一、地铁衬砌混凝土管片防温裂试验研究及有限元分析（论文文献综述）
崔欢[1]（2021）在《盾构管片受力特性的有限元分析》文中研究指明21世纪以来,随着城市化发展的加快和交通运输方式的多样化,道路建设的需求量也逐步提高。地下对于人们来说是个宝藏,充满着无穷的魅力,因此,人类逐渐开发并利用地下空间。盾构隧道则是地下空间利用率很高的结构形式,特别在城市地下的轨道交通建设过程起重要作用。盾构管片是整个地铁隧道的骨架,管片结构的安全性对整个地铁工程有着至关重要的影响,故兼顾安全与经济且满足合理性要求的管片设计十分重要。本文的创新性主要体现在其他学者大多仅对管片内力进行研究,而本文不仅对内力展开研究还对应力进行分析,探究盾构管片的受力特性,主要内容如下:（1）阐述了盾构法及管片衬砌,应用有限元理论和常用的盾构管片计算模型及荷载计算方法,建立了隧道管片衬砌结构与周围土体之间相互作用的有限元分析模型。（2）分析影响盾构管片受力特性的因素。并重点研究了盾构隧道管片结构在侧向土压力系数、混凝土强度等级和管片直径三个影响因素下的静力分析。结果表明:管片随着侧压力系数的提高,弯矩最大值、轴力最大值、剪力最大值、von Mises应力最大值、第一主应力最大值以及管片结构的最大位移都随之减小,呈现明显的下降趋势。侧压力系数每增加0.1,盾构管片的最大弯矩值减少约144k N·m,最大轴力值减少约50k N,最大剪力值减小约62k N;von Mises应力的最大值减小约3.1MPa,第一主应力的最大值减少约3.8MPa,管片最大位移减少约0.325cm。（3）随着混凝土强度等级的提高,管片的最大弯矩、最大剪力以及von Mises应力最大值都随之缓缓增大,最大位移减少,最大轴力值几乎无改变。随着管片直径的增加,管片的弯矩最大值、剪力最大值和第一主应力最大值逐渐减小,轴力最大值与最大位移渐渐增大;管片直径的改变对von Mises应力最大值和第一主应力最大值影响较小,随着管片直径的增加应力下降的很缓慢。（4）阐述了模态分析的基本方法,选用分块法计算得出管片结构前六阶模态的振型。采用时程分析法,分析盾构隧道管片结构的地震动力响应规律。结果表明:竖向地震作用下管片的最大应力与最大位移均大于横向地震,且竖向地震波作用下管片结构的最大应力值与横波相比大约高23.5%,最大位移值与横波相比大约高18.6%。盾构管片腰部的最大应力与拱顶最大位移受地震荷载影响较大,即管片腰部与拱顶为受力最不利位置。
曾露[2]（2020）在《复合地层下盾构推进系统几何级数布局优化设计研究》文中进行了进一步梳理盾构在复合地层条件下进行掘进时,由于地层不均一、岩土强度差异较大,在这种工况条件下,传统的均匀推进系统、分区推进系统极易在外部载荷的耦合作用下产生偏载。而过大的偏载易造成后方管片受力不均匀,导致管片移位或压溃,最终影响隧道施工质量。因此,对推进系统布局进行优化设计就显得愈发重要。本文重点从盾构推进系统力学模型的构建、力传递性能分析等方面进行了深入研究。基于这些理论基础,提出了几何级数非均匀优化布局模型,最终通过有限元对比分析来验证几何级数布局模型的抗偏载性能。构建了盾构推进系统力学模型。对盾构在复合地层掘进时所受的外部载荷进行了具体分析,并阐述了推进系统偏载的形成机理及影响因素。基于上述研究建立了盾构推进系统的动力学平衡方程。对盾构不同推进系统的力传递性能进行了研究。基于所建立的力学模型,以管片提供的顶推力一致性为原则,构建推力优化函数,从而进一步得到拉格朗日函数。对所建立的拉格朗日函数进行偏导求解,构建出均匀推进系统、六分区推进系统、以及非均匀推进系统的空间推力椭圆模型。以构建出的椭圆离心率作为推进系统力传递性能的评价指标,分别对这三种布局形式下的盾构推进系统力传递特性进行了详细的分析。在分析盾构推进系统力传递特性的基础上,提出一种非均匀布局优化设计方法。基于第三章所建立的推力空间椭圆模型,以椭圆离心率为零为原则,建立相邻两液压缸相位角差成等比的几何级数布局模型。把所建立的几何级数布局优化设计方法应用到德国杜塞尔多夫隧道的施工案例中,并将优化后的推进系统力传递性能与六分区推进系统进行比较,分别得出两种布局对复合地层的地层适应性。最后通过ABAQUS有限元软件对管片受力进行对比仿真分析,验证几何级数非均匀布局设计方法的抗偏载特性。依托工程实测推力数据,通过对均匀推进系统、六分区推进系统、以及几何级数布局方法优化后的推进系统的后方管片进行有限元受力分析,得出管片在这三种布局系统下的变形量及应力大小,从而验证非均匀布局设计方法抗偏载性能的有效性。
唐冬云[3]（2020）在《混凝土管片开裂对使用性能影响及抑制措施研究》文中指出随着城镇化进程加速和城市规模成倍扩大,城市交通需求与基础设施落后之间的矛盾日益突出,地铁因其快速、高效、节能、准时等优势,无疑是改善城市交通的最佳利器,为促使地铁和城市可持续发展,就需要地铁工程的性能安全稳定、质量可靠,其中为地铁工程质量安全提供保障的重要结构——混凝土管片,不仅承受各种车辆和水土压力等,同时还起到抵御有害物质的侵蚀,管片一旦出现裂缝将影响到管片的使用功能和服役期限,严重时会造成地铁事故,因此必须对混凝土管片裂缝进行控制,本文基于既有地铁工程现场的管片裂缝状态,展开原因分析和使用性能影响研究,在理论研究成果以及工程实例试验基础上,提出有针对性的抑制措施,主要研究内容如下:（1）结合地铁管片项目实地调研,通过试验和观察以及监测等手段,并从受荷载和混凝土材料组分两方面全面分析裂缝产生的机理,总结管片生产制作、施工拼装及后期运营等三个阶段裂缝产生的原因,分析裂缝存在危害到管片的受力、抗渗、耐久性等使用性能,进而提出裂缝控制的必要性和抑制措施的针对性。（2）针对混凝土组分引起的裂缝,通常向混凝土拌合物中添加膨胀剂以抑制开裂,但现有的检测方法并未科学掌握氧化钙型膨胀剂的反应历程,为此提出一种可行的检测方法——硝酸锶催化—乙二醇—乙醇—苯甲酸溶液滴定法与TG-DSC热分析法相结合的方法,对混凝土外加剂氧化钙型膨胀剂进行定量分析,以合理使用氧化钙类膨胀剂,进而控制混凝土裂缝。（3）鉴于管片生产制作过程中裂缝出现的原因,从混凝土管片材料组分着手抑制措施研究,由此开展混凝土内养护研究,采用硅烷偶联剂溶液改性轻集料,研究了其作为内养护介质的管片混凝土性能。通过合理控制硅烷偶联剂溶液浓度来提高内养护混凝土的力学性能及内养护减缩效率,同时实现调控混凝土内部的湿度并以此降低收缩驱动力,并且能够使混凝土结构的自身抗力得到有效提高,进而有助于提升混凝土的抗裂性。（4）在混凝土管片生产制作时,通常水灰比和坍落度较低,以便满足强度要求,但由此影响高强度混凝土的流变性,采取了掺入新型化学外加剂的措施对混凝土拌合物进行流变性能改善。通过天然淀粉生物发酵的方法制备得到的新型流变改性剂——高分子量生物胶,以极低掺量掺入新拌水泥混凝土中,即可有效提升拌合物粘聚性与稳健性,并使其具备显着的剪切变稀性与触变性,从而增加抗裂性能,抑制表面干缩裂缝。（5）在混凝土拌合物中添加外加剂,其抑制裂缝的研究对象均是在试件和试块,为研究外加剂对在混凝土管片性能影响,有必要进行实际工程试验段应用研究,通过100环管片的对比试验,对经过改善后的试验组和未添加外加剂改善的对照组进行混凝土管片的抗渗、抗拔、抗弯性能试验,经试验结果表明,试验组相比对照组在性能上更优,同时具备应用上的可行性。（6）就混凝土管片在施工拼装和后期运营阶段出现的裂缝提出抑制措施,对混凝土管片计算模型、受力以及拼装形式进行理论分析,运用反演分析,以内收敛位移值为变量,通过有限元计算,得出内收敛位移值与裂缝宽度函数,提出以内收敛位移量测值作为裂缝控制的新指标,更直观控制裂缝,同时经监测数据验证其有效性。通过以上理论分析和试验研究,为混凝土管片制造和拼装以及运营过程中的裂缝控制提供了一定的理论依据和可行的措施。与此同时,抑制裂缝的研究应用于实际工程的隧道已顺利运行并投入运营,对后期类似工程具有一定的指导意义,研究内容具有重要的现实意义和应用价值。
