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武汉软土小应变硬化模型参数试验研究

安全与环境工程 2024年第2期31卷 88-99页

作者：徐伟刘超胡科范毅雄太俊任兴伟冯晓腊中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010 河南天工建设集团有限公司河南南阳473006 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

小应变硬化(HSS)模型考虑了土体在非常小的应变条件下刚度的高度非线性,在深基坑工程变形分析中得到广泛应用,其中如何确定土体的各个模型参数是应用该模型的关键。针对武汉软土地区,结合国内外文献中对HSS模型的研究成果,总结了HSS模... 详细信息

小应变硬化(HSS)模型考虑了土体在非常小的应变条件下刚度的高度非线性,在深基坑工程变形分析中得到广泛应用,其中如何确定土体的各个模型参数是应用该模型的关键。针对武汉软土地区,结合国内外文献中对HSS模型的研究成果,总结了HSS模型中各个参数的确定方法,并以武汉市两个软土深基坑工程为背景,利用三轴固结剪切仪和GDS动三轴仪进行了三轴固结排水剪切试验和动三轴试验研究,获得了HSS模型所需的土体强度、小应变刚度等参数。在此基础上,构建了HSS模型中各个参数的经验关系,并根据国内外学者的研究成果,结合本文室内试验的结果,提出了一套完整的武汉市软土深基坑工程HSS模型参数的获取方法。研究成果可为武汉市类似工程地质条件下的深基坑工程变形分析提供参数和技术支撑。

关键词：武汉软土小应变硬化模型参数室内试验

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盾构输水隧道复合结构力学特性研究

市政技术 2024年第3期42卷 213-222页

作者：方燃范毅雄韦智操朱慧张美聪阎波叶肖伟中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

近些年,一种新型的盾构输水隧道复合结构形式(外层为盾构管片、内层为输水钢管、中间层为填充混凝土)被用于城市大型输水隧道的建设。然而,目前对其力学方面的深入研究还较少,力学特性尚不清晰。因此依托杭州市某水源工程,以该种复合结... 详细信息

近些年,一种新型的盾构输水隧道复合结构形式(外层为盾构管片、内层为输水钢管、中间层为填充混凝土)被用于城市大型输水隧道的建设。然而,目前对其力学方面的深入研究还较少,力学特性尚不清晰。因此依托杭州市某水源工程,以该种复合结构为研究对象,通过建立精细化有限元模型,研究了该复合结构在不同混凝土填充范围下的力学特性,并以加劲肋间距和内水压为变量进行了设计参数敏感性分析。研究结果表明:填充混凝土能提高复合结构的整体刚度,减小管片变形;内水压可以通过填充混凝土传递至管片,对复合结构整体受力有着显著影响;加劲肋间距可以有效减小输水钢管的局部应力,但超过2.0 m间距后对未布置加劲肋处的影响会减小。

关键词：盾构输水隧道复合结构力学特性数值模拟

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地基沉降引发输水盾构隧道复合结构受弯分析

浙江大学学报（工学版） 2023年第12期57卷 2476-2488页

作者：周浙件范毅雄方燃边学成浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

结合混凝土、螺栓和钢管的弹塑性变形特性,基于纵向等效连续模型和平截面假定,建立衬砌管片、输水钢管及在衬砌管片与输水钢管之间填充混凝土的受弯分析模型.求解该模型,得到地基沉降作用下盾构隧道纵向接缝张开量、最大混凝土压应变及... 详细信息

结合混凝土、螺栓和钢管的弹塑性变形特性,基于纵向等效连续模型和平截面假定,建立衬砌管片、输水钢管及在衬砌管片与输水钢管之间填充混凝土的受弯分析模型.求解该模型,得到地基沉降作用下盾构隧道纵向接缝张开量、最大混凝土压应变及最大钢管拉应变等关键参数.将所建模型应用于杭州某输水盾构隧道工程,结果表明:地基沉降引起隧道受弯,隧道结构将产生7类临界状态,且先后顺序为螺栓达到屈服应力、环缝张开2 mm (螺栓和管片混凝土被侵蚀)、钢管达到屈服应力、环缝张开6 mm(钢管和填充混凝土被侵蚀)、管片混凝土开始受压屈服、填充混凝土开始受压屈服、螺栓达到破坏应力.当钢管紧贴衬砌管壁时,隧道结构处于最不利工况,容易导致钢管腐蚀和隧道脆性破坏.

