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洛阳铲取土的力学机理分析

科学技术与工程 2013年第4期21卷 935-941页

作者：陈亮裴行凯胡孝彭河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室/岩土工程科学研究所南京210098

洛阳铲因其操作方便、实用经济被广泛运用到岩土桩基工程中,而目前对于洛阳铲取土原理的研究尚不成熟。选取洛阳铲作为研究对象,测量铲子形状,并拟合出铲子的几何曲线。通过对铲中土的受力分析,推导出铲土接触面上平衡铲中土体自重的剪... 详细信息

洛阳铲因其操作方便、实用经济被广泛运用到岩土桩基工程中,而目前对于洛阳铲取土原理的研究尚不成熟。选取洛阳铲作为研究对象,测量铲子形状,并拟合出铲子的几何曲线。通过对铲中土的受力分析,推导出铲土接触面上平衡铲中土体自重的剪应力。另通过土拱效应原理求出铲土接触面上土体的抗剪强度,分析认为洛阳铲取土力学机理可以解释成:土拱作用增加了土体与铲面的法向接触应力,提高了土体与铲面的抗剪强度,使其克服土体重力所产生的剪应力,实现取土。另外,对洛阳铲取土效果的影响因素进行了分析,分析表明:洛阳铲取土后铲内土体的稳定性系数随土体粘聚力、土体内摩擦角及铲土深度的增大而增大,随土体容重和洛阳铲铲口尺寸的增大而减小。

关键词：洛阳铲几何形状土拱效应力学机理稳定分析

深基坑开挖对临近既有地铁隧道的纵向影响分析

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水利与建筑工程学报 2019年第1期17卷 205-210页

作者：裴行凯广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

针对地铁隧道临近开挖的深基坑工程,利用三维有限元模型系统研究了软土地区基坑开挖对地铁隧道纵向衬砌断面应力和弯矩分布规律,重点针对隧道的危险断面,进行了局部的应力分析,将隧道沿纵向分为危险区Ⅰ、危险区Ⅱ和无影响区,在危险区... 详细信息

针对地铁隧道临近开挖的深基坑工程,利用三维有限元模型系统研究了软土地区基坑开挖对地铁隧道纵向衬砌断面应力和弯矩分布规律,重点针对隧道的危险断面,进行了局部的应力分析,将隧道沿纵向分为危险区Ⅰ、危险区Ⅱ和无影响区,在危险区Ⅰ邻近基坑一侧隧道衬砌断面有受拉趋势,另一侧呈受压趋势;在危险区Ⅱ隧道衬砌断面受力趋势与危险区Ⅰ相反。同时,对比计算表明隧道等效刚度折减系数的选取直接决定了数值模拟结果中隧道衬砌内力的分布。

关键词：基坑开挖盾构隧道纵向刚度临近地铁

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洞桩法车站拱顶开洞结构力学行为分析

中国公路学报 2024年

作者：章慧健周学民苏文汉裴行凯陈泽坤西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室中铁五局集团华南工程有限公司广州地铁设计研究院股份有限公司

地铁车站在修建过程中常对主体结构开设孔洞以满足其换乘等功能需求，但会较大地削弱开洞部位主体结构的承载能力。为了探究洞桩法地铁车站拱顶开洞结构力学行为，本文以广州某新建的洞桩法地铁车站为研究对象，通过室内模型试验对洞桩... 详细信息

地铁车站在修建过程中常对主体结构开设孔洞以满足其换乘等功能需求，但会较大地削弱开洞部位主体结构的承载能力。为了探究洞桩法地铁车站拱顶开洞结构力学行为，本文以广州某新建的洞桩法地铁车站为研究对象，通过室内模型试验对洞桩法车站拱顶开洞结构的破坏模式、裂缝扩展与变形规律展开深入研究；其次通过数值模拟方法对全尺度车站拱顶开洞结构的稳定性和开洞的影响范围进行分析。研究结果表明：车站拱顶开洞段的纵梁处于三维扭转状态，但其水平抗弯刚度较大，仍以竖向弯曲为主要变形特征；纵梁无拱一侧的纵断面中心形成“Y”型拉剪-张拉复合型贯穿裂缝，而跨中部分形成的45°贯穿剪切斜裂缝；洞口边界出现显著的应力集中现象，同时车站结构整体传力路径发生改变，中扣拱不直接影响开洞区域内的其余结构；相比于未开洞段，以变形之差小于10%为判据，得到车站拱顶开洞的影响范围为开洞长度的0.8倍，各结构内力受影响程度排序为：纵梁>拱>底板>侧墙。研究成果可为类似地质条件下的地下工程建设提供重要参考。