刘光宇[4]（2020）在《型材环向加固浅埋暗挖隧道的力学特性与设计方法研究》文中研究表明北京地铁复合式衬砌隧道的衬砌裂损问题日益突出,对衬砌结构安全运营带来了不小的隐患。而北京地铁日常维修天窗时间不到4个小时,如何在地铁正常运营的前提下进行高效、快速地加固,是亟待解决的问题。本论文提出一种高强质轻、耐腐蚀的复合型材加固暗挖隧道衬砌结构。通过扫描技术获得的监测数据结合理论分析判断二衬现阶段的外荷载形式;基于弹性壳体理论分析,研究了复合型材加固暗挖隧道的力学特性,获得马蹄形断面的近似解析解,为复合型材加固暗挖隧道的设计提供依据;通过隧道各病害指标定量分析结构损伤级别,提出相应的加固对策,避免加固对策方案与病害不匹配造成的资源浪费或效果不良等问题,为加固结构的优化设计提供科学依据。本文主要工作及成果如下:（1）基于结构力学方法结合既有隧道衬砌的收敛变形监测数据对衬砌现在所受的外荷载进行反分析,推导出外荷载分布函数。再通过数值模拟的方法对模型加载外荷载函数模拟变形情况,并将数值模拟结果与监测结果对比分析,数值模拟结果与监测数据对比临近控制点区域相对误差较小,基本均小于20%,验证反分析方法准确性。（2）建立二维复合型材加固暗挖隧道结构力学模型,基于结构力学与弹性理论对复合型材加固暗挖隧道结构及其加固钢拱架、原复合衬砌进行力学分析,建立微分平衡方程和力矩平衡方程,建立内力计算公式。在二维力学模型基础上推广到三维复合型材加固暗挖隧道结构力学模型,基于弹性壳体理论对其进行力学分析,通过里茨—伽辽金法得到三维复合型材加固暗挖隧道结构位移近似解析解。通过理论方法分析了钢拱设置间距与钢拱设置刚度对加固效果的影响。加固钢拱架的设置间距、距离钢拱设置中心线距离是影响加固效果的关键因素,钢拱架设置间距越小,拱顶收敛剩余百分比越小,加固效果越好;距离钢拱设置中心线距离越小,拱顶收敛剩余百分比越小,加固效果越好,而且在距离钢拱设置中心线大于b/4后钢拱加固效果迅速下降,故在设计时应将钢拱中心线与需加固部位距离设置为小于b/4;钢拱设置刚度越大,拱顶收敛剩余百分比越小,加固效果越好。（3）使用GTS岩土专用分析软件和FEA非线性分析软件开展数值模拟研究,首先针对复合型材加固暗挖隧道的不同钢拱设置间距方案进行有限分析模拟,分析,不同加固钢拱刚度及不同设置间距的复合型材加固暗挖隧道进行数值模拟,分析各工况下的加固效果以及整体的加固情况,以复八线工程实例为背景与第三章理论分析结果进行对比验证。拱腰处数值模拟与理论结果对比最大相对误差小于16%,拱顶处最大相对误差小于10%,验证了理论分析结果的精确性。（4）釆用层次分析法（AHP）和模糊综合评价理论结合隧道运营期监测结果,来将各种损伤评估指标定性描述、定量化表达,通过数值模拟的方法来定量的确定指标权重,从而对长期运营条件下隧道的剩余衬砌刚度进行定量评估其损伤等级。并提出与损伤等级相对应地加固方案,并使用该评估体系对复八线案例进行评估,评定级别为四级损伤,基于第三章理论计算结果为复八线制定了装配式复合型材钢拱架加固方案。
周继阳[5]（2020）在《碳纤维混凝土力学性能及在盾构管片中的应用研究》文中研究指明随着我国经济的飞速发展,越来越多的城市为了交通便利,将更多的资金投入到地铁工程的建设中。如今地铁工程中盾构管片的主要材料是以普通钢筋混凝土为主,但是由于普通混凝土属于脆性材料,抗拉性能比较弱,在运输和生产的过程容易发生缺角、开裂、破损等现象,不仅会降低施工的效率,而且还会对整个隧道的使用寿命造成不利的影响。鉴于普通混凝土管片的不足,提出采用碳纤维混凝土来替代普通混凝土材料,可以很好的改善普通混凝土管片的缺陷,碳纤维具有阻裂、增韧、耐久性等方面的优势,可以为提高地铁隧道的安全性提供有效的帮助。本文开展了碳纤维混凝土的性能试验研究,对混凝土做了立方体抗压、轴心抗压、抗折、劈裂抗拉、单轴循环试验,旨在研究加入碳纤维对于混凝土力学性能的提升。并与地铁管片进行结合,用软件ANSYS进行数值模拟管片模型,模拟结果说明碳纤维混凝土对改善普通混凝土管片的缺陷具有良好的效果,最后验证了碳纤维管片在实际应用中的可行性,本论文完成的主要工作为:（1）试验制备5mm,10mm,20mm长度和掺量为0.08%,0.16%,0.24%,0.32%的碳纤维混凝土试块,对其进行抗压,抗拉,抗折,轴压试验。研究其破坏形态的差异和对混凝土性能的改善效果,寻找最优性能的纤维掺量和长度;根据试验数据绘制出混凝土应力应变曲线,研究曲线变化的特点并分析不同掺量和长度对曲线特征点的影响,在轴压曲线中对混凝土压缩韧性也进行了研究,结果表明纤维可以提高混凝土峰值应力,极限应变,还可以有效改善其韧性。参考以往的本构关系研究寻找其最吻合的本构关系模型,为数值模拟中本构模型的选取提供帮助,计算出曲线参数并对其物理意义进行了说明,同时也拟合纤维掺量和曲线参数的关系式,提出了该本构模型的限制条件。（2）对混凝土进行单轴压缩循环试验,对其应力应变曲线分析研究其力学行为。研究表明掺有碳纤维的混凝土试件不仅呈现出了比较明显的延性破坏特征,而且还可以使混凝土的循环受压力学行为得到显着的提高,主要表现为提高峰值应力,峰后延性和滞回耗能能力,也减小了刚度退化程度和塑性应变累积等。（3）根据前面对碳纤维混凝土的力学性能试验,得到碳纤维的最佳掺量和长度,并用最佳掺量和长度配制C50混凝土试块,发现碳纤维在高强度等级的混凝土中效果比较好,在此基础得到的材料参数对管片进行数值模拟研究,对管片内力研究分析得出最大组合内力,取该内力组合对管片进行配筋优化。研究发现碳纤维混凝土管片可以通过适当节约钢筋量,减少钢筋的数量和直径的方式进行配筋优化,同时也符合经济性的要求。最后对碳纤维管片进行抗弯性分析验证了碳纤维管片的安全性和合理性,碳纤维加入到管片中可以提高管片的抗裂和抗变形等能力。
于鑫[6]（2020）在《考虑围岩参数不确定性的隧道衬砌设计方法研究》文中提出围岩参数的不确定性对隧道工程中支护结构的设计提出了严峻的挑战。这种不确定性源于地质材料在其复杂的形成及不断演变的历史过程中所产生的天然变异性（随机不确定性）,以及由于缺乏现场特定信息和测试、设计阶段所引入的误差而导致的基于认知上的不确定性（认识不确定性）。虽然认识不确定性可以通过使用保守的设计参数进行主观处理,但是由于缺乏对可变围岩响应的深入理解,上述做法可能会导致对项目成本和施工进度产生负面影响的过于保守的支护设计。基于可靠度的设计方法提供了一种考虑围岩参数不确定性的途径,其重点是量化处理围岩参数的不确定性,并将其直接反应到整个设计过程。基于可靠度的设计方法可以根据规定的极限状态计算支护结构的失效概率,从而提供一种对支护结构的性能表现进行度量的手段。此外,当考虑多个设计方案时,可靠度方法可与定量风险分析相结合,以安全性和最小成本为基础确定最优支护设计,而不是传统的主观保守设计。尽管基于可靠度的设计方法具有显着的优点,但是由于一些技术和概念上的挑战,其在岩土工程,尤其隧道工程中的应用一直相对较少,尚需深入研究。本文旨在考虑隧道围岩参数的不确定性,并尝试将基于可靠度的设计方法引入到隧道衬砌的设计实践中。同时,为隧道衬砌设计提供一种基于随机场的风险定量分析方法。本研究具体可分为以下5个部分:（1）隧道工程中的不确定性分类及处理方法针对隧道工程中的不确定性来源进行分类,并通过概率论和数理统计相关方法对不确定性进行量化处理。理解并减少和控制岩石试验、土工试验中的不确定性。（2）基于可靠度的设计方法分类及简述首先,从可接受的风险概念出发,探究岩土工程中可接受的风险等级。然后,根据对不确定性变量（如围岩属性参数）处理方式的不同,将基于可靠度的设计方法进行分类。最后,按照对极限状态函数求解方法和（或）计算精度的不同,对不同等级下的失效概率计算方法进行划分。（3）考虑围岩参数内在随机性的隧道衬砌设计研究首先,利用二级可靠度设计方法,考虑围岩参数的均值、协方差以及概率分布类型。然后,采用收敛-约束模型探究围岩参数的内在随机性对隧道及其支护结构稳定性可靠度的影响。最后,将支护结构的失效概率与支护设计（如喷射混凝土厚度的设计）联系起来,从而形成考虑围岩参数内在随机性并基于可靠度的隧道衬砌设计。（4）考虑围岩参数空间变异性的盾构隧道管片设计研究首先,利用三级可靠度设计下的随机场理论建立围岩参数的二维随机场模型。然后,将围岩参数随机场映射到隧道二维有限差分模型上,并在蒙特卡罗模拟框架下进行有限差分模拟,从而得到一组关于隧道管片结构的响应变量。最后,对计算所得的响应变量进行概率分析,并对管片结构进行基于可靠度的设计。（5）考虑条件随机场的盾构隧道管片设计研究首先,充分利用已有的地质勘探资料（如钻孔资料,岩石试验和土工试验数据等）,获取围岩属性并建立围岩属性条件随机场。然后,将围岩属性条件随机场映射到隧道二维有限差分模型上,并进行有限差分模拟,探究围岩属性特征参数（如变异系数、相关长度和互相关系数等）对隧道管片结构失效概率的影响。最后,对隧道管片结构进行基于支护强度和支护厚度的可靠度设计。研究结果表明,围岩参数的不确定性对隧道及其衬砌结构的稳定性具有重要影响。总的来说,围岩参数的不确定性程度越高,隧道及其衬砌结构的可靠度就越低,基于可靠度的衬砌结构设计就越复杂。此外,本研究提供了一种基于围岩参数随机场的隧道衬砌风险定量分析方法,并以此来评估隧道衬砌的性能表现以及对隧道衬砌进行基于可靠度的优化设计。同时,将传统的安全系数与衬砌结构的目标可靠度（或目标失效概率）联系起来,从而对隧道衬砌的失效风险形成更加直观且客观的认识。
