矩形顶管隧道F型承插接头刚度模型与变形机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51868062
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0808.地下与隧道工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The rectangular pipe jacking method has been used in subway stations, utility tunnel, underpass tunnel and other projects in recent years. The excessive longitudinal non-uniform deformation of the rectangular jacking tunnel with the F-type joints easily occurs due to the urban subway undercrosss, and it can lead to joint failure or even damage, affect the serviceability, endanger structural safety, and even cause engineering disasters. Therefore, with the increasing demand for urban subway undercrosss the rectangular pipe jacking tunnel, it is necessary and urgent to study the longitudinal deformation mechanism for this kind of tunnel. Therefore, the methods of structural segment joint test, three-dimensional numerical simulation, theoretical analysis and field monitoring data feedback etc. are used in this research. The models for internal force and deformation and stiffness of the tunnel’s F-type joint are established. The deformation mechanism along with the failure mode is studied, thus deformation control standards are built. The longitudinal deformation modes, distribution characteristic of dislocation and opening along the tunnel are explored. Based on the geological condition in Hohhot, Inner Mongolia, the prediction method of the longitudinal deformation model considering the weakened foundation coefficient and shearing effects is proposed. It is expected that the research results have important theoretical significance and engineering application value for the longitudinal design and operation safety of the Inner Mongolia Autonomous Region and China's rectangular pipe jacking tunnel.
近年来,矩形顶管法开始应用于地铁车站、综合管廊、下穿隧道等工程中。在城市地铁穿越扰动下,极易引起F型承插接头的矩形顶管隧道产生过度的纵向不均匀变形,导致接头失效甚至破坏,影响正常使用,危及结构安全,甚至引发工程灾害。因此,随着城市地铁下穿矩形顶管隧道的工程需求越来越多,针对该种隧道的纵向变形机制研究是必要而紧迫的。然而针对该种接头的刚度模型、变形机理及隧道纵向变形等理论问题尚不清楚。为此,本项目采用构件接头试验、三维数值模拟、理论分析及现场监测数据反馈等方法,建立F型承插接头的内力-变形关系模型及刚度模型;揭示F型承插接头的变形机理与失效模式,构建接头的变形控制标准;探索隧道的纵向变形模式、错台量与张开量的纵向分布特征;基于内蒙古呼和浩特地层条件,提出考虑剪切效应与纵向基床系数弱化的纵向变形预测方法。研究结果对于内蒙古及我国矩形顶管隧道的纵向设计与运营安全具有重要的理论意义与工程应用价值。

结项摘要

近年来,矩形顶管法开始应用于地铁车站、综合管廊、多车道隧道等工程中。外部扰动极易引起矩形顶管隧道F型承插接头失效甚至破坏,影响正常使用,危及结构安全,甚至引发工程灾害。因此,随着城市矩形顶管隧道的工程需求越来越多,针对该种隧道的纵向变形机制研究是必要而紧迫的。本项目以内蒙古包头市某矩形顶管行人过街通道为工程背景,采用室内构件试验、三维精细化数值模拟、理论解析等方法,获得了矩形顶管F型承插接头剪力-剪切位移以及弯矩-转角之间的关系以及刚度模型,采用纵向变形等效抗弯和抗剪原则,建立矩形顶管隧道的纵向等效抗弯和抗剪刚度,提出了等效抗弯刚度有效率η和等效抗剪刚度修正系数ξ,实现了对界限弯矩的分析;在此基础上,揭示了矩形顶管F型承插接头剪切和弯曲变形机制及破坏特征,分析了钢套环尺寸、断面形状等因素对接头刚度的影响规律,并提出了接头防水的变形控制标准,接头橡胶圈的压缩高度与接头防水性是否良好密切相关,当橡胶圈压缩高度与其自身高度之比介于0.286~0.500之间时,接头防水良好;构建了能够反应F型承插接头抗剪、抗弯性能三维壳接头模型,可模拟管节接头的转动、拉压和剪切力学特性,研究了多节管节的纵向变形机制、纵向变形模式以及错台量与张开量沿纵向分布特征,提出了纵向基床系数弱化条件下Winkler地基上的Timoshenko梁纵向变形预测方法,采用有限差分法,求得在支撑条件弱化的情况下矩形顶管隧道纵向变形解。将理论计算结果与数值模拟结果、现场监测数据进行对比验证。该成果助力包头市两座过街通道项目顺利贯通,应用前景广阔。对于内蒙古及我国矩形顶管隧道的纵向设计与运营安全具有重要的理论意义与工程应用价值。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
S型空间曲线圆形顶管管道应力分析---以宁波市电力隧道顶管工程为例
  • DOI:
    10.3973/j.issn.2096-4498.2022.08.006
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    隧道建设(中英文)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许有俊;韩志强;张朝;孟毅欣;高胜雷
  • 通讯作者:
    高胜雷
矩形顶管隧道接头橡胶圈防水安全限值研究
  • DOI:
    10.3973/j.issn.2096-4498.2022.03.006
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    隧道建设(中英文)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许有俊;裴学军;董文秀;黄正东;康佳旺
  • 通讯作者:
    康佳旺
矩形顶管 F 型承插接头抗剪刚度及影响因素研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    隧道建设
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许有俊;董文秀;裴学俊
  • 通讯作者:
    裴学俊

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其他文献

大跨度Y形柱地铁车站结构地震反应研究
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    --
  • 发表时间:
    2017
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶连金;刘春晓;边金;吴秉林;李积栋;许有俊
  • 通讯作者:
    许有俊
密贴下穿地下工程研究现状及发展趋势
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶连金;刘春晓;许有俊;郝志宏
  • 通讯作者:
    郝志宏
地表均布超载作用下盾构隧道上覆土层竖向土压力转移分析
  • DOI:
    10.16285/j.rsm.2018.0876
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄大维;周顺华;冯青松;罗锟;雷晓燕;许有俊
  • 通讯作者:
    许有俊

其他文献

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许有俊的其他基金

矩形顶管隧道带纵向连接件F型承插接头刚度模型及结构纵向变形研究
  • 批准号:
    52168060
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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