水下盾構(gòu)隧道彈性密封墊防水失效數(shù)值模擬

針對(duì)目前密封墊截面形式的研究多集中在對(duì)截面整體形式上,截面開孔形式選取多根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)為主的情況。以某引水隧洞為背景,初步設(shè)計(jì)六種截面輪廓相同,開孔形式和填充率不同的密封墊截面,運(yùn)用有限元計(jì)算軟件,對(duì)初設(shè)截面進(jìn)行數(shù)值模擬,從內(nèi)部應(yīng)力、閉合壓力和防水能力等角度對(duì)圓角三角形和圓形兩種常用密封墊截面開孔形式以及密封墊的填充率進(jìn)行了對(duì)比研究,得到了各截面形式密封墊在不同壓縮量下的變形和力學(xué)特性。主要結(jié)論如下:密封墊變形與密封墊孔洞形式和孔洞分布密切相關(guān)；圓角三角形的開孔形式從閉合壓力和防水能力上要優(yōu)于圓形開孔；開孔形式相同條件下,密封墊的防水能力和閉合壓力與填充率成正比。

管窺盾構(gòu)隧道橡膠密封墊性能和數(shù)值 １橡膠密封墊材料及其本構(gòu) 的模型。ｍｏｏｎｅｙ模型假定橡膠材料受力時(shí)在較短的時(shí)間內(nèi)及恒 定的溫度下為各向同性不可壓縮材料。一般廣泛應(yīng)用的是ｍｏｏｎｅ ｙ－ｒｉｖｌｉｎ模型，橡膠材料的應(yīng)變能密度函數(shù)ｗ是應(yīng)變張量不 變量的函數(shù)，其關(guān)系為：ｗ＝ｃ１０（ｌ１－３）＋ｃ０１（ｌ２－ ３）。（１）式中：ｌ１，ｌ２是應(yīng)變張量不變量；ｃ１０，ｃ０１ 是材料力學(xué)性能常數(shù)，由試驗(yàn)獲得。由橡膠的不可壓縮性得泊松比μ ＝０．５，由彈性力學(xué)理論得ｅ０＝３ｇ。ｇ和ｅ０與材料常數(shù)的關(guān) 系為：ｇ＝２（ｃ１０＋ｃ０１），ｅ０＝６ｃ１０（１＋ｃ０１／ ｃ１０）。（２）橡膠硬度ｈｒ（ｉｒｈｄ硬度）與彈性模量ｅ０的 試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)擬合得［５］：ｌｏｇｅ０＝０．０１９８ｈｒ－ ０．５４３２。（３）橡膠硬度很容易測(cè)得，可根據(jù)式（２）和式 （３）計(jì)算ｃ１０與ｃ０１。 橡膠密封墊壓縮過程的數(shù)值模擬難度較

盾構(gòu)管片彈性密封墊斷面設(shè)計(jì)與優(yōu)化——以國(guó)內(nèi)某城市地鐵盾構(gòu)隧道彈性密封墊斷面設(shè)計(jì)為背景，從彈性密封墊的防水機(jī)理出發(fā)，考慮實(shí)際工況并結(jié)合管片拼裝的需要，分析并提出盾構(gòu)隧道管片彈性密封墊斷面的主要設(shè)計(jì)參數(shù)?；趯?duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)已建盾構(gòu)隧道彈性密封墊的分...

闡述了外灘隧道工程中超大直徑盾構(gòu)隧道段所展開的彈性橡膠密封墊、擋水條材質(zhì)老化后的水密性試驗(yàn)內(nèi)容、過程,并分析評(píng)價(jià)了試驗(yàn)的結(jié)果。它對(duì)施工有相當(dāng)大的指導(dǎo)作用。目前盾構(gòu)隧道段已施工完畢,整體防水效果良好,達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

依據(jù)橡膠密封墊防水設(shè)計(jì)基本理論，通過對(duì)盾構(gòu)隧道梯形組合遇水膨脹橡膠密封墊壓縮性能及水密性的室內(nèi)試驗(yàn)，研究橡膠密封墊在隧道接縫中的防水性能。

分析了越江盾構(gòu)隧道接縫防水密封墊止水機(jī)理及耐久性失效成因,基于橡膠接觸應(yīng)力松弛的經(jīng)時(shí)老化模型,針對(duì)上海長(zhǎng)江隧道三元乙丙彈性密封墊開展了加速熱氧老化試驗(yàn),研究了其接觸應(yīng)力松弛行為,預(yù)測(cè)了密封墊作為防水材料的使用壽命.