尹祝融[7]（2019）在《多向负载耦合作用下盾构推进系统对称非均匀布局设计方法研究》文中提出盾构作为一种能使隧道一次成型的现代大型工程设备,在修建地铁隧道缓解城市地面交通压力上具有极其重要的作用。但是现阶段我国盾构推进系统设计理论不够完善,盾构因为掘进过程中推力不均匀导致管片被破坏,从而影响隧道的整体质量,缩短隧道的使用周期,因此推进系统设计理论研究是当前盾构研究领域的重点。本文主要对盾构推进系统对称非均匀布局设计方法展开研究,现有盾构的推进系统,由十几到几十根液压缸等间距均匀布局而成,由于推进系统都是均匀布局形式,不能够解决目前由于推力不均匀导致管片破坏的问题。因此本文提出一种对称非均匀布局推进系统设计方法,分别对基于等差对称非均匀布局系统在复合地层的适应性、非均匀推进系统的实现方法以及对称非均匀布局系统下管片的受力情况三个方面进行了详细的研究,具体研究内容如下:首先对盾构推进系统在掘进过程中的受力情况进行了详细的分析,分析表明,在外界掘进阻力、水平阻力矩以及纵向阻力矩耦合作用下,推进系统中的液压缸就会产生非均匀的顶推力克服外界阻力,从而引起推进系统的偏载现象。其次根据地质参数条件和盾构本体参数,提出复合地层条件下一种推进系统等差对称非均匀布局方案。基于所构建的推进系统力学模型,提出了一种对称求解模型,得到液压缸的布局参数,并通过ADAMS仿真分析表明采用该布局设计的推进系统具有较好的力传递特性,能够有效将外部载荷均匀传递到隧道管片。然后以减小推进系统偏载为目标,设计一种平面四杆机构调节推进系统液压缸在圆周上的位置,以改变液压缸的相位角。考虑到工作空间、盾构主机空间的有限性和管片的极限强度,对调节机构的综合尺寸进行了设计。在给定地层条件下,采用CV值偏载评价指标和虚拟样机验证了具有可调布局机构的推进系统的力传递性能,结果表明调整后的非均匀推力系统比均匀推力系统具有更好的力传递性能。最后通过有限元仿真实验,验证非均匀推进系统在复合地层下具有良好的抗偏载特性以达到保护管片。主要是采用Solidworks Simulation对隧道管片进行受力分析,分别考虑均匀系统和对称非均匀系统顶推力影响下,建立管片有限元模型,通过仿真分析得到管片变形云图以及应力云图,发现在对称非均匀布局设计推进系统推力作用下,管片的变形最小,受力也最均匀,因此非均匀推进系统能够起到保护管片的作用。
薛松[8]（2019）在《地铁区间结构与道床脱空机理及防治对策研究》文中进行了进一步梳理随着城市经济社会快速发展,城市规模不断扩大,人口流通量急剧增加,交通拥堵的压力也越来越大,地铁作为现代重要的交通工具,在建城市数量及里程规模正不断高速增长。截至2018年底,全国有63个城市获批轨道建设,运营里程超过5700公里,在建线路总长6374公里。在这些地铁运营期间,作为地铁土建结构重要组成部分的地铁隧道道床出现了各种各样的病害,对地铁安全运营造成威胁。近些年已有愈来愈多从业人员开始关注地铁道床病害问题,但目前相关针对性的检测还处于探索阶段。本次以课题地铁为契机研究运营地铁隧道病害,尤其是道床脱空的机理及防治对策。本次研究首先调查了课题地铁道床结构的病害现状。发现在多方因素影响下,道床出现开裂、裂缝、渗漏、翻浆、冒泥等常见病害,甚至出现道床隆起,造成列车停运,产生一定的社会不良影响。根据现场踏勘结果来看,明挖法区间道床病害主要为道床与边墙开裂剥离、道床表面裂缝,中心水沟内淤积了大量杂质,水沟局部有破损现象;矿山法区间道床病害主要为道床与二衬开裂剥离、道床与水沟开裂以及由于开裂而出现的渗水、翻浆冒泥;盾构法区间道床病害主要为道床与管片开裂剥离、道床与水沟开裂以及道床表面裂缝。总体来看,地铁区间道床表面主要病害可分为四类:道床与边墙/二衬/管片开裂剥离、道床与水沟开裂、道床表面裂缝以及其他病害（包括道床伸缩缝渗水、道床破损、水沟破损）。在对课题地铁道床主要病害有了一定程度了解后,研究了多种检测方法在道床病害检测中的可行性及效果。最终综合考虑后决定首先运用经验法对地铁道床进行调查,对发现的表面病害进行记录;接着使用地质雷达法对道床内部及下部结构进行检测,包括空洞、脱空以及混凝土不密实等内部缺陷,确定病害大小及位置;最后采用钻孔取芯结合摄像的方法进行抽检,确定道床脱空情况。本次重点针对地质雷达在地铁道床检测中的应用进行了研究,通过设置道床钢筋混凝土模型,分析了参数确定方法,总结了道床内部病害对应的雷达频谱图像,并进行了现场验证。在确定了检测方法后,紧接着分析了地铁道床脱空病害产生机理,经过查阅设计、地勘等资料,并进行有限元模拟后得出以下结论。从水文地质、设计施工、运营和养护维修、列车振动等角度出发分析地铁道床脱空原因主要有:（1）水文条件上看由于地下水的水流携带作用;地质条件上看由于该地区下卧软土层分布不均匀、差异沉降明显,而引起隧道结构的沉降与变形,进而导致道床出现各种病害;（2）从设计上看,存在软弱围岩而基础加固不到位以及中心水沟这个道床薄弱环节的存在;从施工上看,可能存在道床浇筑质量问题;（3）地铁运营中,道床尤其水沟的养护重视度可能不够;（4）列车振动的存在加速了水流在道床底的流动。地铁道床脱空发展过程可分为脱空病灶阶段、脱空形成阶段、脱空发展阶段和脱空急剧破坏阶段这四个阶段。在ABAQUS平台上建立明挖法、矿山法和盾构法区间典型道床模型,人为设置空洞与脱空两种病害,发现存在病害情况时的结构薄弱部位,得到各区间临界值。为了总结与提出科学合理的道床病害防治措施,提高道床的使用寿命和的服务水平,就需要在了解了道床具体状况之后对道床病害进行评价。本次研究基于层次分析法提出地铁道床病害综合评价方法,将病害按严重程度分为严重（A）、一般（B）、轻微（C）三个等级,确定了各病害分级依据、各病害指标值以及严重程度加权系数。最后提出了预防为主、综合整治的原则。在设计上,应对软弱基础进行加固,并尽量采用两侧水沟排水形式,在软土地区应考虑预留道床注浆孔;在施工中,应保证施工质量,做到道床与下部结构间粘结良好,无空洞;在运营过程中,应重视地铁道床的例行检查以及沉降、断面尺寸监测。在发现病害后针对病害评估情况进行对应的翻修、加固或更针对性的治理。
