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受泥浆浸泡影响的钢筋混凝土黏结特性试验研究

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上海大学学报(自然科学版) 2025年第1期31卷 143-156页

作者：陈逸伟李东庄欠伟张弛上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海盾构设计试验中心有限公司上海200137

为了探究地下连续墙支护结构的稳定性是否会受泥浆浸泡影响后钢筋混凝土握裹力的影响,以苏州河段深层排水调蓄管道系统工程为背景,基于自研的大载荷中心拉拔试验装置和自下而上的泥浆替换方式,采用大尺寸试样和与实际工程相同的混凝土... 详细信息

为了探究地下连续墙支护结构的稳定性是否会受泥浆浸泡影响后钢筋混凝土握裹力的影响,以苏州河段深层排水调蓄管道系统工程为背景,基于自研的大载荷中心拉拔试验装置和自下而上的泥浆替换方式,采用大尺寸试样和与实际工程相同的混凝土和浆液配比进行拉拔破坏性试验.通过分析钢筋、玻璃纤维筋与混凝土界面的黏结特性,揭示浇筑方式、黏结长度、主筋材质等因素对2种浇筑环境下钢筋、玻璃纤维筋与混凝土界面黏结强度的影响规律.结果表明:正常环境与浸泡在护壁泥浆2种不同环境下浇筑试块混凝土抗压强度均值差距在3%以内;对于钢筋和玻璃纤维筋,两种环境下的荷载-位移曲线均有所差异,其中钢筋和玻璃纤维筋界面荷载-位移曲线均可以分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和破环阶段;受泥浆浸泡影响后的握裹力均小于正常浇筑环境下的握裹力,随着黏结长度的增加,泥浆对于钢筋-混凝土界面握裹力的影响程度逐渐变大,而对于玻璃纤维筋-混凝土界面握裹力的影响程度逐渐减小,其中泥浆浸泡后的平均黏结强度显著减小,钢筋减小了19.2%,玻璃纤维筋减小了44.5%,且泥浆浸泡影响后的滑移值小于正常环境下的滑移值;试样表面产生的裂纹形式分为径向裂纹、圆形裂纹及周边试块掉落,且裂纹的形成主要集中在正常浇筑环境下.

关键词：钢筋混凝土中心拉拔试验地下连续墙玻璃纤维筋黏结强度

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类矩形盾构六自由度串联型管片拼装机

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 46-50页

作者：庄欠伟杨正上海隧道工程有限公司上海200232 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

管片拼装机是盾构机中的重要组成部分,直接关系到隧道施工的质量和效率。文章所述为借鉴工业机器人设计理念,研究设计出的一种液压驱动机械臂式六自由度管片拼装机。该拼装机基于机械臂的收缩和舒展,扩大了管片拼装运动范围,在满足类矩... 详细信息

管片拼装机是盾构机中的重要组成部分,直接关系到隧道施工的质量和效率。文章所述为借鉴工业机器人设计理念,研究设计出的一种液压驱动机械臂式六自由度管片拼装机。该拼装机基于机械臂的收缩和舒展,扩大了管片拼装运动范围,在满足类矩形断面隧道施工的同时,也可扩展应用于其它类似的异形断面隧道施工中。

关键词：类矩形盾构隧道工程管片拼装机工业机器人

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全断面隧道掘进机简述

筑路机械与施工机械化 2011年第10期28卷 36-38,55页

作者：庄欠伟上海隧道工程股份有限公司上海200082 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137

0引言全断面隧道掘进机（Full—face Tunnel Boring Machine）简称TBM。1851年，美国工程师Charles Wilson设计了世界上第一台可连续掘进的隧道掘进机，但由于设计上存在难以克服的滚刀问题，无法与当时刚诞生的钻爆法相媲美，致使其无... 详细信息

0引言全断面隧道掘进机（Full—face Tunnel Boring Machine）简称TBM。1851年，美国工程师Charles Wilson设计了世界上第一台可连续掘进的隧道掘进机，但由于设计上存在难以克服的滚刀问题，无法与当时刚诞生的钻爆法相媲美，致使其无用武之地。

关键词：全断面隧道掘进机 Tunnel Wilson face TBM 工程师钻爆法设计

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盾构盾尾间隙测量装置试验研究

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 56-59页

作者：孙连庄欠伟上海隧道工程有限公司上海200232 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137

文章介绍了针对盾构隧道施工过程中盾尾与管片间隙测量需求而研制开发的具有完全自主知识产权的SRGD新型盾尾间隙检测仪装置及试验研究。该仪器可通过高精度转台与激光测距仪检测管片位置,从而利用三角几何关系推算盾尾间隙。于上海虹... 详细信息