关键词：输水盾构隧道复合结构受弯分析模型受弯性能设计优化

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山区深井取水泵房的设计与施工

中国给水排水 2012年第16期28卷 58-61页

作者：范毅雄中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

以重庆市四座大型水厂的取水泵房为例,对山区取水工程中深井取水泵房、大跨度厂房的设计和施工经验进行了归纳总结,提出了设计和施工中应注意的要点,供类似工程参考。

关键词：山区取水工程深井取水泵房大跨度厂房

矿山法在轨道交通隧道施工中的数值模拟及稳定性分析

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长春工程学院学报（自然科学版） 2022年第4期23卷 36-41页

作者：方燃太俊范毅雄邱煜中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉430010 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 中国科学院大学北京100049

以西南地区某轨道交通隧道为研究对象,采用三维有限元数值模拟手段对矿山法开挖隧道围岩稳定性进行了分析。结合实际施工工序,模拟有支护结构、无支护结构作用的全断面法及两级台阶法开挖的隧道结构稳定性特征,综合评价不同开挖方案下... 详细信息

以西南地区某轨道交通隧道为研究对象,采用三维有限元数值模拟手段对矿山法开挖隧道围岩稳定性进行了分析。结合实际施工工序,模拟有支护结构、无支护结构作用的全断面法及两级台阶法开挖的隧道结构稳定性特征,综合评价不同开挖方案下围岩位移、围岩应力、塑性变形及支护结构内力等参数的变化规律,并提出隧道施工过程中开挖支护优化建议。

关键词：轨道交通隧道有限元模拟矿山开挖围岩稳定性支护结构内力

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武汉软土深基坑被动区加固参数优化分析

安全与环境工程 2022年第6期29卷 42-53页

作者：胡科崔泽恒邓涛范毅雄冯晓腊刘旭阳任兴伟中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

在武汉地区市政项目建设中的深基坑开挖往往面临周边建筑紧邻、地下管线复杂、软土覆盖深厚等问题,深基坑变形控制要求高。对于软土地区的超深基坑,基坑内被动区土体加固作为一种超前支护方式对深基坑的变形控制效果十分显著。以武汉市... 详细信息

在武汉地区市政项目建设中的深基坑开挖往往面临周边建筑紧邻、地下管线复杂、软土覆盖深厚等问题,深基坑变形控制要求高。对于软土地区的超深基坑,基坑内被动区土体加固作为一种超前支护方式对深基坑的变形控制效果十分显著。以武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理二期工程中的常青公园地下调蓄池工程软土深基坑为例,结合武汉和上海地区的工程经验及相关规程,通过现场和室内土工试验获得基坑各土层的物理力学参数,结合PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立了基坑三维数值模型,对基坑围护桩体水平位移和内支撑轴力进行了数值模拟,并将数值模拟结果与监测结果进行了对比,并对基坑加固体的尺寸参数和物理力学参数对基坑变形的影响进行了模拟分析。结果表明:基坑围护桩体水平位移和内支撑轴力的数值模拟结果与监测结果的变化规律基本一致,验证了数值模型模拟的精确性和合理性;对于矩形截面的加固体,加固体宽度的有效值范围为0.5H~1.0H,超过该有效值范围后基坑中间软土易出现“拱起效应”;加固体深度的有效值范围为0.8H~1.3H,超过该有效值范围后对基坑变形控制的影响不明显;基坑加固体内摩擦角和压缩模量的增大可以有效控制基坑的变形,基坑加固体黏聚力的变化对基坑变形的控制效果不明显。该研究结果对类似基坑工程加固体设计具有参考价值。