关键词：隧道工程洞桩法车站拱顶开洞破坏模式开洞力学行为

钢板连接及接驳器连接的支撑-腰梁-地下连续墙节点力学性能试验研究

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建筑结构 2021年第24期51卷 130-135页

作者：麦家儿卢晓智何冠鸿裴行凯广州地铁设计研究院股份有限公司广州510669

提出了一种能够适用于内支撑系统的装配式地铁车站施工方案,并对其支撑、腰梁及地下连续墙节点进行了静载足尺试验,对比了腰梁与连续墙之间采用钢板连接及接驳器连接两种不同连接方式下节点的整体力学性能。结果表明:采用两种不同连接... 详细信息

提出了一种能够适用于内支撑系统的装配式地铁车站施工方案,并对其支撑、腰梁及地下连续墙节点进行了静载足尺试验,对比了腰梁与连续墙之间采用钢板连接及接驳器连接两种不同连接方式下节点的整体力学性能。结果表明:采用两种不同连接方式的节点最终破坏方式较接近,首先均是支撑顶部的受力钢筋发生受拉屈服,随着悬臂端荷载增大,在正应力及剪应力的作用下支撑底部的混凝土达到双轴抗压强度,混凝土发生破坏,试件失效;钢板连接节点的水平钢板能够较好地协调不同位置处钢筋的应力并且提供更高的承载力和更好的延性。

关键词：装配式地铁车站节点力学性能钢板连接接驳器连接静载足尺试验

深基坑开挖对临近既有地铁隧道的影响分析与对策

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水利与建筑工程学报 2013年第3期11卷 45-48页

作者：裴行凯倪小东河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098

结合上海宝庆路临近地铁7号线某深基坑工程的设计方案,利用数值模拟的方法动态预测深基坑开挖对临近既有地铁隧道的影响,并对地铁保护方案进行模拟对比分析;为防止地下连续墙开挖造成过大的位移,预先采用三轴水泥土搅拌桩进行槽壁加固,... 详细信息

结合上海宝庆路临近地铁7号线某深基坑工程的设计方案,利用数值模拟的方法动态预测深基坑开挖对临近既有地铁隧道的影响,并对地铁保护方案进行模拟对比分析;为防止地下连续墙开挖造成过大的位移,预先采用三轴水泥土搅拌桩进行槽壁加固,并对坑底加固强度进行对比分析,发现对基坑底部土体进行加固可有效抑制临近隧道的变形,但应注意选择最优化的加固强度。

关键词：基坑开挖有限元分析盾构隧道临近地铁隧道

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临近隧道基坑开挖中土体加固的敏感性分析

河北工程大学学报（自然科学版） 2015年第2期23卷 19-23页

作者：裴行凯倪小东广州地铁设计研究院有限公司广州510010 河海大学土木与交通学院南京210098

结合某软土地区基坑开挖对邻近隧道纵向影响保护方案,利用ABAQUS动态模拟基坑开挖对临近隧道纵向变形及隧道断面弯矩的影响,对比分析坑内三轴搅拌桩土体加固强度与加固深度作为保护方案的敏感性。分析得出:随着加固强度的增加,隧道纵向... 详细信息

结合某软土地区基坑开挖对邻近隧道纵向影响保护方案,利用ABAQUS动态模拟基坑开挖对临近隧道纵向变形及隧道断面弯矩的影响,对比分析坑内三轴搅拌桩土体加固强度与加固深度作为保护方案的敏感性。分析得出:随着加固强度的增加,隧道纵向位移有显著减少,达到一定值后,约束作用明显减弱;加固强度的增加对隧道纵向截面弯矩影响较弱;加固深度对隧道的变形有明显的抑制作用,但并非加固深度越深越好;地下连续墙、被动土体加固对临近基坑开挖引起的位移具有阻断作用;针对本案例,提出最优加固强度200 MPa及加固深度6 m,这既能对隧道变形起到很好抑制作用,又能实现最优的经济效益。