任青山[9]（2019）在《土压平衡盾构在砂层中大坡度下穿建筑物施工技术研究》文中研究指明当前,随着城市规模的不断扩大,城市人口数量持续增加,由于城市地面空间有限,城市交通问题日益突出,为有效缓解地面交通压力,地铁建设已成为必然趋势。由于城市建筑物的集中,在地铁工程中,盾构法隧道施工难免会下穿建筑物,易对建筑物造成一定的影响,如何预测和控制因盾构施工开挖造成的地表和建筑物沉降,是盾构施工所面临的一个重难点。为了保证地铁施工、地面及建筑物的安全,国内外一些学者做了大量的研究分析,并取得了一些重大成果。本文以国内第一条跨城际地铁线路广佛线中南洲沥滘区间盾构工程为背景,简要介绍了盾构施工原理及施工工序,通过理论研究、现场监测,对盾构隧道施工引起的地表及建筑物沉降规律进行分析研究,并提出了相应的施工技术措施,为盾构在砂层中大坡度下穿建筑物施工提供一定的参考价值。主要内容如下:（1）运用有限元软件模拟盾构在砂层中下穿建筑物,计算了建筑物的沉降量,利于对盾构下穿时可能引发的沉降问题作出预控,可为类似地层施工提供数值模拟方面的参考意见。（2）盾构在砂层中大坡度下穿建筑物时,易造成建筑物的损坏,通过连续的盾构掘进、土仓压力的控制、掘进速度的设定、渣土改良、限定出土量、防止地下水位下降、调整盾构姿态、及时同步注浆及做好盾尾密封等控制沉降措施,可有效解决上述问题。（3）盾构在砂层中下穿建筑物时,得出了盾构隧道开挖引起的横向及纵向沉降的影响范围,沉降最大值发生在盾尾经过房屋以后,当盾构距建筑物二倍隧道直径处时,地层的纵向沉降开始明显增加,盾构通过时,沉降增幅较为显着,在离开房屋二倍隧道直径距离后沉降逐步减小并趋于稳定。（4）结合广佛地铁南沥区间盾构下穿建筑物,总结了盾构在砂层中掘进的主要施工参数及监测数据,为盾构在砂层中大坡度下穿建筑物时提供了盾构施工参数参考。
朱旻[10]（2019）在《已建盾构隧道注浆纠偏机理及工程应用研究》文中研究说明近年来临近已建盾构隧道的施工日渐增多,对隧道结构的影响不容忽视。运营期盾构隧道受周边施工影响发生过大的位移和变形时,会引起环纵缝张开、衬砌开裂、道床脱开、渗水等一系列结构病害。采用袖阀管注浆方式和水泥-水玻璃浆液的“微扰动双液注浆法”,是纠正已建盾构隧道位移的一种有效方法。本文针对已建盾构隧道注浆纠偏的关键问题,开展了系统的研究工作,主要研究成果如下:（1）基于弥散裂缝模型和流体体积法,通过自主编写的有限元计算程序研究了水泥浆在全风化花岗岩中的劈裂扩散机理。结果表明,劈裂浆脉的形态为“直线型”、“T型”和“三叉型”。随着水泥浆液粘度和注浆流量的增大,劈裂浆脉宽度和注浆终压逐渐增大。土样深度和边界渗透性对劈裂浆脉的形态和注浆终压也有重要影响。（2）在前一章的基础上,基于宾汉流体本构方程编写有限元程序,研究了水泥-水玻璃双液浆在全风化花岗岩中的劈裂扩散机理。结果表明,双液浆在全风化花岗岩中的劈裂形态为“直线型”、“三叉型”和“分散型”。浆液水灰比较大时,双液浆的劈裂形态为“分散型”,浆液的流向由主浆脉过渡到次浆脉,并在次浆脉中产生分叉。水灰比、注浆流量和土层深度对双液浆劈裂过程有重要影响。（3）通过自主设计的试验装置,开展了已建盾构隧道注浆纠偏的模型试验研究。结合有限元分析,研究了不同注浆工况下隧道结构的受力变形规律。结果表明,在隧道的侧下方注浆可以使已建隧道产生水平和竖向位移,隧道横断面水平直径减小,竖向直径增大。当注浆压力和注浆高度增大,以及土体模量减小时,隧道的水平和竖向位移增大,断面变形程度增加。（4）以深圳地铁某纠偏工程为背景,开展了实测分析工作。采用不同的隧道变形指标,研究了注浆过程中隧道工作性能的变化。研究结果表明,“微扰动双液注浆法”能有效纠正隧道已发生的位移,注浆引起的隧道变形由平动和形变共同构成。注浆后,隧道的水平位移、沉降、断面水平收敛和椭圆度均减小,隧道的工作状态得到改善并维持稳定。（5）提出了考虑注浆施工顺序的盾构隧道注浆纠偏有限元分析方法。将整个注浆过程划分为若干阶段,通过施加膨胀力,并采用不同的体积膨胀率,模拟不同土层中的注浆过程。通过改变注浆完成区域的土体参数来模拟注浆的加固效果。根据深圳地铁注浆纠偏工程案例,建立三维有限元模型,验证了算法的合理性。该方法可应用于隧道纠偏工程的方案设计中,提高纠偏效率,保证隧道结构安全。
二、地铁衬砌混凝土管片防温裂试验研究及有限元分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地铁衬砌混凝土管片防温裂试验研究及有限元分析（论文提纲范文）
（1）盾构管片受力特性的有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容及方法 |
| 第2章 有限元法及盾构管片计算理论 |
| 2.1 有限元法概述 |
| 2.2 有限元分析的基本原理 |
| 2.2.1 有限元法简介 |
| 2.2.2 有限元法的优越性及分析流程 |
| 2.3 盾构法及管片衬砌 |
| 2.4 盾构管片的拼装方式与连接接头 |
| 2.5 盾构管片的计算方法与模型 |
| 2.6 盾构管片计算的基本假定 |
| 2.7 荷载分类及计算 |
| 2.7.1 荷载分类 |
| 2.7.2 荷载的计算 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 盾构隧道管片的受力分析 |
| 3.1 工程背景与模型的建立 |
| 3.2 侧向土压力系数对盾构管片受力的影响分析 |
| 3.2.1 工况一(侧压力系数0.4) |
| 3.2.2 工况二(侧压力系数0.5) |
| 3.2.3 工况三(侧压力系数0.6) |
| 3.2.4 工况四(侧压力系数0.7) |
| 3.2.5 工况五(侧压力系数0.8) |
| 3.2.6 各工况对比结果分析 |
| 3.3 混凝土强度等级对盾构管片受力的影响分析 |
| 3.3.1 不同砼强度等级的管片模拟结果 |
| 3.3.2 不同砼强度等级管片对比结果分析 |
| 3.4 管片直径对盾构管片受力的影响分析 |
| 3.4.1 不同直径的管片模拟结果 |
| 3.4.2 不同直径管片对比结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 盾构管片的地震响应分析 |
| 4.1 地震反应分析方法的选择 |
| 4.1.1 拟静力分析法 |
| 4.1.2 反应谱分析法 |
| 4.1.3 时程分析法 |
| 4.2 动力平衡方程的建立 |
| 4.2.1 结构动力平衡方程 |
| 4.2.2 质量矩阵 |
| 4.2.3 阻尼矩阵 |
| 4.2.4 刚度矩阵 |
| 4.2.5 动荷载列阵 |
| 4.3 动力平衡方程的求解 |
| 4.4 盾构管片在地震作用下的有限元分析 |
| 4.4.1 计算的基本假定 |
| 4.4.2 模型的建立 |
| 4.4.3 地震波的输入 |
| 4.5 模态分析 |
| 4.6 地震荷载作用下管片衬砌的时程分析 |
| 4.6.1 盾构管片竖向地震应力分析 |
| 4.6.2 盾构管片竖向地震位移分析 |
| 4.6.3 盾构管片竖向地震加速度分析 |
| 4.6.4 竖向与横向地震波作用比对分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）复合地层下盾构推进系统几何级数布局优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 盾构的发展历程及研究现状 |
| 1.2.1 盾构的发展历史 |
| 1.2.2 盾构国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 盾构推进系统掘进负载力学模型的构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 推进系统负载分析 |
| 2.2.1 盾构开挖所受压力分析 |
| 2.2.2 盾构掘进阻力计算 |
| 2.2.3 重力分布不均产生水平阻扭矩 |
| 2.2.4 姿态调整与地质差异产生纵向阻扭矩 |
| 2.2.5 推进系统偏载成因分析 |
| 2.3 推进系统掘进负载模型的构建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 盾构推进系统力传递性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 均匀布局系统推力椭圆模型建立与力传递性能分析 |
| 3.3 六分区排布系统空间推力椭圆模型建立与力传递性能分析 |
| 3.4 非均匀推进系统空间推力椭圆模型建立与力传递性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于力传递特性盾构推进系统几何级数布局优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 推进系统几何级数布局参数化模型的构建 |