关键词：武汉软土深基坑被动区土体加固参数优化数值模拟

现浇磷石膏填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

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特种结构 2023年第3期40卷 1-6页

作者：蔡越范毅雄皮文强高琳娜刘志中国市政工程中南设计研究总院有限公司

本文旨在探讨现浇磷石膏墙体对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响,通过对单榀填充墙钢筋混凝土框架结构在低周往复荷载作用下应力应变的数值分析,对比研究磷石膏墙体与砌体填充墙墙体材料、孔洞效应、高宽比等参数对钢筋混凝土框架抗震... 详细信息

本文旨在探讨现浇磷石膏墙体对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响,通过对单榀填充墙钢筋混凝土框架结构在低周往复荷载作用下应力应变的数值分析,对比研究磷石膏墙体与砌体填充墙墙体材料、孔洞效应、高宽比等参数对钢筋混凝土框架抗震性能影响。结果表明:磷石膏墙框架结构相较砌体墙框架结构具有更高的承载力及更突出的延性性能、耗能能力;门洞开洞位置对结构承载力、初始刚度影响较小,基本可以忽略;相同条件下墙体高宽比越大,结构屈服荷载、抗侧刚度越小;结构承载力和初始刚度随高宽比的增大而降低,但在较低的高宽比范围内影响较小。本文可为磷石膏填充墙钢筋混凝土框架结构设计提供参考依据。

关键词：现浇磷石膏墙砌体墙抗震性能有限元分析

预制圆管顶管允许最大顶力的解析公式及其应用探究

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特种结构 2021年第5期38卷 84-89页

作者：范毅雄中国市政工程中南设计研究总院有限公司

基于顶管接头接触面压应力为线性分布的假定,以管道截面受压区间比和内外径比为基础变量,推导了顶力合力、力矩和偏心距的解析公式。由顶管接头的变形约束条件,推导了受压区间比基于管道偏转角、管线转弯半径的解析公式。在此基础上就... 详细信息

基于顶管接头接触面压应力为线性分布的假定,以管道截面受压区间比和内外径比为基础变量,推导了顶力合力、力矩和偏心距的解析公式。由顶管接头的变形约束条件,推导了受压区间比基于管道偏转角、管线转弯半径的解析公式。在此基础上就可以基于受压区间比、顶力合力偏心距、管道偏转角、管线转弯半径这四个变量之一计算允许最大顶力,或由已知施工顶力计算允许最大偏心距、允许最大偏转角或允许最小转弯半径。为方便应用,根据解析公式编制有关系数的图表供查询使用。最后推导了压应力为二次方分布条件下的解析公式,并进行了初步的对比研究。

关键词：顶管预制圆管允许最大顶力管道接头应力分布解析公式

与壁板刚性连接的钢筋混凝土大截面梁的实用计算方法

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特种结构 2012年第6期29卷 36-40页

作者：范毅雄中国市政工程中南设计研究总院

给水排水构筑物结构设计中,有时会遇到截面高度很大的梁垂直连接于水池壁板上的情况。据此,本文通过对此类结构有限元计算结果的统计分析,得到如下的结论:当梁高不大于壁板高度的一半时,可采用等效框架法进行简便计算;等效框架中壁板的... 详细信息

给水排水构筑物结构设计中,有时会遇到截面高度很大的梁垂直连接于水池壁板上的情况。据此,本文通过对此类结构有限元计算结果的统计分析,得到如下的结论:当梁高不大于壁板高度的一半时,可采用等效框架法进行简便计算;等效框架中壁板的等效宽度只和壁板高度、壁板厚度、梁高度、梁宽度这四个因素相关。为方便应用,本文编制了等效宽度选用表,还对梁端与壁板连接处的计算和构造措施提出了建议。

关键词：大截面梁二维弹性分析有限元分析给水排水工程