关键词：基坑开挖有限元分析盾构隧道临近地铁

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洞桩法车站扣拱方案优化

城市轨道交通研究 2024年第12期27卷 182-187页

作者：裴行凯黄彪戴永兴陈委杨宇杰章慧健广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 广州地铁建设管理有限公司广州510330 西南交通大学土木工程学院成都610031

[目的]在洞桩法施工中,不同扣拱方案的选择对结构力学特性具有重要的影响。为确保城市地下结构的可靠性和安全性,必须严格监测地面沉降,因此有必要系统地研究各类扣拱方案对支护结构及地面变形的影响规律。[方法]以广州地铁11号线天河... 详细信息

[目的]在洞桩法施工中,不同扣拱方案的选择对结构力学特性具有重要的影响。为确保城市地下结构的可靠性和安全性,必须严格监测地面沉降,因此有必要系统地研究各类扣拱方案对支护结构及地面变形的影响规律。[方法]以广州地铁11号线天河东站工程为例,采用MIDAS/GTS软件构建三维有限元模型,深入分析不同扣拱方案下的地面沉降特征及拱部初期支护的内力分布规律。同时,结合现场地面沉降监测数据对数值模拟结果进行验证。[结果及结论]根据初支扣拱的计算结果可知,相较于CD(中隔墙)法,台阶法的地面沉降、拱部初支弯矩和轴力分别增加了6.80%、9.74%和14.62%,但均满足施工控制要求。根据二衬扣拱的研究结果可知,相较于顺序拆撑法,交替拆撑法能够显著减小地面沉降,且对拱部初支内力的影响较小。CD法初支扣拱配合交替拆撑二衬扣拱的方案具有优越性。

关键词：地铁车站洞桩法扣拱方案

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BIM技术在装配式地铁车站设计中的应用

项目管理技术 2019年第3期17卷 48-52页

作者：裴行凯何冠鸿郭佳奇广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

BIM技术是装配式建筑集成效应发挥的重要保证。利用BIM技术对广州某装配式地铁车站进行方案设计、三维建模、结构设计、施工模拟,并通过二次开发满足了不同设计需求。应用实践表明,BIM技术能显著提高地铁车站设计效率和质量,先导性地指... 详细信息

BIM技术是装配式建筑集成效应发挥的重要保证。利用BIM技术对广州某装配式地铁车站进行方案设计、三维建模、结构设计、施工模拟,并通过二次开发满足了不同设计需求。应用实践表明,BIM技术能显著提高地铁车站设计效率和质量,先导性地指导地铁车站施工,提高项目综合管理水平。装配式建筑理念与BIM技术的特点在全面协同、精细设计、标准化信息化管理、施工模拟、多样化需求定制等诸多方面可以相互补充,两者深度融合有利于地铁建设领域工业化、信息化、智能化的快速发展。

关键词： BIM技术地铁车站装配式建筑应用

某地铁车站开洞梁承载性能试验及数值分析研究

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结构工程师 2021年第2期37卷 167-173页

作者：麦家儿卢晓智何冠鸿裴行凯广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010

梁腹开洞式梁结构作为一种地面建筑较为常用的结构形式,在地铁车站中并无应用的先例。某地铁车站内部分管线拟在顶板横梁所开的孔洞内通过,为满足该地铁管线的穿孔要求,顶板横梁梁腹开洞尺寸需突破构造要求,而顶板横梁开洞后承载性能的... 详细信息

梁腹开洞式梁结构作为一种地面建筑较为常用的结构形式,在地铁车站中并无应用的先例。某地铁车站内部分管线拟在顶板横梁所开的孔洞内通过,为满足该地铁管线的穿孔要求,顶板横梁梁腹开洞尺寸需突破构造要求,而顶板横梁开洞后承载性能的优劣将影响车站的安全。基于此背景,依靠广州地区某预装配式地铁车站相关构件研究,以地铁车站梁腹开洞顶板横梁为研究对象,开展了探究承载能力极限的缩尺模型试验及数值模拟分析。试验结果表明:构件在加载过程中展现出良好的延性破坏行为,孔洞处未成为薄弱部位而提前破坏。合理地配置孔洞周边补强钢筋有利于改善开洞横梁的承载性能,研究结论可为相关工程设计、施工提供指导。

关键词：地铁车站梁腹开洞承载性能模型试验数值模拟