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基于数字孪生的建设工程项目管理数字化

土木工程学报 2024年第7期57卷 106-128页

作者：宫志群王永志廖少明中国建设基础设施有限公司北京100044 同济大学上海200092

我国大型建设项目具有规模大、工序复杂交叉、信息碎片化、劳动力短缺等问题,对传统项目管理方式形成了挑战,项目管理数字化需求十分迫切,其中数字孪生是当前实现项目管理数字化的重要手段。通过研究数字孪生的内涵、孪生映射以及数字... 详细信息

我国大型建设项目具有规模大、工序复杂交叉、信息碎片化、劳动力短缺等问题,对传统项目管理方式形成了挑战,项目管理数字化需求十分迫切,其中数字孪生是当前实现项目管理数字化的重要手段。通过研究数字孪生的内涵、孪生映射以及数字孪生成熟度评价,并结合南通绕城高速公路项目的应用实践,总结并提出基于数字孪生的建设项目管理数字化转型的实现路径、技术手段及建议。主要结论如下:(1)基于数字孪生内涵,构建了建设项目管理的数字孪生模型及考虑生命周期、模型映射、功能和数据完备性的四维度数字孪生成熟度评价模型。(2)采用BIM、GIS、UAV和IoT技术集成,在BIM“一模到底”理念下构建以BIM为数据载体的高速公路项目的数字孪生模型,实现孪生体虚实精准映射。(3)基于数字孪生的工程项目管理数字化具有提升组织管理能力、管理效益提升、提升工程质量、项目数字资产价值再生等意义。(4)为切实推动建设项目管理数字化,需根据项目特点,着力解决项目结合、理念转变、组织保障和技术支撑等问题。

关键词：建设项目管理数字孪生数字化建筑信息模型

地铁车站明暗挖施工引起的地表沉降叠加效应研究

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施工技术（中英文） 2024年第3期53卷 6-13页

作者：宫志群王永志廖少明唐聪同济大学土木工程学院上海200092 中国建设基础设施有限公司北京100044

为满足复杂环境下大型地下空间的高效开发需求,地下工程采用明暗挖工法进行组合施工的趋势日益明显。而近距离的明挖与暗挖施工会产生地层沉降叠加效应,研究其规律对于施工控制及环境安全较重要。以徐州地铁彭城广场站工程为背景,采用... 详细信息

为满足复杂环境下大型地下空间的高效开发需求,地下工程采用明暗挖工法进行组合施工的趋势日益明显。而近距离的明挖与暗挖施工会产生地层沉降叠加效应,研究其规律对于施工控制及环境安全较重要。以徐州地铁彭城广场站工程为背景,采用文献调研及数值模拟法对明暗挖组合式地铁车站开挖施工引起的地表变形规律进行研究,并与单一形式的明挖和暗挖引起的地表沉降特征进行对比。研究结果表明,明暗挖施工引起的地表沉降叠加效应与两者的先后开挖顺序及基坑与隧道间距相关。地表沉降叠加形态随基坑与隧道间距变化,随着基坑与隧道间距的增加地表沉降形态从单凹槽形变为双凹槽形;先明挖后暗挖顺序下暗挖隧道施工引起的最大地表沉降增加,先暗挖后明挖顺序下明挖基坑施工引起的最大地表沉降减小。

关键词：地铁沉降叠加效应数值分析

隧道纵向剪切效应的简化弹性地基柱壳理论解析

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岩石力学与工程学报 2006年第7期25卷 1486-1493页

作者：廖少明同济大学地下建筑与工程系上海200092

基于弹性板理论,考虑板壳剪切变形的影响,将隧道作为弹性地基上的柱壳,采用弹性柱壳理论及简化三角函数表达的地基位移函数,经理论推导,提出将盾构管片隧道刚度离散为显式的环向剪切刚度及径向剪切刚度,并从理论上计算分析和探讨板壳弯... 详细信息

基于弹性板理论,考虑板壳剪切变形的影响,将隧道作为弹性地基上的柱壳,采用弹性柱壳理论及简化三角函数表达的地基位移函数,经理论推导,提出将盾构管片隧道刚度离散为显式的环向剪切刚度及径向剪切刚度,并从理论上计算分析和探讨板壳弯曲刚度和剪切刚度对隧道横断面结构内力的影响,得出提高隧道切向剪切刚度能够改善纵向结构传力性能,减少横向弯曲变形等重要结论;提出在软弱地层中,隧道横向采用一定刚度的柔性设计,而隧道纵向则采用一定柔度的刚性设计的设计思想,这对于优化现行隧道纵、环向刚度设计具有指导意义,是隧道纵向剪切传递理论的一个重要补充。

