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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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滨海地区深厚淤泥地层预制管廊受力特征模拟分析
Simulation Analysis on Mechanical Characteristics of Prefabrication Utility Tunnels in Deep Silt Stratum in Coastal Area
2022年第12期
深厚淤泥;预制装配式综合管廊;现场试验;数值模拟;弯矩
Deep silt stratum; Prefabrication utility tunnel; Field test; Numerical simulation; Bending moment
2022年第12期
10.19761/j.1000-4637.2022.12.041.05
中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2021-重大-03)。
黄小福1,张瑞旗2,尚 伟1,3
1.中铁隧道勘察设计研究院有限公司,广东 广州 510000;2.中水珠江规划勘测设计有限公司, 广东 广州 510000;3.广东省隧道结构智能监控与维护企业重点实验室,广东 广州 510000

黄小福1,张瑞旗2,尚 伟1,3

黄小福,张瑞旗,尚伟.滨海地区深厚淤泥地层预制管廊受力特征模拟分析[J].混凝土与水泥制品,2022(12):41-45.

HUANG X F,ZHANG R Q,SHANG W.Simulation Analysis on Mechanical Characteristics of Prefabrication Utility Tunnels in Deep Silt Stratum in Coastal Area[J].China Concrete and Cement Products,2022(12):41-45.

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英文名 : Simulation Analysis on Mechanical Characteristics of Prefabrication Utility Tunnels in Deep Silt Stratum in Coastal Area
刊期 : 2022年第12期
关键词 : 深厚淤泥;预制装配式综合管廊;现场试验;数值模拟;弯矩
Key words : Deep silt stratum; Prefabrication utility tunnel; Field test; Numerical simulation; Bending moment
刊期 : 2022年第12期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2022.12.041.05
文章编号 :
基金项目 : 中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2021-重大-03)。
作者 : 黄小福1,张瑞旗2,尚 伟1,3
单位 : 1.中铁隧道勘察设计研究院有限公司,广东 广州 510000;2.中水珠江规划勘测设计有限公司, 广东 广州 510000;3.广东省隧道结构智能监控与维护企业重点实验室,广东 广州 510000

黄小福1,张瑞旗2,尚 伟1,3

黄小福,张瑞旗,尚伟.滨海地区深厚淤泥地层预制管廊受力特征模拟分析[J].混凝土与水泥制品,2022(12):41-45.

HUANG X F,ZHANG R Q,SHANG W.Simulation Analysis on Mechanical Characteristics of Prefabrication Utility Tunnels in Deep Silt Stratum in Coastal Area[J].China Concrete and Cement Products,2022(12):41-45.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:以广州南沙区横沥综合管廊工程为研究对象,采用Plaxis3D软件建立了三维数值模型,通过与现场试验对比,验证了分析模型的可靠性,在此基础上研究了交通荷载、基底加固深度、淤泥层厚度和产状(空间位置与形状)对管廊受力特征的影响。结果表明:交通荷载对管廊弯矩影响较显著,设计时应考虑最不利交通荷载;基底加固厚度对管廊的顶板和侧墙内力影响较小,但对底板弯矩影响较大,基底加固最优深度建议为1 m;当底板以下淤泥层厚度超过1倍管廊高度时,淤泥层厚度对管廊横向弯矩影响可忽略不计;淤泥层产状既影响管廊结构内力分布,且影响管廊主受力方向,纵向倾斜淤泥层条件下的管廊设计应考虑三维纵向空间效应,横、纵向均为主受力方向。

Abstract: Taking the Hengli utility tunnel project in Nansha District of Guangzhou as the research object, a three-dimensional numerical model was established by using Plaxis3D software, and the reliability of the numerical method is verified by field tests. On this basis, the influence of traffic load, the depth of base reinforcement, the thickness and occurrence of silt stratum on the stress characteristics of the tunnel was studied. The results shows that the traffic load has a significant impact on the structural bending moment, and the design should be carried out according to the traffic load under the most unfavorable working condition. Base reinforcement can not significantly affect the internal force of top plate and side wall, but can significantly affect the bending moment of bottom plate, and 1 m is the preferred depth of base reinforcement. When the silt stratum thickness exceeds one time of the tunnel height, the influence on the transverse bending moment of the tunnel can be ignored. The occurrence of silt stratum affects not only the internal force distribution of the tunnel, but also the main stress direction of the tunnel. When designing the prefabricated utility tunnel under the condition of longitudinally inclined silt stratum, the three-dimensional longitudinal space effect should be considered, and the transverse and longitudinal directions are the main stress direction.

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(1) 水平地层条件下,现浇与预制管廊受力特征和数值大小基本相同,且均以横向受力为主,可采用二维闭合框架模型计算,横向设置主筋,纵向设置分布筋。
(2)交通荷载对预制管廊的横向弯矩影响较显著,为保证管廊结构运营安全,设计时应充分考虑各种工况,以最不利工况交通荷载设计。
(3)基底加固不能显著减小顶板和侧墙的内力;当基底加固厚度为0~1 m范围内时,底板弯矩改善效果最明显,建议最优基底加固厚度为1 m。
(4) 预制管廊受力特征与岩土层密切相关,当底板以下淤泥层厚度超过1倍管廊高度后,淤泥层厚度对底板横向弯矩的影响可忽略不计。
(5)淤泥层产状不但影响预制管廊受力特征,且影响主受力方向,预制管廊在水平淤泥层和横向倾斜淤泥层中的受力特征类似,以横向受力为主;在纵向斜淤泥层中,横、纵向均为主受力方向,纵向倾斜淤泥层中的预制管廊受力计算应考虑三维纵向空间效应,横、纵向均按照主受力方向配筋。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市综合管廊工程技术规范:GB 50838—2015[S].北京:中国计划出版社,2015.
[2] 刘俊伟,韩金朋,于秀霞,等.基于Midas软件的预制拼装管廊变形规律研究[J].水利水电技术,2020,51(2):122-127.
[3] 王长祥,梁建文,李东桥,等.基于壳-弹簧模型的组合式预制管廊纵向抗震分析[J].自然灾害学报,2020,29(3):1-8.
[4] 徐健,谢忠球,吴敬龙.交通荷载下预制综合管廊受力特性研究[J].振动、测试与诊断,2021,41(2):377-384.
[5] 王研,汪鹏,胡志华.预制装配式综合管廊不均匀沉降与节间纵向张拉力相关性分析[J].特种结构,2018,35(1):12-16.
[6] 江莲子.非对称荷载下预制综合管廊连接段力学特性研究[D].长沙:中南林业科技大学,2020.

黄小福,张瑞旗,尚伟.滨海地区深厚淤泥地层预制管廊受力特征模拟分析[J].混凝土与水泥制品,2022(12):41-45.

HUANG X F,ZHANG R Q,SHANG W.Simulation Analysis on Mechanical Characteristics of Prefabrication Utility Tunnels in Deep Silt Stratum in Coastal Area[J].China Concrete and Cement Products,2022(12):41-45.

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