| 4.3 德国杜塞尔多夫隧道施工案例地层适应性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 盾构推进系统差异布局顶推下管片有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 盾构管片模型的构建 |
| 5.2.1 盾构隧道管片衬砌结构计算方法 |
| 5.2.2 管片衬砌的拼装形式 |
| 5.3 盾构管片ABAQUS有限元对比分析 |
| 5.3.1 均匀布局推进系统下管片受力仿真分析 |
| 5.3.2 六分区推进系统下管片受力仿真分析 |
| 5.3.3 几何级数非均匀推进系统下管片受力仿真分析 |
| 5.3.4 仿真结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（3）混凝土管片开裂对使用性能影响及抑制措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与研究问题的提出 |
| 1.2 研究目的及其现实意义 |
| 1.3 国内外相关研究综述 |
| 1.3.1 混凝土管片裂缝的成因和机理研究 |
| 1.3.2 混凝土管片裂缝的防治和控制措施 |
| 1.3.3 混凝土内养护的研究 |
| 1.3.4 氧化钙类膨胀剂水化历程研究 |
| 1.3.5 混凝土组分对流变性影响的研究 |
| 1.3.6 研究评述 |
| 1.4 具体研究方法与总体技术路线 |
| 1.4.1 具体研究方法 |
| 1.4.2 总体技术路线 |
| 1.5 论文创新点 |
| 第二章 混凝土管片裂缝产生原因及对使用性能影响 |
| 2.1 混凝土管片裂缝的状态 |
| 2.1.1 盾构区间病害调研 |
| 2.1.2 混凝土管片制作厂内裂缝分布情况 |
| 2.1.3 运营地铁管片裂缝分布情况 |
| 2.2 管片裂缝的类型 |
| 2.2.1 荷载作用下产生的裂缝 |
| 2.2.2 混凝土材料特性引起的裂缝 |
| 2.3 管片裂缝产生的原因及机理 |
| 2.3.1 管片制作中的裂缝产生原因及机理 |
| 2.3.2 管片拼装中的裂缝产生原因及机理 |
| 2.3.3 隧道运营期间的裂缝产生原因及机理 |
| 2.4 裂缝对混凝土管片的使用性能影响 |
| 2.4.1 裂缝的存在影响管片的受力 |
| 2.4.2 裂缝的存在影响混凝土管片的抗渗效果 |
| 2.4.3 裂缝的存在影响混凝土管片的耐久性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 氧化钙类膨胀剂的定量试验分析 |
| 3.1 游离氧化钙的测定方法 |
| 3.1.1 化学分析法 |
| 3.1.2 物理分析法 |
| 3.2 氧化钙类膨胀剂反应历程试验 |
| 3.2.1 原材料 |
| 3.2.2 试验具体方法 |
| 3.2.3 试件及样品的制备 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 膨胀剂和水泥浆体中其他含钙矿物相对测试结果的干扰性 |
| 3.3.2 掺膨胀剂混凝土水泥浆体中游离氧化钙和氢氧化钙含量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 添加硅烷偶联剂改性轻集料抑制开裂研究 |
| 4.1 管片制作过程中的裂缝控制原理 |
| 4.1.1 改善塑性干缩裂缝的措施 |
| 4.1.2 改善塑性沉降裂缝的措施 |
| 4.1.3 改善自生收缩裂缝的措施 |
| 4.1.4 改善温度收缩裂缝的措施 |
| 4.2 内养护对混凝土管片裂缝的抑制试验研究 |
| 4.2.1 原材料 |
| 4.2.2 硅烷偶联剂改性轻集料 |
| 4.2.3 轻集料吸水率测试 |
| 4.2.4 混凝土配比设计 |
| 4.2.5 管片混凝土性能测试 |
| 4.2.6 管片混凝土性能测试结果分析 |
| 4.2.7 管片混凝土集料界面测试结果分析 |
| 4.2.8 测试结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 添加高分子量生物胶对管片混凝土工作性能研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 试验原材料 |
| 5.1.2 试验配合比 |
| 5.1.3 试验方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 水泥浆体流变性能 |
| 5.2.2 混凝土工作性能 |
| 5.2.3 高分子量生物胶作用机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 管片衬砌力学和抗渗试验 |
| 6.1 工程实例 |
| 6.2 试验方法 |
| 6.2.1 、管片检漏试验 |
| 6.2.2 管片抗弯性能试验 |
| 6.2.3 管片注浆孔预埋抗拔性能试验 |
| 6.3 试验结果及分析 |
| 6.3.1 外观质量检查 |
| 6.3.2 管片检漏试验 |
| 6.3.3 管片抗弯性能试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 管片受力变形的裂缝控制分析研究 |
| 7.1 混凝土管片施工期的抑制开裂措施 |
| 7.1.1 总推力控制措施 |
| 7.1.2 管片环面和千斤顶撑靴控制措施 |
| 7.1.3 盾构姿态控制措施 |
| 7.1.4 盾尾挤压控制措施 |
| 7.2 混凝土管片运营期的抑制开裂措施 |
| 7.3 混凝土管片受力变形的控制研究 |
| 7.3.1 管片计算方法 |
| 7.3.2 接头模型 |
| 7.3.3 管片计算荷载的确定 |
| 7.3.4 管片拼装形式 |
| 7.3.5 管片分块形式 |
| 7.3.6 管片位移随时间的改变量 |
| 7.3.7 管片受力反演分析确定裂缝控制指标 |
| 7.3.8 监测数据验证裂缝控制指标 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 研究结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（4）型材环向加固浅埋暗挖隧道的力学特性与设计方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 暗挖法隧道发展状况 |
| 1.1.2 暗挖隧道衬砌加固方法 |
| 1.1.3 FRP复合材料在土木工程的应用 |
| 1.1.4 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道病害机制研究 |
| 1.2.2 隧道病害加固方法 |
| 1.2.3 FRP复合材料应用现状 |
| 1.2.4 研究中存在的不足 |
| 1.3 研究目的 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 基于收敛变形的既有衬砌外荷载反分析 |
| 2.1 基于结构力学的位移反分析法 |
| 2.1.1 集中荷载作用下衬砌结构力学分析 |
| 2.1.2 位移反分析计算方法 |
| 2.2 数值模拟验证 |
| 2.3 小结 |
| 3 复合型材加固暗挖隧道力学分析 |
| 3.1 二维复合型材加固暗挖隧道结构力学分析 |
| 3.1.1 力学模型建立 |
| 3.1.2 马蹄形复合衬砌结构力学解 |
| 3.1.3 马蹄形复合衬砌算例 |
| 3.2 三维复合型材加固暗挖隧道力学分析 |
| 3.2.1 集中线荷载下规则圆形三维解析解 |
| 3.2.2 集中荷载下不规则马蹄形三维近似解析解 |
| 3.2.3 分布荷载下不规则马蹄形三维近似解析解 |