文章研究了盾構(gòu)隧道橡膠防水材料老化系數(shù)的確定方法,并用該方法來預(yù)測(cè)防水密封墊長(zhǎng)期服役下的使用狀態(tài)。采用啞鈴狀橡膠試樣開展加速熱氧老化試驗(yàn),進(jìn)行材料基礎(chǔ)老化指標(biāo)的分析；分別用試驗(yàn)結(jié)果中相對(duì)延伸率和相對(duì)彈性模量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合\"阿累尼烏斯方程\"的\"p-t-t三元模型\

8盾構(gòu)法隧道管片用彈性密封墊施工工藝及質(zhì)量驗(yàn)收

為探究適合盾構(gòu)法聯(lián)絡(luò)通道工程的密封墊斷面形式,以寧波市軌道交通3號(hào)線第1條盾構(gòu)法聯(lián)絡(luò)通道為工程背景,針對(duì)遇水膨脹橡膠設(shè)計(jì)陰陽凹凸、圓形孔洞、梳形、矩形等4類斷面。對(duì)各斷面形式進(jìn)行可行性分析,選取陰陽凹凸斷面與矩形斷面作為初選方案。利用abaqus/explicit計(jì)算模塊對(duì)2種斷面的接觸應(yīng)力進(jìn)行有限元分析,通過設(shè)計(jì)\"一\"字縫耐水壓力試驗(yàn),驗(yàn)證數(shù)值模擬中接觸應(yīng)力較大的矩形斷面的防水能力。研究表明:1)數(shù)值模擬結(jié)果顯示,接觸面最大接觸應(yīng)力與平均接觸應(yīng)力均隨著張開量的增加而減小；同等張開量與錯(cuò)臺(tái)量下,在壓縮與膨脹2個(gè)階段中,矩形斷面的接觸應(yīng)力均大于陰陽凹凸斷面,因此選取矩形斷面作為備選方案。2)\"一\"字縫耐水壓力試驗(yàn)結(jié)果表明,矩形斷面密封墊保壓48h后耐水壓力明顯提升,且張開量越大耐水壓力提升幅度越大。3)綜合數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果可知,該矩形斷面密封墊滿足0.6mpa的防水要求。

隧道滲漏一直是地下防水工程的棘手問題。采用新材料、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)對(duì)提高隧道防水效果起著關(guān)鍵性的作用。介紹了上海軌交某隧道工程防水材料的優(yōu)化,對(duì)其斷面構(gòu)造形式、材質(zhì)、性能指標(biāo)及施工要求進(jìn)行了修改,取得了良好的效果,可供提高隧道防水施工質(zhì)量時(shí)借鑒。

研究密封墊兩側(cè)側(cè)限材料的不同,對(duì)密封墊耐水壓力試驗(yàn)的影響。通過理論推導(dǎo)分析了密封墊接觸壓力的影響因素,得出了密封墊的側(cè)向變形和約束剛度對(duì)同一張開量下的接觸壓力有較大影響,且等效泊松比與豎向應(yīng)力增量正相關(guān)。設(shè)計(jì)的試驗(yàn)可同時(shí)測(cè)定密封墊的張開量-耐水壓力及壓縮力試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)密封墊在不同側(cè)限條件下的豎向荷載與耐水壓力的關(guān)系及壓縮力試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,可為下一步的管片密封墊的防水試驗(yàn)提供參考和借鑒。

以南京長(zhǎng)江隧道為實(shí)際背景,進(jìn)行了大埋深,大直徑越江隧道工程防水核心技術(shù)的研究。針對(duì)一般和可能出現(xiàn)的多種因素對(duì)盾構(gòu)隧道管片接縫密封防水材料的使用性能的影響,設(shè)計(jì)研究了管片接縫橡膠密封墊的斷面幾何形狀和尺寸,采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析方法研究?jī)?yōu)化管片接縫橡膠彈性密封墊的斷面結(jié)構(gòu),利用\"t\"形模擬水壓試驗(yàn)臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)彈性密封墊的防水能力進(jìn)行了模擬驗(yàn)證,為工程設(shè)計(jì)提供了幫助和依據(jù)。

