Novel pipe-roof method for a super shallow buried and large-span metro underground station
- 岩土工程
- 2023-01-01
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Novel pipe-roof method for a super shallow buried and large-span metro underground station
超浅埋大跨度地铁车站新型管幕施工方法
Underground Space JCR Q1
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Abstract：摘要、综述
第1句：交待背景：
针对传统顶管法的不足，提出了一种新型的顶管法——钢支撑截管法(SSCP)，提高了施工安全性和地下空间利用。
第1-5句：交待研究方法和内容
为了进一步探索SSCP的应用，需要对其设计方案进行优化。
通过室内试验研究了SSCP的破坏模式和力学性能。
随后，建立了一系列有限元（FEMs）模型，对其变形特性进行了研究。
并利用模糊数学方法对该结构的钢支撑参数进行了优化
第6-8句：简述本文的主要结论
结果表明，试件的极限承载力为366.8 kN，当外载荷达到极限承载力的70%时，试件开始屈服。
钢支座纵向间距、横向钢支座尺寸和竖向钢支座尺寸对钢支座竖向变形和地面沉降有显著影响。
最后，得到了SSCP结构的最佳钢支撑组合。
Introduction：引言、综述全文
第一段：大帽子，主要用于粗略引出本文的两方面的研究内容
1隧道沉降变形更加严格 2管幕广泛采用
第二段：
第1-3句：引出管幕法，指出多个国家相继采用管幕建造地下工程
第4-9句
管幕法由管棚方法演变，在传统管幕方法上有着很多研究。荷载传递机制、管幕布置、管径、开挖方式；管顶空间、横向连接条件；有无管幕，开挖方式对地面影响；及管顶与围岩的相互作用。
第三段：
第1-2句：风险增加，管幕法也在优化，引出管幕预筑法（PPM）和STS管幕工法。
第3-6句：对PPM和STS工法研究进行综述
第四段：
第1句：指出PPM和STS工法的缺点：精度要求高、空间利用率底、施工复杂
第2-4句：为了解决缺点，引出本文的SSCP法，以及研究内容
Material＆Methods：材料及方法
2.1节：SSCP管幕的结构：改善建造安全性和空间利用 ，特别是在大跨度和超浅埋空间中（呼应上一节和标题内容）
2.2节：SSCP法建造的几个步骤
2.3节：SSCP管幕法结构优点
Experimental investigations：试验研究
3.1节：试件设计
3.2材料属性
3.3试件制作
3.4试验步骤
3.5结果与讨论
这里没给图我觉得是个很大的问题，有时间问问师兄
Numerical analyses：数值模拟
4.1试件有限元模型ABAQUS
有限元模型、网格划分、材料属性、边界条件、加载方法、接触设置
4.2模型验证
4.3SSCP结构有限元模型构件
4.4结果与讨论
L1:asymmetrical mesh → deformation curve not completely symmetric
L2:distance from the centerline↑ → deformation先↑后 ↓
L3:restraint effect of the central column→deformation decreases from sides to middle
L4:structural deformation → soil stress redistribution → soil deformation
ground transmission → soil deformation↓
→connection not significant
4.5参数的影响
4.5.1钢支架纵向间距
L5:longitudinal spacings of steel support↑
→ vertical deformation of steel support↑ ＆ ground settlement ↑
→ similar:sides to middle↓
L6: vertical deformation of steel support ＆ longitudinal spacing & the ground settlement --- linear
↓
longitudinal spacing of steel support ↑1m → max↑4.23% min↑4.5%
4.5.2钢支撑截面尺寸
support section size↑ max vertical deformation ↓ min vertical deformation ↑(绝对值小于最大的下降)
reason:
L7: transverse size↑
the moment of inertia （转动惯量）↑ transverse steel support ↓→ max vertical deformation↓
gravity ↑ pressure on vertical support↑ deformation of vertical steel support↑ → min deformation ↑
→ ground settlement ↓
上面两个数值的拟合关系
4.5.3垂直钢支撑截面尺寸
size ↑ deformation （both）↓
4.5.4对角形钢支撑截面尺寸
diagonal steel support section size ↑ deformation（both）↓
realitionship are linear
Parameter optimization：参数优化
5.1：正交试验设计
4×4 = L16的参数设计表
5.2：模糊综合评价方法
AHP层次分析的计算步骤
5.3：优化结果验证
Conclusion：结论
第一段：回顾本文研究内容、研究对象
1节：总结specimen的破坏规律
2节：总结钢支撑的参数对钢架变形的影响。 钢支撑的纵向间距、水平和竖直方向上的截面尺寸对垂直变形有影响；对角形钢的尺寸对竖向钢支持的变形影响有限
3节：总结参数对地面沉降的影响。纵向间距和纵横向的尺寸都有影响。
4节： 说明已经用在实际工程中的最优SSCP管幕尺寸