| 3.2.4 单钢拱不规则马蹄形三维近似解析解 |
| 3.2.5 多钢拱不规则马蹄形三维近似解析解 |
| 3.3 复八线复合型材加固暗挖隧道案例分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 复合型材加固暗挖隧道数值模拟分析 |
| 4.1 复合型材加固暗挖隧道模拟分析 |
| 4.1.1 力学模型建立 |
| 4.1.2 结论分析 |
| 4.2 不同加固方式效果对比分析 |
| 4.2.1 预埋十六号工字钢的暗挖隧道加固数值模拟 |
| 4.2.2 粘钢法加固暗挖隧道加固数值模拟 |
| 4.3 数值模拟与理论结果对比分析 |
| 4.3.1 不同间距复合型材加固暗挖隧道模拟分析 |
| 4.3.2 不同刚度复合型材加固暗挖隧道模拟分析 |
| 4.4 复合型材加固暗挖隧道裂缝抑制效果分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 隧道运营期损伤评估 |
| 5.1 损伤评估指标体系的建立 |
| 5.1.1 评价指标的选取 |
| 5.1.2 分阶层次结构的建立 |
| 5.2 影响因素隶属函数的确定 |
| 5.3 基于数值模拟定量确定指标权重 |
| 5.3.1 不同指标工况下数值模拟分析 |
| 5.3.2 基于AHP的层次分析 |
| 5.4 维护加固对策选定标准 |
| 5.4.1 常见维护加固工程措施 |
| 5.4.2 维护加固对策的选定 |
| 5.5 案例分析 |
| 5.5.1 复兴门站~建国门站区间检测结果 |
| 5.5.2 复兴门站~建国门站区间损伤评估 |
| 5.6 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）碳纤维混凝土力学性能及在盾构管片中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.1.1 普通混凝土的特点 |
| 1.1.2 不同种类纤维的优缺点 |
| 1.1.3 碳纤维混凝土应用在地铁中的优势 |
| 1.2 碳纤维混凝土的研究现状 |
| 1.3 碳纤维混凝土管片的研究现状 |
| 1.4 碳纤维混凝土的增强机理 |
| 1.4.1 基本理论 |
| 1.4.2 机理的分析 |
| 1.5 本文的研究内容和技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 碳纤维混凝土力学性能试验 |
| 2.1 试验材料和仪器 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验仪器 |
| 2.2 试验配合比及试件制作 |
| 2.2.1 试验配合比 |
| 2.2.2 试件制作过程 |
| 2.3 混凝土抗压强度试验 |
| 2.3.1 试验方案 |
| 2.3.2 试验分析 |
| 2.3.3 破坏形态分析 |
| 2.3.4 应力应变曲线分析 |
| 2.3.5 曲线特征点分析 |
| 2.3.6 本构关系研究 |
| 2.3.7 受压韧性 |
| 2.4 循环荷载下混凝土受压试验研究 |
| 2.4.1 试验方案 |
| 2.4.2 应力应变曲线分析 |
| 2.4.3 塑性应变 |
| 2.4.4 刚度退化 |
| 2.4.5 应力退化 |
| 2.5 劈裂抗拉强度试验 |
| 2.5.1 试验方案 |
| 2.5.2 试验分析 |
| 2.6 抗折强度试验 |
| 2.6.1 试验方案 |
| 2.6.2 试验分析 |
| 2.7 C50碳纤维混凝土力学性能试验 |
| 2.7.1 试验配合比 |
| 2.7.2 试验结果 |
| 2.8 碳纤维和混凝土强度等级的匹配性 |
| 2.8.1 影响规律 |
| 2.8.2 分析原因 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 碳纤维混凝土地铁管片数值模拟分析 |
| 3.1 盾构隧道内力计算 |
| 3.1.1 盾构隧道2D结构模型 |
| 3.1.2 惯用修正法 |
| 3.1.3 有限元数值模拟法 |
| 3.1.4 荷载计算 |
| 3.1.5 工程实例和有限元模拟 |
| 3.2 管片配筋优化设计 |
| 3.2.1 管片分块方案 |
| 3.2.2 碳纤维混凝土管片配筋计算 |
| 3.2.3 碳纤维混凝土管片配筋优化问题 |
| 3.2.4 普通混凝土和碳纤维混凝土管片经济性分析 |
| 3.3 管片抗弯性力学性能数值模拟 |
| 3.3.1 模型和单元的选择 |
| 3.3.2 管片模型和参数选取 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 结论和展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果目录 |
（6）考虑围岩参数不确定性的隧道衬砌设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 围岩-支护相互作用模型 |
| 1.2.2 极限状态函数 |
| 1.2.3 随机变量及其分布 |
| 1.2.4 可靠度方法 |
| 1.3 研究中存在的问题和不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 隧道工程中的不确定性 |
| 2.1 不确定性分类 |
| 2.2 不确定性估计 |
| 2.3 不确定性处理方法 |
| 2.3.1 常见随机变量及其分布类型 |
| 2.3.2 二阶统计量 |
| 2.3.3 协方差和互相关系数 |
| 2.3.4 谱密度函数 |
| 2.3.5 方差函数 |
| 2.3.6 相关长度 |
| 2.3.7 相关结构 |
| 2.3.8 相关函数 |
| 2.4 岩土试验中的不确定性 |
| 2.4.1 岩石试验 |
| 2.4.2 土工试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于可靠度的设计方法 |
| 3.1 可接受的风险 |
| 3.2 基于可靠度的设计方法分类 |
| 3.3 一级可靠度设计方法 |
| 3.3.1 容许应力设计法 |
| 3.3.2 荷载和抗力系数设计法 |
| 3.4 二级可靠度设计方法 |
| 3.4.1 点估计法 |
| 3.4.2 一阶可靠度法 |
| 3.4.3 响应面法 |
| 3.4.4 人工神经网络法 |
| 3.5 三级可靠度设计方法 |
| 3.5.1 蒙特卡罗模拟法 |
| 3.5.2 随机场理论概述 |
| 3.5.3 局部平均再划分法 |
| 3.5.4 基于MCS的随机有限元法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 考虑围岩参数内在随机性的隧道衬砌设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 收敛-约束法 |
| 4.3 隧道断面可靠度 |
| 4.4 极限状态函数 |
| 4.5 失效概率计算流程 |
| 4.6 隧道断面失效概率参数化研究与优化设计 |
| 4.6.1 支护安装位置对失效概率的影响 |
| 4.6.2 衬砌厚度对失效概率的影响 |
| 4.6.3 GSI对失效概率的影响 |
| 4.6.4 支护安装位置和衬砌厚度优化设计 |
| 4.7 隧道全长失效概率与参数化研究 |
| 4.7.1 隧道全长失效概率 |
| 4.7.2 参数化研究 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 考虑围岩参数空间变异性的盾构隧道管片设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于MCS的随机有限差分模拟 |
| 5.2.1 随机属性映射过程 |
| 5.2.2 管片中的应力 |
| 5.2.3 管片失效模式 |
