›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 270-276.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.046

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

隧道模型试验中几何比尺相似程度的差异性及影响比较

江 浩1,李荣建1, 2,闫 蕊1,刘军定1,张 媛1   

  1. 1. 西安理工大学 岩土工程研究所,陕西 西安 710048;2. 长安大学 国土资源部岩土工程开放研究实验室,陕西 西安 710054
  • 收稿日期:2015-03-16 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 通讯作者: 李荣建,男,1969年生,男,博士,教授,主要从事黄土力学、土动力学及土工抗震和边坡工程方面的研究。E-mail: lirongjian@xaut.edu.cn E-mail: jiang_haoxaut@sina.com
  • 作者简介:江浩,男,1990年生,硕士研究生,主要从事黄土力学及地下工程方面的研究工作,
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.11072193);陕西省黄土力学与工程重点实验室项目(No.14JS064);中央高校基本科研业务费专项资金(No.2013G1502009)。

Impact of geometry scale similarity levels on tunnel model test and its deductive computational difference

JIANG Hao1, LI Rong-jian1, 2, YAN Rui1, LIU Jun-ding1, ZHANG Yuan1   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China; 2. Open Research Laboratory of Geotechnical Engineering of Ministry of Land and Resources, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710054, China
  • Received:2015-03-16 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 模型试验研究是探讨土体-结构系统的力学响应机制的重要手段之一。针对西安地铁二号线地铁隧道模型模拟中存在的问题,首先讨论了隧道结构模型试验相似比尺关系,分析了模型试验中相似材料的选用原则和关键问题,然后基于两种不同的几何相似程度,比较讨论了模型几何相似程度对隧道模型和隧道原型结构之间应力与弯矩结果的影响程度,在同等条件下两种不同的几何相似比尺设计的缩尺模型导致隧道原型结构的应力值的差异超过12%,隧道原型结构的弯矩值的差异超过140%。研究结果表明,几何相似程度决定了模型相似比尺设计的合理性,从而成为模型试验能否合理、高精度地反映和模拟原型结构力学响应的关键性制约因素之一。

关键词: 模型试验, 相似比尺, 隧道模型, 应力, 弯矩

Abstract: The model test study is one of the important means to explore the mechanical response mechanism of soil and structure system. Aimed at model simulation of Xi'an Metro Line 2 tunnel, this paper firstly discusses the similar scale relation of tunnel structure model test, analyzes the selected principles and the key problems of similarity material in model test. Then based on two different geometry similarity levels, the effects of geometric similarity levels on the results of stress and bending moment between the model and prototype tunnel structure are compared and discussed, and the stress error of tunnel prototype structure is more than 12%; while the error of bending moment is more than 140%. The study results show that the geometric similarity level determines the rationality design of model similarity scale, thus it becomes one of the key restriction factors whether the model test can reasonably and accurately simulate the mechanical response of prototype structure.

Key words: model test, similar scale, tunnel model, stress, bending moment

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[1] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[2] 黄宇华, 徐林荣, 周俊杰, 蔡雨, . 基于改进Terzarghi方法的桩网地基桩土应力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 667-675.
[3] 李剑, 陈善雄, 余飞, 姜领发, 戴张俊. 预应力锚索加固高陡边坡机制探讨[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 707-713.
[4] 陈卫忠, 李翻翻, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 热−水−力耦合条件下黏土岩蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 379-388.
[5] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[6] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[7] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[8] 马维嘉, 陈国兴, 吴琪, . 复杂加载条件下珊瑚砂抗液化强度试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 535-542.
[9] 王龙, 朱俊高, 郭万里, 陆阳洋, . 无黏性土压缩模型及其验证[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 229-234.
[10] 艾希, 冷伍明, 徐方, 张期树, 翟斌, . 新型预应力路基水平附加应力计算的图表法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 253-266.
[11] 刘泉声, 罗慈友, 朱元广, 蒋景东, 刘鹤, 彭星新, 潘玉丛, . 流变应力恢复法压力传感器传感 单元方位布设研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 336-341.
[12] 尹光志, 鲁俊, 张东明, 李铭辉, 邓博知, 刘 超, . 真三轴应力条件下钻孔围岩塑性区及增透半径研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 1-10.
[13] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[14] 彭守建, 郭世超, 许江, 郭臣业, 张超林, 贾立, . 采动诱导应力集中对顺层钻孔瓦斯抽采 影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 99-108.
[15] 刘波, 马永君, 盛海龙, 常雅儒, 于俊杰, 贾帅龙, . 白垩系红砂岩冻结融化后的力学性质试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 161-171.
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[1] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[2] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[3] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[4] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[5] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[6] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[7] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[8] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[9] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[10] 王光进,杨春和,张 超,马洪岭,孔祥云,侯克鹏. 超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究[J]. , 2011, 32(3): 905 -913 .