赵旭
- 作品数：36 被引量：180H指数：8
- 供职机构：北京工业大学建筑工程学院城市与重大工程安全减灾省部共建重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划广东省地震工程与应用技术重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 松动圈及减震层对隧道地震响应影响的试验研究被引量：10
- 2018年
- 减震层的设置对隧道结构的耐震性具有积极作用。研制一套适用于振动台动力模型试验的柔性气囊加载系统,对隧道自重应力进行伺服模拟,根据3种工况的模型试验结果,对比模型加速度、附加应变及弯矩和结构破坏形态,分析减震层和松动圈对隧道结构的动力响应影响机制。结论表明,无论是松动圈或减震层,都并未改变结构的动力响应规律和基本破坏形态;由于松动圈的存在,减弱了围岩对隧道结构的约束作用,造成隧道结构变形的增大,对隧道整体稳定性不利,结构附加弯矩增大,表明其在遭受地震时更容易发生破坏;设置减震层能有效地减小结构各点在地震作用下产生的附加应变,改善结构的受力性能,协调隧道整体变形,提高了结构的抗震性能;类似于松动圈和减震层的隧道衬砌外周较柔性结构影响隧道动力性能的关键因素可归结为材料的刚度,即材料几何上的厚度和强度。
- 赵旭黎若寒陶连金李书龙黄景琦赵密
- 关键词：隧道工程山岭隧道振动台模型试验动力响应松动圈
- 跨断层隧洞拟静力缩尺试验相似材料研究被引量：7
- 2022年
- 相似材料设计是保证试验模型与原型力学性质匹配的关键环节之一。依托滇中引水工程的香炉山隧洞,基于相似理论和量纲分析法,推导跨断层隧洞拟静力缩尺试验物理量的相似关系,进而以重晶石粉、河砂为骨料,以石膏、石灰为胶结材料,研制混凝土及岩体的模型相似材料,并通过一系列试验研究各组分对模型材料物理力学参数的影响。试验结果表明:高强石膏含量、水胶比可显著改变相似材料的强度、弹性模量和密度;当砂胶比取0.8~1.2时材料的强度变化较小,当砂膏比取3~12时材料的强度显著降低;以高强石膏、低强石膏、重晶石粉、河砂制配的相似材料可较好地模拟C30混凝土的弹塑性性能及脆性破坏模式;以高强石膏、石灰、河砂制配的相似材料可较好地模拟IV级、V级围岩的张拉劈裂破坏及斜剪破坏模式。该相似材料的研制过程和配比可为类似模型试验及数值模拟提供重要的参考依据。
- 王鸿儒赵密钟紫蓝张向阳赵旭杜修力
- 关键词：山岭隧道模型试验
- 断层破碎带注浆加固对跨断层隧道减震效果的试验研究被引量：3
- 2023年
- 隧道跨越断层区段是地震中最容易发生破坏的区域之一。为研究注浆加固断层破碎带对于跨断层隧道的减震机制与效果,设计了断层内有、无注浆加固的2种模型,采用1-g振动台试验,输入汶川地震动记录,测试隧道衬砌的加速度响应和应变响应时程。分析试验结果发现,跨断层隧道的最大加速度响应和最大Arias烈度均位于断层破碎带与上盘岩体交界处,隧道衬砌最大动应变分布在该交界面侧的隧道拱肩部位和断层破碎带侧的拱底部位;注浆加固可以显著减小该处的加速度响应和Arias烈度,并降低隧道衬砌环动应变沿纵向的差异。通过注浆加固破碎带提升断层内隧道周围的地层物理力学特性以减小隧道纵向地层性质差异,可以有效减小跨断层隧道的加速度放大效应与变形差异。
- 袁勇黎若寒赵旭
- 关键词：断层地震响应振动台试验注浆加固
- 碳纤维增强复合材料加固后埋地压力钢管在逆断层作用下的力学性能研究被引量：1