| 5.2.4 失效概率估计流程 |
| 5.3 对假设隧道的参数化研究 |
| 5.4 参数化研究结果及分析 |
| 5.4.1 分布类型的影响 |
| 5.4.2 自相关函数的影响 |
| 5.4.3 相关长度的影响 |
| 5.4.4 互相关系数的影响 |
| 5.4.5 变异系数的影响 |
| 5.5 对现实隧道的可靠度设计 |
| 5.5.1 工程背景 |
| 5.5.2 管片强度设计 |
| 5.5.3 管片厚度设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 考虑条件随机场的盾构隧道管片设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 最佳线性无偏估计 |
| 6.3 Kriging |
| 6.4 条件随机场模拟方法 |
| 6.4.1 基于Kriging的方法 |
| 6.4.2 Hoffman法 |
| 6.5 考虑条件随机场的假设隧道参数化研究 |
| 6.6 参数化研究结果及分析 |
| 6.6.1 水平相关长度的影响 |
| 6.6.2 垂直相关长度的影响 |
| 6.6.3 变异系数的影响 |
| 6.6.4 互相关系数的影响 |
| 6.7 考虑条件随机场的现实隧道可靠度设计 |
| 6.7.1 管片抗压强度设计 |
| 6.7.2 管片抗拉强度设计 |
| 6.7.3 管片厚度设计 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 论文中的不足及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 2018年中国城市快速轨道交通线路情况统计表 |
| 附录 B 2018年各城市城轨交通线网规划长度统计资料 |
| 附录 C 可靠度方法在隧道支护设计应用中的部分文献汇总 |
| 附录 D 土工试验中的不确定性 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）多向负载耦合作用下盾构推进系统对称非均匀布局设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 盾构技术概述 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 盾构推进系统突变载荷适应性研究现状 |
| 1.4.2 盾构推进系统布局及分区研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 盾构推进系统多向负载力学模型构建 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 盾构推进系统受力分析 |
| 2.2.1 盾构掘进压力分析 |
| 2.2.2 盾构掘进负载计算分析 |
| 2.2.3 自重产生水平阻力矩 |
| 2.2.4 曲线掘进、开挖面土体差异产生纵向阻力矩 |
| 2.2.5 推进系统力学模型的构建 |
| 2.3 盾构推进系统偏载形成机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 盾构推进系统对称非均匀布局设计研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 推进系统对称非均匀求解模型的建立 |
| 3.3 均匀系统与对称非均匀系统力传递特性分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 对称非均匀布局推进系统实现方法 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 盾构推进系统可调布局机构的尺寸设计 |
| 4.2.1 滑槽中心角的角度设计 |
| 4.2.2 布局可调机构的相关尺寸设计 |
| 4.3 ADAMS仿真对比分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 对称非均匀布局推力作用下管片有限元分析 |
| 5.0 前言 |
| 5.1 盾构推进系统虚拟样机模型建立 |
| 5.1.1 盾构隧道管片设计计算方法 |
| 5.1.2 管片的拼装方式 |
| 5.2 盾构管片有限元分析 |
| 5.2.1 均匀推进系统下管片受力仿真 |
| 5.2.2 对称非均匀推进系统下管片受力仿真 |
| 5.2.3 仿真结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（8）地铁区间结构与道床脱空机理及防治对策研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地铁道床病害检测现状 |
| 1.2.2 地铁道床病害机理及防治研究现状 |
| 1.3 研究的主要内容 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 研究的技术路线 |
| 第二章 地铁道床表面病害调研 |
| 2.1 部分城市地区地铁道床病害调研 |
| 2.2 地铁道床表面病害现场调查 |
| 2.2.1 明挖法施工区间 |
| 2.2.2 矿山法施工区间 |
| 2.2.3 盾构法施工区间 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 地铁道床病害检测 |
| 3.1 地铁道床病害检测方法介绍 |
| 3.1.1 经验法 |
| 3.1.2 钻孔取芯法 |
| 3.1.3 钻孔摄像法 |
| 3.1.4 探地雷达法 |
| 3.2 地铁道床病害检测方法的提出 |
| 3.3 地铁道床病害检测方法——经验法 |
| 3.4 地铁道床病害检测方法——探地雷达法 |
| 3.4.1 探地雷达检测道床内部病害的模型试验 |
| 3.4.2 探地雷达检测道床内部病害的现场试验 |
| 3.5 地铁道床病害检测方法——钻孔取芯结合摄像 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 地铁道床脱空机理分析 |
| 4.1 地铁道床脱空原因分析 |
| 4.1.1 水文地质原因 |
| 4.1.2 结构设计和施工原因 |
| 4.1.3 运营和养护维修原因 |
| 4.1.4 列车振动的影响 |
| 4.2 地铁道床脱空发展过程分析 |
| 4.3 地铁道床脱空的有限元模拟 |
| 4.3.1 整体道床有限元分析模型的建立 |
| 4.3.3 地铁道床脱空有限元计算结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 地铁道床病害评价标准 |
| 5.1 地铁道床病害评价方法 |
| 5.2 地铁道床病害评价内容 |
| 5.2.1 地铁道床病害单指标评价 |
| 5.2.2 地铁道床病害综合评价 |
| 5.2.3 地铁道床病害评价流程 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 地铁道床病害的预防与治理 |
| 6.1 地铁道床病害的预防 |
| 6.1.1 预防原则 |
| 6.1.2 预防措施 |
| 6.2 地铁道床病害的治理 |
| 6.2.1 治理原则 |
| 6.2.2 治理措施 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）土压平衡盾构在砂层中大坡度下穿建筑物施工技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地表沉降研究现状 |
| 1.2.2 盾构穿越建筑物研究现状 |
| 1.2.3 研究现状综述 |
| 1.3 本文研究的内容及方法 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究的技术路线 |
