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考虑峰后效应的围岩特征曲线

中国铁道科学 2011年第3期32卷 63-67页

作者：仇文革章慧健西南交通大学土木程学院四川成都610031

运用UDEC离散元程序对直剪试验进行数值模拟,结果表明该方法可以有效模拟岩石峰后剪胀效应。运用理论分析和数值模拟试验的方法,对某一在建四线铁路车站隧道的全过程围岩特征曲线进行研究。研究结果表明:提出的"统一围岩特征曲线"考虑... 详细信息

运用UDEC离散元程序对直剪试验进行数值模拟,结果表明该方法可以有效模拟岩石峰后剪胀效应。运用理论分析和数值模拟试验的方法,对某一在建四线铁路车站隧道的全过程围岩特征曲线进行研究。研究结果表明:提出的"统一围岩特征曲线"考虑了弹塑性介质向松弛介质的过渡,运用了弹塑性支护理论、松动圈支护理论和普氏理论,反映了形变压力到松弛压力的转变,体现了不同阶段存在着不同性质的支护荷载;在岩石峰后区应使用可伸缩性支护或多次支护;盲目加大支护刚度反而会使支护承担较大的碎胀力。

关键词：围岩稳定特征曲线剪胀峰后特性隧道支护

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考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响

中国铁道科学 2015年第4期36卷 67-73页

作者：孔超仇文革章慧健刘凯西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

在分析中主应力对隧道围岩强度影响的基础上，采用FLAC3。有限差分元软件，建立考虑中主应力的岩体强度准则本构模型，并同摩尔库伦准则相比较，研究考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响。结果表明：考虑中主应力后，计算得到的岩体... 详细信息

在分析中主应力对隧道围岩强度影响的基础上，采用FLAC3。有限差分元软件，建立考虑中主应力的岩体强度准则本构模型，并同摩尔库伦准则相比较，研究考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响。结果表明：考虑中主应力后，计算得到的岩体强度较不考虑时显著增加，当中主应力大于等于岩体抗压强度时，围岩强度提高75％-200％；若围岩服从摩尔库伦准则，则在一定数值范围内，中主应力不影响隧道中围岩的应力分布，且对拱顶沉降及塑性区也几乎没有影响；若围岩服从考虑中主应力的岩体强度准则，则随着中主应力的逐渐增大，围岩强度逐渐增大，拱顶沉降、开挖扰动范围和塑性区半径均逐渐减小。因此，在隧道侧向应力较大时，采用考虑中主应力的岩体强度准则进行数值模拟，更能准确地反应围岩的稳定性。

关键词：深埋隧道围岩稳定性中主应力强度准则本构模型

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特大断面铁路隧道施工过程应力特性研究

现代隧道技术 2014年第1期51卷 70-76页

作者：赵斌章慧健仇文革西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室土木工程学院成都610031

为了研究隧道施工中围岩的应力特性,采用能够反映围岩三向应力的I1-J2姨曲线来描述应力路径,并结合摩尔库伦准则,定义安全系数。文章以乌蒙山2号隧道为例,采用FLAC3D软件分析了特大断面铁路隧道施工中的应力路径和安全系数的变化规律。... 详细信息

为了研究隧道施工中围岩的应力特性,采用能够反映围岩三向应力的I1-J2姨曲线来描述应力路径,并结合摩尔库伦准则,定义安全系数。文章以乌蒙山2号隧道为例,采用FLAC3D软件分析了特大断面铁路隧道施工中的应力路径和安全系数的变化规律。研究结果表明:特大断面铁路隧道分部施工中,隧道左右两侧围岩的应力路径和安全系数变化规律表现出一定的"对称性";当开挖至监测点3m范围时,开挖引起监测点应力值、安全系数迅速减小,其主应力方向发生偏转;施作初期支护后,应力值、安全系数得到一定增加,且趋于稳定;及早地施作各部初期支护有利于控制围岩应力变化,边墙处安全系数长时间小于1.0应予以重视;开挖面通过各监测点后,各监测点的安全系数基本趋于稳定并大于1.0,说明该隧道在本次计算中是安全的。