地下工程,結(jié)構(gòu)防水是關(guān)鍵。針對(duì)目前盾構(gòu)隧道管片接縫彈性密封墊以經(jīng)驗(yàn)為主的設(shè)計(jì)思路,提出利用數(shù)值模擬手段,通過對(duì)壓縮變形情況下彈性密封墊的孔洞合理變形、薄弱處應(yīng)力集中、完全壓縮到溝槽時(shí)壓力大小、最大張開量下接觸應(yīng)力的大小及其分布等多因素的綜合分析,提出以橡膠密封墊表面接觸應(yīng)力和完全壓縮到溝槽內(nèi)的閉合壓力作為盾構(gòu)隧道管片接頭彈性密封墊斷面設(shè)計(jì)的雙控指標(biāo),該設(shè)計(jì)理念已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)某大型隧道的建設(shè)當(dāng)中,防水效果理想。

采用自主設(shè)計(jì)的新型彈性密封墊耐水壓測(cè)試裝置,研究彈性密封墊在不同張開量和錯(cuò)縫量組合情形下的防水能力;同時(shí)結(jié)合密封墊力學(xué)性能試驗(yàn)和數(shù)值模擬,解釋錯(cuò)縫量和張開量對(duì)于防水能力的階段性影響.結(jié)合深隧工程所設(shè)計(jì)的雙道防水體系,對(duì)兩道密封墊防水性能進(jìn)行研究.研究結(jié)果表明:當(dāng)?shù)烂芊鈮|同步張開時(shí),在設(shè)計(jì)工況范圍內(nèi),耐水壓能力可提高9%~12%;當(dāng)兩道密封墊張開量不同時(shí),所設(shè)計(jì)的雙道防水體系由于總有1條密封墊受壓,較單道防水體系有更佳的防水效果.

采用自主設(shè)計(jì)的新型彈性密封墊耐水壓測(cè)試裝置,研究彈性密封墊在不同張開量和錯(cuò)縫量組合情形下的防水能力;同時(shí)結(jié)合密封墊力學(xué)性能試驗(yàn)和數(shù)值模擬,解釋錯(cuò)縫量和張開量對(duì)于防水能力的階段性影響.結(jié)合深隧工程所設(shè)計(jì)的雙道防水體系,對(duì)兩道密封墊防水性能進(jìn)行研究.研究結(jié)果表明：當(dāng)?shù)烂芊鈮|同步張開時(shí),在設(shè)計(jì)工況范圍內(nèi),耐水壓能力可提高9%~12%;當(dāng)兩道密封墊張開量不同時(shí),所設(shè)計(jì)的雙道防水體系由于總有1條密封墊受壓,較單道防水體系有更佳的防水效果.

密封墊的功用及材料 1.1功用 密封墊廣泛用于工程機(jī)械及柴油機(jī)的管道、殼體的結(jié)合面的靜密封中，以其彈性變形 填補(bǔ)零件結(jié)合面的不平度，切斷泄漏通道，增加泄漏阻力，或承受內(nèi)外側(cè)壓力差等方式防 止流動(dòng)介質(zhì)(氣體、冷卻水、潤(rùn)滑油、齒輪油、液壓油、制動(dòng)液等)泄漏。如柴油機(jī)的汽缸 蓋、正時(shí)齒輪室蓋、油底殼、噴油泵側(cè)蓋、進(jìn)排氣管，工程機(jī)械底盤中的變速箱蓋、方向 機(jī)側(cè)蓋、橋殼后蓋、終傳動(dòng)殼體等。 1.2材料 按材料密封墊有非金屬密封墊、非金屬與金屬組合密封墊、金屬密封墊三大類，其常 用材料有橡膠、皮革、石棉、紙、軟木、聚四氟乙烯、鋼、鐵、鋁、銅和不銹鋼等。用棉、 麻、石棉、紙、皮革等纖維素材質(zhì)制成的密封墊，其組織疏松，致密性差，纖維間有細(xì)微 縫隙，很容易被流動(dòng)介質(zhì)浸透，在壓力作用下流動(dòng)介質(zhì)從高壓側(cè)通過這些細(xì)微縫隙滲透到 低壓側(cè)，即形成滲透泄漏(約占總泄漏量的10%~20%

金屬密封墊(精)

本文將對(duì)金屬密封墊密封不好的問題進(jìn)行對(duì)比分析，并提供解決方案。文章將重點(diǎn)關(guān)注建設(shè)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。