| 第二章 盾构施工简介及主要工程风险 |
| 2.1 盾构施工简介 |
| 2.1.1 盾构隧道施工的基本模式 |
| 2.1.2 盾构机的基本功能 |
| 2.2 盾构施工流程 |
| 2.3 主要工程风险 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 盾构隧道设计、选型及参数设定方法 |
| 3.1 隧道设计及盾构选型 |
| 3.1.1 隧道设计 |
| 3.1.2 盾构选型 |
| 3.2 盾构机主要技术参数 |
| 3.3 盾构施工参数设定方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 盾构施工影响周围环境的问题分析 |
| 4.1 盾构施工引起地层沉降的原因分析 |
| 4.1.1 地层的损失 |
| 4.1.2 土体的固结 |
| 4.1.3 地下水的流失 |
| 4.1.4 地层应力的变化 |
| 4.1.5 衬砌管片的变形 |
| 4.2 盾构施工对地表的影响分析 |
| 4.2.1 横向地表沉降 |
| 4.2.2 纵向地表沉降 |
| 4.2.3 沉降历时规律 |
| 4.3 盾构施工对建筑物的影响分析 |
| 4.3.1 地表竖向变形时对建筑物的影响 |
| 4.3.2 地表水平变形时对建筑物的影响 |
| 4.3.3 地表曲率变形时对建筑物的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 工程实例分析 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.2 工程地质和水文地质概况 |
| 5.2.1 地形、地貌 |
| 5.2.2 工程地质情况 |
| 5.2.3 工程水文情况 |
| 5.3 数值模拟分析 |
| 5.3.1 施工过程的模拟假设 |
| 5.3.2 模型建立 |
| 5.3.3 计算结果 |
| 5.4 沉降控制措施 |
| 5.4.1 盾构掘进 |
| 5.4.2 土仓压力 |
| 5.4.3 掘进速度 |
| 5.4.4 渣土改良 |
| 5.4.5 出土量 |
| 5.4.6 地下水位 |
| 5.4.7 盾尾密封 |
| 5.4.8 盾构姿态 |
| 5.4.9 同步注浆 |
| 5.5 施工监测及施工参数应用 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）已建盾构隧道注浆纠偏机理及工程应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩土体水力劈裂机理研究 |
| 1.2.2 粘度时变性浆液扩散机理研究 |
| 1.2.3 花岗岩风化残积土层注浆研究 |
| 1.2.4 已建盾构隧道注浆纠偏研究 |
| 1.2.5 盾构隧道工作性能评价指标研究 |
| 1.2.6 现有研究评述 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 水泥浆劈裂过程有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本理论 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 流固耦合控制方程 |
| 2.2.3 开裂单元刚度折减 |
| 2.2.4 裂缝流动方程 |
| 2.2.5 浆水界面求解 |
| 2.2.6 流量控制的注浆方法 |
| 2.2.7 土体参数的随机分布 |
| 2.2.8 有限元程序开发 |
| 2.3 算例验证 |
| 2.3.1 模型建立 |
| 2.3.2 有限元计算结果 |
| 2.4 劈裂浆脉形态关键影响因素分析 |
| 2.4.1 水泥浆粘度 |
| 2.4.2 注浆流量 |
| 2.4.3 土样深度 |
| 2.4.4 边界渗透性 |
| 2.5 小结 |
| 3 水泥-水玻璃双液浆劈裂过程有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基本理论 |
| 3.2.1 基本假设 |
| 3.2.2 开裂单元刚度折减 |
| 3.2.3 裂缝流动方程 |
| 3.3 算例验证 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 有限元计算结果 |
| 3.4 劈裂浆脉形态关键影响因素分析 |
| 3.4.1 注浆流量 |
| 3.4.2 土样深度 |
| 3.5 小结 |
| 4 已建盾构隧道注浆纠偏模型试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案设计 |
| 4.2.1 概述 |
| 4.2.2 试验装置设计 |
| 4.2.3 试验步骤 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 实测数据分析 |
| 4.3.2 有限元建模验证 |
| 4.3.3 有限元参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 深圳地铁1号线注浆纠偏工程案例分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工程背景 |
| 5.3 盾构隧道病害情况 |
| 5.4 盾构隧道纠偏加固方案 |
| 5.4.1 道床加固 |
| 5.4.2 土体卸载 |
| 5.4.3 注浆纠偏方案 |
| 5.4.4 监测方案 |
| 5.5 实测分析 |
| 5.5.1 施工参数动态调整 |
| 5.5.2 盾构隧道纵向变形 |
| 5.5.3 盾构隧道横断面变形 |
| 5.5.4 注浆顺序影响分析 |
| 5.5.5 轨道板沉降差 |
| 5.5.6 土体位移 |
| 5.6 小结 |
| 6 考虑注浆施工顺序的盾构隧道注浆纠偏有限元分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 考虑注浆施工顺序的三维有限元建模方法 |
| 6.2.1 有限元模型及计算参数 |
| 6.2.2 划分注浆阶段 |
| 6.2.3 注浆过程模拟 |
| 6.3 有限元计算方法合理性验证 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究成果和结论 |
| 7.2 进一步研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间的科研成果 |
四、地铁衬砌混凝土管片防温裂试验研究及有限元分析（论文参考文献）
- [1]盾构管片受力特性的有限元分析[D]. 崔欢. 沈阳工业大学, 2021
- [2]复合地层下盾构推进系统几何级数布局优化设计研究[D]. 曾露. 湖南科技大学, 2020
- [3]混凝土管片开裂对使用性能影响及抑制措施研究[D]. 唐冬云. 广西大学, 2020(02)
- [4]型材环向加固浅埋暗挖隧道的力学特性与设计方法研究[D]. 刘光宇. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]碳纤维混凝土力学性能及在盾构管片中的应用研究[D]. 周继阳. 河南大学, 2020(02)
- [6]考虑围岩参数不确定性的隧道衬砌设计方法研究[D]. 于鑫. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [7]多向负载耦合作用下盾构推进系统对称非均匀布局设计方法研究[D]. 尹祝融. 湖南科技大学, 2019
- [8]地铁区间结构与道床脱空机理及防治对策研究[D]. 薛松. 东南大学, 2019(01)
- [9]土压平衡盾构在砂层中大坡度下穿建筑物施工技术研究[D]. 任青山. 华南理工大学, 2019(06)
- [10]已建盾构隧道注浆纠偏机理及工程应用研究[D]. 朱旻. 浙江大学, 2019