- 2023年
- 碳纤维增强复合材料(CFRP)被广泛应用于工程结构加固领域,以提高结构抵抗变形的能力。基于管道-土体相互作用三维非线性有限元分析方法,研究逆断层作用下埋地油气钢管经外包CFRP加固后的非线性响应规律和破坏模式。基于Hashin失效准则模拟CFRP受力破坏过程,与相关理论公式进行对比验证,并对加固前后逆断层错动连续埋地钢管力学响应进行分析。研究结果表明,CFRP加固钢管可显著提高其抵抗逆断层错动的能力,0°/90°为最佳缠绕角度;管道内压的施加虽抑制了管道轴向应变的增加,但当管道发生局部屈曲后,管道内压会导致管道屈曲集中于应力最大处;管道内压的施加不仅增强了CFRP加固钢管的抗变形能力,还抑制了CFRP加固钢管发生局部屈曲后应变的发展。
- 钟紫蓝赵鑫崔建阳赵旭韩俊艳
- 关键词：跨断层压力钢管CFRP数值模拟
- SH波作用下山岭隧道洞口段结构动力响应研究被引量：11
- 2015年
- 基于弹性波动理论,将山岭隧道洞口段简化为单面边坡模型,考虑波在洞口边坡的反射效应,推导垂直入射SH波作用下隧道轴线上的位移场分布,并将隧道简化为三维薄壁壳结构,以得到在该位移场作用下隧道结构的动力响应。针对上述分析结果开展山岭隧道洞口段振动台模型试验,以验证理论模型的合理性,并综合分析得到如下结论:将隧道结构动力响应看作横截面与纵向响应的叠加,隧道结构横截面发生剪切变形,两侧拱肩与拱脚为抗震的薄弱环节,变形效应沿轴向缓慢增加,此响应为平行隧道结构横截面传播的SH波作用所致;隧道结构纵向发生水平剪切变形,变形效应沿隧道轴向逐渐减弱,洞口处产生较大刚性位移,在施工缝存在的情况下,隧道结构在洞口附近易沿施工缝产生错台现象,此响应为沿轴向传播的SH波所致。此规律表明,隧道结构的纵向抗震设计同样值得关注。
- 侯森陶连金赵旭刘春晓王珂黄景琦
- 跨断层施工中超大断面隧道的稳定性被引量：2
- 2017年
- 为提高超大断面隧道施工通过断层破碎带时的稳定性,以实际工程为依托,基于有限差分软件FLAC^(3D),建立三车道超大断面隧道施工通过断层破碎带的数值计算模型。提取有断层和无断层模型中的相关数据,分别计算得出拱顶沉降指标R_1和周边收敛指标R_2指标的数值,确定断层破碎带的影响区,分析了断层倾角和厚度的变化对隧道稳定性的影响。结果表明:当断层倾角从75°变化到30°时,影响范围沿隧道轴向的长度增加了3.7倍;当断层厚度从6 m增加到12 m时,影响范围沿隧道轴向的长度增加了2倍。上述量化的影响范围对穿越断层的超大断面隧道的精准设计和施工具有参考价值。
- 赵旭刘洪秀陶连金
- 关键词：断层破碎带超大断面隧道
- 不均匀沉降作用下连续单舱综合管廊横截面内力分析
- 2023年
- 纵向不均匀沉降不仅会改变长线型综合管廊横截面受力状态,也是导致综合管廊结构破坏无法正常运营的重要原因之一。针对矩形截面连续单舱综合管廊,建立了考虑因纵向不均匀沉降引起的综合管廊相邻横截面之间剪切传递效应和挤压效应的横截面内力理论分析模型,基于该模型推导不均匀沉降作用下连续综合管廊横截面内力分布公式,与三维单舱管廊-土体相互作用数值模拟结果进行对比并验证其合理性。研究发现:建立的理论分析模型与数值模型相比,在横截面关键点处结构内力峰值相差不超过20%,可以较为精确地对综合管廊在不均匀沉降作用下的内力进行评估;假定综合管廊沿纵向的不均匀沉降符合高斯曲线分布,沿结构纵向会受到不均匀的附加弯矩和附加剪力,进而引起管廊横截面内力发生较为显著变化。提出的不均匀沉降作用下连续综合管廊横截面关键点内力值计算公式可为综合管廊的结构设计提供参考。