密封墊片，是一種用于機(jī)械、設(shè)備、管道只要是有流體的地方就是用的密封備件，使用內(nèi)外 部，起密封作用的材料。密封墊片是以金屬或非金屬板狀材質(zhì)，經(jīng)切割，沖壓或裁剪等工藝 制成，用于管道之間的密封連接，機(jī)器設(shè)備的機(jī)件與機(jī)件之間的密封連接。按材質(zhì)可分為金 屬密封墊片和非金屬密封墊片。金屬的有銅墊片，不銹鋼墊片，鐵墊片，鋁墊片等。非金屬 的有石棉墊片，非石棉墊片，紙墊片，橡膠墊片等。 分類 高中壓石棉橡膠板墊片 石棉橡膠墊片以石棉纖維、橡膠為主要原料再輔以橡膠配合劑和填充料，經(jīng)過混 合攪拌、熱輥成型、硫化等工序制成。石棉橡膠墊片根據(jù)其配方、工藝性能及用 途的不同，可分為普通石棉橡膠墊片和耐油石棉橡膠墊片。根據(jù)使用的溫度和壓 力不同可以分為低壓石棉橡膠墊片，中壓石棉橡膠墊片和高壓石棉橡膠墊片。適 用于水、水蒸氣、油類、溶劑、中等酸、堿的密封，石棉墊片主要應(yīng)用在中、低 壓法蘭

隨著盾構(gòu)隧道的水壓升高,加強(qiáng)接縫處的防水是隧道建設(shè)的關(guān)鍵.針對(duì)隧道管片接縫處密封墊的受力和變形特征進(jìn)行分析,建立了密封墊防水的力學(xué)模型并對(duì)密封墊在側(cè)面水壓作用下的表面接觸壓應(yīng)力進(jìn)行了理論推導(dǎo).根據(jù)表面接觸壓應(yīng)力的組成,對(duì)擠壓密封阻力和自密封阻力進(jìn)行了量化,分析得出密封墊的防水性能除受到密封墊自身的接觸面積、彈性模量和厚度的影響外,還受到螺栓的有效橫截面積、彈性模量和有效夾緊長(zhǎng)度等因素的影響.結(jié)合工程實(shí)例,以一種常用盾構(gòu)隧道管片的密封墊為研究對(duì)象,進(jìn)行了耐水壓力試驗(yàn)和裝配力試驗(yàn).通過對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的解讀和數(shù)據(jù)分析,為下一步隧道管片接縫密封墊的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)以及盾構(gòu)施工提供參考.

某雙線盾構(gòu)隧道近距離旁穿一幢12層高層建筑,為合理評(píng)估隧道施工對(duì)建筑物的影響,進(jìn)行了考慮盾構(gòu)動(dòng)態(tài)施工及排樁加固的的遠(yuǎn)端(左線)、近端(右線)以及雙線均開挖后隧道橫斷面及建筑物沉降的flac3d數(shù)值模擬分析,并對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了沉降實(shí)測(cè)。數(shù)值模擬和實(shí)測(cè)結(jié)果表明:不采取加固措施,建筑物基礎(chǔ)靠近隧道側(cè)的最大沉降為5.2mm,最大水平位移達(dá)25.8mm;基地土體出現(xiàn)拉剪破壞;數(shù)值模擬分析結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果較為一致;若采用排樁加固,建筑物基礎(chǔ)靠近隧道側(cè)的最大沉降為2.4mm,最大水平位移不足10mm,基地土體未出現(xiàn)拉剪破壞;排樁加固能有效降低圍巖變形及地表沉降,有利于建筑物的保護(hù)。

由于盾構(gòu)隧道掘進(jìn)的特殊施工工藝,使開挖模擬的數(shù)值計(jì)算存在著諸多難以量化的因素。采用應(yīng)力釋放法模擬盾構(gòu)隧道的開挖,在襯砌和土體之間設(shè)置等代層單元模擬盾構(gòu)施工的影響,求得竣工期的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)。在靜力計(jì)算基礎(chǔ)上運(yùn)用動(dòng)力有限元時(shí)程分析法,采用粘性人工邊界條件,分析了隧道襯砌在地震過程中的最大響應(yīng)。其結(jié)果和規(guī)律可為一般的盾構(gòu)隧道地震反應(yīng)分析提供借鑒。