关键词：隧道工程纵向剪切弹性地基柱壳三角位移函数剪切刚度

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大直径盾构浅覆土穿越扰动下的边坡变形规律

中南大学学报（自然科学版） 2023年第3期54卷 998-1011页

作者：何君佐奚晓广廖少明王瑞孙九春同济大学地下建筑与工程系上海200092 腾达建设集团股份有限公司上海200122

为了研究大直径盾构浅覆土穿越扰动下的边坡变形规律,本文以之江路输水管廊与道路提升工程为背景,首先,建立有限元数值模型并用地表沉降实测数据验证其可靠性;其次,通过数值计算与理论分析,揭示边坡受下方浅覆土大直径盾构开挖扰动产生... 详细信息

为了研究大直径盾构浅覆土穿越扰动下的边坡变形规律,本文以之江路输水管廊与道路提升工程为背景,首先,建立有限元数值模型并用地表沉降实测数据验证其可靠性;其次,通过数值计算与理论分析,揭示边坡受下方浅覆土大直径盾构开挖扰动产生变形的机理;最后,建立精细化模型,探讨不同因素对边坡变形的影响规律。研究结果表明:在非边坡区域,两线开挖后地表沉降呈对称的“W形”,而在边坡偏载作用下,地层沉降呈现出明显非对称性,北线隧道左侧坡底地层沉降远大于隧道右侧地表沉降;边坡挡土墙变形以下沉和向背土侧的平移及倾斜为主;在挡墙侧移及盾构开挖的联合作用下,坡顶沉降与一般盾构开挖导致地表沉降不同,整体分布呈三角形,沉降最大值出现在挡土墙附近;边坡变形与地层损失率及边坡高度呈正相关,与隧道埋深及相对水平距离呈负相关。

关键词：边坡大直径盾构地层变形参数分析数值模拟

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盾构法隧道管片拼装过程中的衬砌内力解析

土木工程学报 2013年第3期46卷 127-135页

作者：廖少明徐进焦齐柱同济大学上海200092 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

传统的盾构隧道管片衬砌设计常常将拼装完成的整环衬砌承受水土等外部荷载作用视为最不利工况,但隧道衬砌均要经历成环前拼装及成环后承受外部荷载作用等两个阶段,每个衬砌环所产生隧道变形又构成了后续衬砌环拼装的先期变形条件。特别... 详细信息

传统的盾构隧道管片衬砌设计常常将拼装完成的整环衬砌承受水土等外部荷载作用视为最不利工况,但隧道衬砌均要经历成环前拼装及成环后承受外部荷载作用等两个阶段,每个衬砌环所产生隧道变形又构成了后续衬砌环拼装的先期变形条件。特别是对于超大直径管片隧道或在较为困难的施工条件下,较大的先期变形将对隧道拼装内力产生显著影响。显然这种影响与管片接头构造及施工过程密切相关,不合理的设计与施工可导致管片碎裂、渗水等现象而影响隧道的长期使用与耐久性。针对这种情况,对盾构管片衬砌的整个拼装成环过程进行力学解析,并在计算中创新性地引入环间螺栓孔错位的影响。通过计算实例分析一般变形条件下管片分步拼装成环阶段的基本受力特点,以期可以据此优化盾构隧道衬砌结构与构造设计、管片制作及拼装施工控制等,提高隧道衬砌环的施工质量。

关键词：盾构施工拼装阶段连接螺栓衬砌内力解析方法

基于颗粒流椭球体理论的隧道极限松动区与松动土压力

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岩土工程学报 2013年第4期35卷 714-721页

作者：武军廖少明张迪同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

砂土地层中隧道所受土压力与土拱效应及松动区的发展密切相关,而砂土地层拱效应大小又与砂土颗粒流动规律相关。基于颗粒流椭球体理论,提出了砂土中隧道松动区的计算方法,并对Terzaghi松动土压力计算公式进行了改进。研究表明:与Terzagh... 详细信息

砂土地层中隧道所受土压力与土拱效应及松动区的发展密切相关,而砂土地层拱效应大小又与砂土颗粒流动规律相关。基于颗粒流椭球体理论,提出了砂土中隧道松动区的计算方法,并对Terzaghi松动土压力计算公式进行了改进。研究表明:与Terzaghi土柱理论假定的直立滑动面不同,基于颗粒流的砂土隧道松动区为细长的椭圆或该椭圆的一部分,且其形状及大小随偏心率、松动系数而变化,即随砂土颗粒形状、级配、密实度等地层特性而变化;松动区竖直滑移面上的侧压系数是小于Terzaghi的建议值。最后,通过与相关文献的离心模型试验结果进行了对比分析,验证了该方法的合理性,该成果可用于砂性地层中深埋地下管道和隧道的垂直土压力的计算。