- 钟紫蓝李锦强张卜赵旭王晓静杜修力
- 关键词：综合管廊隧道开挖不均匀沉降
- 基于传递矩阵的平顶直墙地铁车站横向管棚受力变形计算方法研究被引量：5
- 2020年
- 平顶直墙地铁车站PBA工法施工可以采用管棚先行支护。针对PBA法暗挖平顶直墙地铁车站密布横向管棚结构,通过总结管棚"荷载-梁模型"中弹性地基梁、简支梁、固支梁3种简化方法及其计算原理,以北京地铁19号线平安里站工程为背景,采用上述3种模型计算管棚受力变形,并与实测值进行比较分析,然后针对不同工程参数和地质参数进行受力变形影响分析。结果表明:1)弹性地基梁模型计算弯矩和跨中挠度处于固支梁模型和简支梁模型计算结果之间,其中弹性地基梁模型和简支梁模型计算结果较符合实测数据;但简支梁模型和固支梁模型无法体现导洞侧壁处挠度,且无法体现地层参数的影响以及钢管壁厚对受力的影响。2)最大弯矩值出现在简支梁的跨中,建议在设计时以简支梁模型计算跨中弯矩进行包络,以保证施工安全。3)开挖跨度和覆土厚度(荷载)对弯矩和挠度影响较大,其中跨度影响最大。4)基床系数和钢管壁厚对管棚弯矩影响较小,但对减小挠度有一定作用。
- 宋卓华董立朋陶连金赵旭张宇
- 关键词：传递矩阵法弹性地基梁
- 不同仰坡度数的山岭隧道洞口段动力响应振动台试验研究被引量：20
- 2014年
- 首先介绍试验装置、模型相似比、试验模型箱等,然后对围岩与隧道结构的加速度响应、衬砌的位移和应变响应以及仰坡坡面的破坏情况进行分析。分析表明,由于洞口临空面的存在,隧道洞口处会出现加速度和位移的放大效应,不同的仰坡角度下均符合该特性,但随着仰坡坡度的增加,放大效应会逐渐减弱。在振动过程中衬砌横断面承受循环的拉压荷载作用,两侧的拱肩和拱脚位置出现较大的地震附加弯矩,受力特性与仰坡坡度无关,但地震附加弯矩会随着覆土厚度和结构惯性力的增加而增大;随着仰坡坡度的增加,结构与围岩在洞口处的相互作用会逐渐减弱,仰坡坡面的破坏形式分别为坡面的局部崩塌、衬砌顶部的大面积滑塌和坡顶的高位滑塌,均为浅层破坏,但坡面坍塌围岩会不同程度的掩埋洞口,对隧道的正常使用造成严重的影响,故应对洞口仰坡进行重点设防。分析结果对于合理认识山岭隧道洞口段地震响应特征具有积极作用,可供隧道实际工程设计和施工的抗震设防参考。
- 陶连金侯森赵旭仇文革郭飞李书龙
- 关键词：山岭隧道振动台模型试验动力响应
- 山岭隧道衬砌-减震层体系动力响应研究
- 2024年
- 为了探寻隧道设置减震层时影响减震层减震性能的关键因素,建立了设置减震层的隧道有限元数值模型,将数值模型与振动台试验进行对比,验证了数值模型的可靠性。改变减震层设计参数和围岩条件,通过对隧道结构的主应变、相对变形率以及围岩的塑性区进行分析,研究不同参数条件下减震层的减震效果。结果表明:设置减震层后隧道加速度响应的传递函数在15~30 Hz频段范围内减小,说明减震层通过吸收地震波中的高频成分,减小地震波能量向隧道的传递,进而减小隧道的地震响应。参数分析结果表明:减震层弹性模量越小厚度越大,减震层的减震效果越加明显,但隧道结构的相对变形率也随之上升。相比于增加减震层厚度,降低减震层弹性模量对减震效果的提升更为显著。在坚硬围岩中的设置减震层相比于软弱围岩减震效果更显著。
- 赵旭袁昀黎若寒黄景琦于兆源
- 关键词：隧道工程减震性能动力响应