文章介绍了针对盾构隧道施工过程中盾尾与管片间隙测量需求而研制开发的具有完全自主知识产权的SRGD新型盾尾间隙检测仪装置及试验研究。该仪器可通过高精度转台与激光测距仪检测管片位置,从而利用三角几何关系推算盾尾间隙。于上海虹梅路隧道及宁波地铁3号线类矩形盾构隧道施工现场完成了盾尾间隙测量试验,验证了其在工程应用中的检测精度及可靠性。

关键词：盾构隧道盾尾间隙测量试验研究

大型下沉式盾构模拟试验平台液压加载系统的研制

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筑路机械与施工机械化 2009年第10期26卷 61-63页

作者：庄欠伟上海隧道工程股份有限公司上海200233

以大型下沉式盾构机综合模拟试验为背景,对其组合式液压加载系统进行设计、计算、研制。采用研制出的组合式液压加载系统,能够以各种不同的加载方式,对不同土体,进行不同埋深下的加载试验,模拟施工中盾构机可能遇到的各种工况,可在盾构... 详细信息

以大型下沉式盾构机综合模拟试验为背景,对其组合式液压加载系统进行设计、计算、研制。采用研制出的组合式液压加载系统,能够以各种不同的加载方式,对不同土体,进行不同埋深下的加载试验,模拟施工中盾构机可能遇到的各种工况,可在盾构研发、功能测试及施工试验中推广应用。

关键词：下沉式盾构模拟试验平台反力架加载系统侧向加载系统

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类矩形盾构盾尾密封性能试验

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 51-55页

作者：夏汉庸庄欠伟徐天明张弛宁波市轨道交通集团有限公司宁波315101 上海隧道工程有限公司上海200232 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137

由于异型(如矩形)盾构断面不同于常规圆形盾构,其盾尾轮廓线并非常规圆形,其盾尾密封装置密封性能与常规盾构相比也有所不同。文章以宁波类矩形盾构隧道工程为依托,对类矩形盾构盾尾密封性能进行了模型试验分析。试验结果表明,采用3道... 详细信息

由于异型(如矩形)盾构断面不同于常规圆形盾构,其盾尾轮廓线并非常规圆形,其盾尾密封装置密封性能与常规盾构相比也有所不同。文章以宁波类矩形盾构隧道工程为依托,对类矩形盾构盾尾密封性能进行了模型试验分析。试验结果表明,采用3道钢刷的盾尾密封装置在水压为0.5 MPa时能满足施工密封要求,为安全施工提供了技术依据。

关键词：类矩形盾构盾尾密封模型试验

土压平衡式盾构电液控制系统集成技术及其应用

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土压平衡式盾构电液控制系统集成技术及其应用

作者：庄欠伟浙江大学

学位级别：硕士

盾构掘进机(简称盾构)是一种集机、电、液、传感、信息等技术于一体的隧道掘进专用工程机械。盾构的动力传递及控制系统具有传递功率大、负载多变、运动复杂、控制精度和可靠性要求高、安装空间小和环境恶劣等特点。电液控制系统固有的... 详细信息

盾构掘进机(简称盾构)是一种集机、电、液、传感、信息等技术于一体的隧道掘进专用工程机械。盾构的动力传递及控制系统具有传递功率大、负载多变、运动复杂、控制精度和可靠性要求高、安装空间小和环境恶劣等特点。电液控制系统固有的特点恰恰能够满足盾构的这种需求。近年迅速发展的电液控制技术综合利用了电子技术在信号检测、放大、处理和传输方面的优势与液压在功率转换放大和执行上的优势,成了盾构动力传递和控制不可替代的方式。本论文主要对盾构机的推进及刀盘驱动电液控制系统进行了设计和仿真研究,并进行了现场施工验证。论文主要研究内容如下: 1、根据盾构机施工要求,推进液压系统采用电液比例控制技术控制推进液压缸的速度及压力,并在此基础上提出了比例压力流量控制策略;指出推进液压缸控制应采用分区控制技术,并给出了推进液压缸分区原则。 2、针对盾构施工现场不易散热的工况,推进液压系统采用了负载敏感节能控制技术和插装阀集成技术,减少液压系统发热,提高系统效率。系统液压缸回退仿真证明采用插装阀技术可以减小液压缸回退时液压油沿程压力损失。 3、应用美国PTC公司的三维参数化设计软件Pro—Engineer,进行推进控制阀块测试试验台设计,增加了直观性,便于检测阀块流道是否干涉,方便试验台元件整体布局;利用其二维平面图导出功能,提高了设计效率。 4、应用法国Imagine公司的基于键合图的液压/机械系统建模、仿真及动力学分析软件—AMESim,建立推进液压系统及负载模型,并对其进行仿真分析,仿真证明推进液压系统采用比例压力流量复合控制可以进行压力控制并可以减小由其引起的速度波动,提高系统控制精度。 5、由于地质的不同,刀盘液压系统驱动压力相差比较大,而在某一地段掘进时其驱动压力变化又不大,因此刀盘液压驱动系统采用比例控制技术和恒功率控制技术相结合的控制方式。现场施工证明这种控制方式可以很好的应用于盾构机刀盘液压驱动系统。 6、刀盘液压驱动系统采用大排量泵和小排量泵组合,而非目前国际常用的大排量泵,在系统集成上实现了刀盘驱动单个液压泵故障情况下的系统重组技术。各泵及其控制系统相对独立,可以实现不同的组合,互为备用,提高了系统的可靠性。最后对全文所做的研究结果进行了简要总结,并对今后的工作进行了展望。