关键词：隧道工程松动区松动土压力砂土颗粒流土拱效应

盾构隧道凹凸榫-斜螺栓形式环缝径向顺剪抗剪刚度研究

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隧道建设（中英文） 2023年第2期43卷 228-239页

作者：张迪徐幼建廖少明陈睿杰孙佳程中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

为研究盾构隧道环缝径向顺剪的抗剪性能,针对凹凸榫-斜螺栓形式的环缝,建立环缝径向顺剪抗剪刚度模型;将环缝的径向顺剪过程分解为静摩擦作用、螺栓锚固、螺栓弯曲变形以及凹凸榫咬合4个阶段,分析不同阶段环缝的受力特点及抗剪刚度的主... 详细信息

为研究盾构隧道环缝径向顺剪的抗剪性能,针对凹凸榫-斜螺栓形式的环缝,建立环缝径向顺剪抗剪刚度模型;将环缝的径向顺剪过程分解为静摩擦作用、螺栓锚固、螺栓弯曲变形以及凹凸榫咬合4个阶段,分析不同阶段环缝的受力特点及抗剪刚度的主要构成,并通过解析方法得到4个阶段抗剪刚度的显式解答。选取足尺环缝径向剪切试验的试验结果对螺栓作用阶段抗剪刚度理论模型进行验证并分析误差来源,结果表明,由于螺栓的装配方式、环缝剪切试验中结构的受力变形原理等因素,理论模型与试验结果存在差异,但变形阶段存在一定的相似性,理论模型能够较正确地描述环缝剪切过程中螺栓的力学行为。选取带榫管片环缝剪切试验对分布式凹凸榫在咬合阶段的抗剪刚度进行验证,结果表明,当纵向力较大时(达到2000 kN),凹凸榫抗剪刚度的试验结果与理论模型计算结果接近,说明该模型能够较准确地描述在纵向力较大的情况下环缝剪切过程中凹凸榫的力学行为。

关键词：盾构隧道凹凸榫斜螺栓环缝纵向抗剪刚度

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基于Web的隧道盾构法施工动态监控系统

上海交通大学学报 2012年第1期46卷 105-108页

作者：肖敏廖少明周松同济大学地下建筑与工程系上海200092 上海市第二市政工程有限公司上海200082

利用隧道盾构法施工参数与环境监测数据的实时采集方法,构建了基于Web的远程监控系统.该系统基于B/S模式,采用***技术,最大限度地追求"瘦客户"目标,并根据施工力学与数据模式识别原理对所采集的施工监测数据进行识别与分析.结果表明,所... 详细信息

利用隧道盾构法施工参数与环境监测数据的实时采集方法,构建了基于Web的远程监控系统.该系统基于B/S模式,采用***技术,最大限度地追求"瘦客户"目标,并根据施工力学与数据模式识别原理对所采集的施工监测数据进行识别与分析.结果表明,所构建的远程监控系统可以实现远程实时动态监控,并反映施工过程中的风险.

关键词：隧道盾构法施工远程监控模式识别动态风险

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盾构上下夹穿运营地铁的变形控制与实测分析

岩土工程学报 2012年第5期34卷 812-818页

作者：廖少明杨宇恒同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

结合上海地铁某区间隧道上下夹穿运营地铁的工程实例,首先采用数值模拟的方法,对先上后下和先下后上两种不同穿越次序引起的地铁隧道变形及地层扰动影响进行了比较分析。计算结果表明:近距离夹穿情况下盾构扰动引起的地层位移场分布呈... 详细信息

结合上海地铁某区间隧道上下夹穿运营地铁的工程实例,首先采用数值模拟的方法,对先上后下和先下后上两种不同穿越次序引起的地铁隧道变形及地层扰动影响进行了比较分析。计算结果表明:近距离夹穿情况下盾构扰动引起的地层位移场分布呈现较为复杂的变化。然后,通过进一步分析对比这种复杂变化导致的风险,得出先下后上的穿越次序对隧道的变形及周边环境的的控制更为有利的结论,并制订了针对性的变形控制措施。最后,结合现场实测数据,验证了理论预测及施工措施的合理性,为类似穿越情形的盾构施工控制提供了参考。

关键词：盾构上下夹穿穿越次序变形控制有限元实测分析