰袁大军王飞王梦恕
- 关键词：盾构隧道板桩结构三维仿真
- 盾构连续切削穿越大直径桥桩施工安全技术被引量：12
- 2013年
- 盾构直接切削穿越桩基技术与传统工法相比具有显著的社会及经济效益。苏州轨道交通2号线采用盾构切桩技术穿越侵入区间隧道的14根直径1.0～1.2m钻孔灌注桩,连续切削多根大直径桩基,施工难度和风险极大。通过国内外调研和理论分析,结合盾构切桩试验进行优化,进一步从盾构机改造方案、掘削施工参数、风险应对措施等方面研究提出相应的安全保障措施,并成功应用于实际工程,实施效果良好,可供今后类似工程借鉴。
- 王占生王全华袁大军
- 关键词：城市轨道交通盾构刀具施工安全
- 盾构切削大直径钢筋混凝土桩基新型刀具研究被引量：26
- 2016年
- 依托苏州地铁盾构连续切削14根Φ1 000~Φ1 200公路桥桩工程,通过理论分析、三维动态仿真和大型切桩现场试验等,对可直接切削大直径钢筋混凝土桩基的新型刀具展开研究。研究结果表明：切桩刀刃宜选用零后角和负前角,研发的新型贝壳刀可适应于连续切削多根大直径桩基,切削钢筋机理为剪切切削,切削混凝土机理为挤压损伤;新型贝壳刀切削钢筋形成V形切槽,刀身最大应力不超过1 500 MPa,合金刀刃最高温度291℃;新型贝壳刀单次切削混凝土范围为刀身所经过的横截面区域,切削效果呈跃进破碎特征,切向力与贯入力的比例关系约为5∶2;无论是切削钢筋或混凝土,硬质合金刀刃的磨损类型均为磨粒磨损,新型贝壳刀的磨损系数约为0.77mm·km-1。
- 袁大军王飞董朝文韩冰王梦恕
- 关键词：隧道工程新型刀具三维仿真桩基
- 卵砾石地层隧道盾构刀具选型研究
- 2013年
- 从国外引进的盾构机刀具配置不能适应我国部分城市砂卵石地层卵石粒径大和石英含量高的特点,刀具磨损及冲击崩裂严重。本文总结我国砂卵石地层中盾构刀具布置的常用形式及其效果,结合南京纬七路过江隧道穿越砂卵石地层中盾构刀具选型与布置,提出盾构刀具布置不仅要遵循几何对称和力学对称原则,而且要遵循等磨损原则,注意不同刀具之间的协同作用;砂卵石地层中,正面刮刀(切削刀)和贝型先行刀组合,再辅以其他刀具;在刀具配置中,要慎重考虑贝型先行刀的布置间距和贝型先行刀与刮刀高差的取值。
- 张士龙
- 关键词：卵砾石地层
- 盾构直接切削大直径桩基的掘削参数研究被引量：26
- 2016年
- 以苏州地铁盾构切削14根大直径桥梁群桩工程为依托,通过理论分析和开展盾构切削Φ1200钢筋混凝土桩基现场试验,系统研究掘削参数的变化特征和影响因素,并提出相应的掘削参数设置与控制方案。研究表明:刀盘切桩乃非全断面切削,实际切桩刀数呈现显著的波动性,是推力、扭矩变化特征的主控因素;推力、扭矩平均值与桩身宽度成线性正比相关,与桩基偏移距离总体呈反比减小趋势;由于切桩时推速、推力、扭矩均波动较大,盾构应增配小流量低速推进泵;作用于桩身的纯切桩推力、纯切桩扭矩仍近似与刀盘切深成线性正比关系。实践表明:在合理掘削参数下,盾构连续切削多根钢筋混凝土桩基是可行的。
- 陈海丰袁大军王飞王梦恕
- 关键词：盾构隧道桩基
- 泥水盾构掘进过程中的泥水劈裂现象现场试验研究（英文）被引量：4
- 2014年
- 研究目的:本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象,给出一种地层劈裂抗力的测定方法,从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考,防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。创新要点:1.给出了地层劈裂抗力的测定方法,并通过现场试验和理论分析得出该方法是可靠的;2.建立了考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型,该模型对现场试验结果有较好的预测;3.结合地层劈裂抗力和泥水劈裂伸展特性给出了盾构掘进过程中泥水压力的设定上限。研究方法:基于现场泥水劈裂试验,通过试验结果分析和理论分析,建立了劈裂压力和劈裂伸展压力的计算模型。通过泥水和地层参数对计算模型的影响分析,给出泥水盾构掘进过程中泥水配比和压力设定选择建议。重要结论:1.本文描述的现场泥水劈裂仪可以用于地层劈裂抗力的测定;2.使用总应力法的劈裂模型能够很好的预测地层的初始劈裂压力;3.考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型对现场试验结果有较好的预测;4.在劈裂伸展的过程中,具有更大比重和粘性的泥水有利于阻止劈裂的进一步伸展,但是对初始劈裂压力的影响不大。5.在实际盾构掘进过程中,泥水劈裂发生后很难阻止其伸展。因此,防止泥水喷发的关键措施在于设定泥水压力上限防止泥水劈裂。
- Xue-yan LIUDa-jun YUAN
- 静压桩沉桩过程中地下排污管的动态响应数值分析被引量：7
- 2015年
- 根据温州市灵昆三期标准堤某市政地下排污管保护工程,采用ABAQUS有限元软件建立了静压桩沉桩过程中排污管动力响应数值计算模型,分析了单桩及群桩沉桩过程中排污管的位移变化,计算结果表明:静压桩单桩沉桩过程中引起地下排污管位移存在临界沉桩深度,对水平位移影响的临界沉桩深度为0.5~2.25倍排污管埋深;对竖向位移影响的临界深度为1.0~3.0倍排污管埋深。在临界沉桩深度范围内,排污管位移快速增大,沉桩深度大于临界深度时,静压桩沉桩对地下排污管的影响较小。沿排污管两侧布置群桩,群桩的施工顺序对地下排污管位移影响较大,群桩沿"Z"字型施工引起的排污管位移最小。
- 解廷伟左殿军王绪锋陈文亮
- 关键词：静压桩动力响应
- 盾构直接切削大直径钢筋混凝土桩基试验研究被引量：50
- 2013年
- 基于苏州地铁盾构切削穿越14根大直径桥桩工程需要,开展盾构直接切削两根直径?1 200 mm桩基的现场试验,分析切桩效果及机制、掘削参数特征、刀具损伤规律等,并探讨研究盾构直接切削大直径桩基的可行性及关键技术。试验表明:贝壳刀可适用于直接切削桩基,以剪切切削与侧向挤碎的方式破除混凝土,切筋机制为剪切切削;钢筋受周边混凝土的包裹固定情况是其能否被有效切断的关键因素;作用于桩身的推力值、扭矩值与切深近似成线性关系;切桩时推速的波动幅度较大,易造成刀具合金崩裂;切削侧部桩相比中部桩对刀具的损伤更大。根据试验结果,提出超前贝壳刀的配置方案以及分次切筋的切削理念,建议推速设定值不超过2 mm/min,刀盘转速宜用中档。试验成果成功应用于苏州切桩工程,试验与实践共同表明盾构直接切削大直径桩基是可行的。
- 王飞袁大军董朝文韩冰南好人王梦恕
- 关键词：隧道工程盾构隧道桩基