关键词：土压平衡式盾构机比例压力流量复合控制分区控制负载敏感控制系统仿真刀盘驱动液压系统

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射流联合盾构切削钢筋混凝土仿真与试验

岩土工程学报 2020年第10期42卷 1817-1824页

作者：庄欠伟袁一翔徐天明张弛上海大学土木工程系上海200444 上海隧道工程有限公司上海200238

针对传统盾构刀具直接切削钢筋混凝土所产生的弊端,进行磨料水射流联合盾构刀具切削钢筋混凝土研究。通过仿真和试验探究了磨料水射流在不同横移速度下对钢筋和素混凝土的切削效果和切割机理并确定了切割钢筋混凝土的最佳横移速度。研... 详细信息

针对传统盾构刀具直接切削钢筋混凝土所产生的弊端,进行磨料水射流联合盾构刀具切削钢筋混凝土研究。通过仿真和试验探究了磨料水射流在不同横移速度下对钢筋和素混凝土的切削效果和切割机理并确定了切割钢筋混凝土的最佳横移速度。研究结果表明:磨料水射流对钢筋和混凝土的切割机理存在差异性,水射粒子对钢筋的切割贡献十分有限;混凝土的切口深度和宽度大于钢筋,对横移速度变化的敏感性小于钢筋;在高横移速度下混凝土切口损伤宽度得到扩大但并不显著、钢筋出现切割残余;切割深度随着横移速度的增加而减小,下降速度由陡变缓;10 mm/min的横移速度较好满足切割C55钢筋混凝土的要求。基于前期研究成果开展模拟盾构切削试验,分析了磨料水射流联合盾构刀具破除C55钢筋混凝土的效果、刀具损伤和参数特征。试验结果表明:磨料水射流联合盾构刀具切削能有效解决盾构刀具直接切削所产生的钢筋缠绕问题,减少了刀具损伤,控制了扭矩峰值。

关键词：隧道开挖磨料水射流盾构刀具钢筋混凝土仿真

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异型管片综合试验平台研制与应用

现代隧道技术 2016年第S1期53卷 136-141页

作者：朱雁飞庄欠伟张衍杨正上海隧道工程有限公司上海200232 上海盾构设计试验研究中心有限公司上海200137 上海隧道工程有限公司市政公用工程设计研究院上海200082

由于异型管片(如矩形)断面不同于常规圆形管片,其受力状态比圆形管片差,需通过试验研究其受力性能,而现有管片加载试验装置多为圆形管片试验平台,加载方式多为对拉式和下沉式。新研制出的可重构式全方位加载闭环压力控制的异型管片试验... 详细信息

由于异型管片(如矩形)断面不同于常规圆形管片,其受力状态比圆形管片差,需通过试验研究其受力性能,而现有管片加载试验装置多为圆形管片试验平台,加载方式多为对拉式和下沉式。新研制出的可重构式全方位加载闭环压力控制的异型管片试验平台可以重新组合满足不同断面不同尺寸的单环或三环管片试验;该平台可以对管片径向和纵向进行竖向或水平全方位模拟加载;可自由分组加载并采用闭环控制系统对加载压力进行自动调整。宁波类矩形隧道工程利用该平台完成了类矩形极限工况的单环整环试验,试验结果表明该平台可以满足管片试验需求。

关键词：类矩形管片可重构式管片全方位加载闭环压力控制整环管片压力试验