张嘉文
- 作品数：6 被引量：39H指数：3
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家级大学生创新创业训练计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 基于主应力旋转特征的浅埋隧道上覆土压力计算及不完全拱效应分析被引量：18
- 2019年
- 砂土及黏聚强度较低的破碎岩体中,不完全拱效应对浅埋隧道上覆土压力计算的影响尚不明确。不同于传统极限平衡方法考虑主应力迹线的分布形态,直接考虑隧道开挖后主应力旋转角的分布特征,同时考虑滑移面范围变化及滑移面摩擦角调用情况,改进了浅埋隧道上覆土压力的计算。在此基础上分析完全拱作用下土体平均侧压力系数、竖向应力分布等特点,并与传统方法比较说明了其异同。此外,与数值结果、模型试验结果对比验证了改进解的适用性。最后在改进解基础上分析不完全拱效应的影响。结论显示:(1)隧道开挖后,滑移面范围内土体竖向应力减少,转移至滑移面外稳定土体,滑移面附近剪切应力δ集中,阻碍隧道上方土体向下变形,改进方法计算所得应力分布与实际情况更相符;(2)平均侧压力系数Kwav受土体内摩擦角φ及滑移面调用摩擦角δ共同影响,土体内摩擦角较小时,可忽略不完全拱效应δ/φ对平均侧压力系数的影响;(3)改进解与传统解均表明地层拱作用效果系数Kwavtanδ在一定范围内对土体内摩擦角φ不敏感;(4)此外,改进解表明地层拱作用效果系数Kwavtanδ对土体内摩擦角φ的不敏感性除受φ取值范围影响外,还受不完全拱效应δ/φ影响,随不完全拱效应增强(δ/φ减小),Kwavtanδ对φ的不敏感性越来越明显。
- 汪大海贺少辉刘夏冰李承辉张嘉文
- 关键词：隧道工程浅埋隧道
- 地层渐进成拱对浅埋隧道上覆土压力影响研究被引量：17
- 2019年
- 砂土及完整性较差、黏聚强度较小的破碎岩体中,浅埋隧道地层拱作用机制随地层变形发展而变化,受此影响隧道松动土压力也相应变化。常规方法忽略了地层拱不同阶段力学机制的不同,同时未考虑剪切面转动与大主应力旋转之间的相互关系,因此,不能解决浅埋隧道地层能否成拱、地层拱何时贯通至地表以及地层拱发展对隧道松动土压力影响等问题。针对这一情况,提出渐进地层拱力学模型以反映不同阶段地层拱的力学机制;其次,同时考虑主应力旋转、剪切面转动及二者相互关系,确定拱内土体应力分布;随后,优化了传统主应力偏转与地层差异沉降间的数学模型。在此基础上确定了渐进地层拱对隧道松动土压力的影响。改进方法结果与传统方法结果及试验结果的对比验证了改进方法的有效性与适用性。通过参数分析研究了隧道初始松动压力、随地层变形发展的松动压力以及地层拱贯通至地表时的极限变形等关键参数。最后,对下北山超大跨浅埋隧道的研究说明了改进方法的实用性。结论显示:(1)初始松动压力为初始松动区内土体重力,初始松动区范围不受覆跨比影响,而受地层强度影响,随内摩擦角增加而减小;(2)最大拱效应阶段以后,松动土压力随地层变形发展而增加,深埋、小跨度隧道(H/D≤2)增长速率较慢,反之较快;(3)极限变形随覆跨比、内摩擦角增加而增加,深埋、小跨度隧道地层拱效应更明显;(4)对于下北山隧道,初始地层拱存在,初始松动土压力为0.37σ_v^0,极限松动土压力为0.41σ_v^0,最终松动土压力为0.54σ_v^0,隧道变形应控制在5.7%以下避免地层拱贯通至地表。
- 汪大海贺少辉刘夏冰张嘉文姚文博
- 关键词：浅埋隧道
- 运营热力隧道衬砌结构可靠度分析及剩余寿命预测研究被引量：2
- 2020年
- 针对北京某供热隧道结构检测情况,将子集模拟法应用于运营隧道衬砌结构安全性方面的可靠度计算中,并通过华-王点集优化样本点的方式改进了子集模拟法,得到了失效概率及可靠度指标。同时,与传统蒙特卡洛法对比发现,在失效概率越低的情况下,改进子集模拟法精确性、高效性越显著。通过时齐的Markov链建立了结构剩余寿命预测的新方法,结合热力隧道混凝土结构碳化规律给出了劣化矩阵的概念及其形式,获取了衬砌结构现时状态的ASI值,并以其为边界条件引入了Bayesian方法进行修正。结果表明,该修正模型能适用于运营热力隧道结构剩余寿命预测。
- 张嘉文张嘉文雷卫东
- 关键词：热力隧道MARKOV链可靠度剩余寿命预测
- 冻、融土中桩的水平受力特性模型对比试验研究被引量：2
- 2013年
- 通过模型试验,对不同温度条件(室温条件(20℃)、冻结条件(-10℃)、融土条件)下的饱和砂土分别进行桩头位移-水平荷载关系、桩身弯矩和挠度分布规律以及土体的刚度变化等桩-土相互作用等的研究。此外引入工程中常用的m法进行对比验证,探讨m法的适用条件。研究发现:室温土中桩在小荷载作用下产生明显的桩头侧移和挠曲变形,桩身弯矩呈现自上而下先大后小的分布规律;冻土中形成的大量冰胶结物使土体刚度得到极大提高,大荷载难以使桩基发生大的变形和侧移,桩身最大弯矩埋深显著减小;上层融土降低了桩头位置土的刚度,使得桩显示出室温土与冻土的双重性质,桩身弯矩最大值较室温土、冻土条件下更大,其埋深较冻土中大;在多年冻土区进行桩基施工应当重视冻土层的保护;m法在常温土中具备很好的安全性和适用性,但在冻、融环境下应用时差异较大。
- 张嘉文张鸿儒宋佳鹏刘亚伟
- 关键词：冻土水平荷载M法桩-土作用
- 热力盾构隧道先盾后井施工衬砌接头变形机理与控制被引量：5
- 2018年
- 先盾后井是热力盾构隧道建设中一种高效经济的施工工法。结合中国首例大断面热力盾构隧道工程,基于纵向等效连续化模型和弹性地基梁理论,对施工过程中衬砌接头受力特征和变形机理进行了分析,并提出控制措施;然后建立了衬砌接头全断面接触面单元数值模型,对控制效果进行分析和评价;最后通过现场监测,得到了不同施工阶段管片纵向轴力及接缝变形规律。研究结果表明：先盾后井工法施工中,衬砌接头变形分为两个阶段：基坑开挖及管片拆除,其中管片拆除为接头变形的主因,基坑施工中,基底卸荷产生的负弯矩作用于隧道上,导致邻近竖井管片底部轴力减小、环缝张开,拆除基坑内管片时,作用于端头管片的残余盾构推力和螺栓预紧力消失,导致管片纵向轴力进一步衰减,环缝二次张开;根据现场监测结果,提出的对邻近竖井的管片纵向拉紧并复紧连接螺栓,进行混凝土铺底及衬砌背后二次注浆的控制措施能够有效控制轴力损失,减小接头变形,施工中环向接缝最大张开量3.51 mm,满足隧道防水要求;采用全断面接触面单元建立的数值模型可以较为精确地模拟施工中管片接头力学行为,其结果可作为控制效果评价参考依据。
- 姚文博贺少辉张嘉文刘夏冰郭炎伟马腾
- 关键词：接头数值模拟接触面单元