关键词：隧道施工应力路径 FLAC3D软件安全系数

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隧道分部开挖的围岩松动区演变分析

岩土工程学报 2014年第12期36卷 2323-2329页

作者：章慧健龚伦仇文革赵斌西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

以乌蒙山二号四线铁路隧道为工程背景,通过数值模拟手段对比研究分部开挖与一次成洞的松动区形态和大小差异,再结合现场测试结果,分析隧道分部开挖的松动区演变规律。结果表明:一次成洞松动区范围要普遍大于多部开挖的最终松动区范围,... 详细信息

以乌蒙山二号四线铁路隧道为工程背景,通过数值模拟手段对比研究分部开挖与一次成洞的松动区形态和大小差异,再结合现场测试结果,分析隧道分部开挖的松动区演变规律。结果表明:一次成洞松动区范围要普遍大于多部开挖的最终松动区范围,最大径向松动深度高出12.6%,最小径向松动深度高出41.2%;在松动区分布形态上,一次成洞表现为左右基本对称,多部开挖具有一定的不对称性,且多部开挖基本是从拱顶到边墙部位依次减小,而一次成洞则呈"拱顶>拱脚>拱肩>边墙"的分布形式。多部开挖时,先挖部分的松动区随着后续开挖部的推进有所增加,后挖部对先挖部的影响表现为:"上下关系"强于"左右关系";另一方面,左右对称位置后挖侧松动区略大于先挖侧,说明先挖部对后挖部亦有劣化作用;其最终松动区是各开挖部相互影响和发展的结果,体现过程相关性。

关键词：松动区切向应力扰动系数数值模拟地质雷达过程相关

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系统锚杆的非均衡支护研究

现代隧道技术 2015年第1期52卷 98-104页

作者：章慧健仇文革赵斌高杨西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室土木工程学院成都610031 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

文章以乌蒙山二号四线铁路车站隧道为工程依托,采用数值模拟手段,对多部开挖隧道系统锚杆的非均衡支护进行了研究。结果表明:在均衡支护条件下,系统锚杆轴力呈现"拱肩(1、2部)>拱脚(4、5部)>边墙(6、7部)>拱顶(3部)"的分布,部位不均衡... 详细信息

文章以乌蒙山二号四线铁路车站隧道为工程依托,采用数值模拟手段,对多部开挖隧道系统锚杆的非均衡支护进行了研究。结果表明:在均衡支护条件下,系统锚杆轴力呈现"拱肩(1、2部)>拱脚(4、5部)>边墙(6、7部)>拱顶(3部)"的分布,部位不均衡性显著;拱脚、边墙部位的锚杆轴力左右不对称现象也很显著,具体表现在先挖侧大于后挖侧;拱顶的锚杆轴力很小,几乎未起作用。通过分别改变锚杆长度、间距和直径,进行系统锚杆非均衡支护分析,并与均衡支护工况相比,单环节省锚杆用量分别为37%、36%和36.93%,经济效益显著。

关键词：超大断面隧道七部开挖系统锚杆非均衡支护数值模拟

基于岩石数值极限分析法的洞群围岩稳定性研究

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现代隧道技术 2013年第6期50卷 66-71页

作者：孔超仇文革章慧健满帅西南交通大学土木工程学院交通隧道工程教育部重点实验室成都610031

隧道及地下工程施工的核心目标是保证施工期间围岩的稳定性及运营期间结构的安全性,而现阶段国内外尚没有形成合理的定量判定围岩稳定性的方法。为了能够对围岩稳定性进行较为准确的定量描述,文章以重庆红岩村隧道群为例,引入岩石数值... 详细信息

隧道及地下工程施工的核心目标是保证施工期间围岩的稳定性及运营期间结构的安全性,而现阶段国内外尚没有形成合理的定量判定围岩稳定性的方法。为了能够对围岩稳定性进行较为准确的定量描述,文章以重庆红岩村隧道群为例,引入岩石数值极限分析法来定量描述隧道修建过程中围岩的稳定性,通过岩石极限分析法及室内模型试验结果对围岩稳定性安全系数进行了分析,并通过施工顺序优化验证了支护参数的合理性;得出了洞群施工过程中围岩的破裂面发展规律,为支护措施的选择提供了依据;通过试验验证了岩石极限分析法判定隧道工程中围岩稳定性的合理性。

关键词：洞群近接施工围岩稳定性极限分析法模型试验

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多部开挖系统锚杆轴力分布特点研究

铁道学报 2013年第12期35卷 90-94页

作者：章慧健仇文革卿伟宸西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

本文以乌蒙山二号四线铁路隧道为工程依托,采用数值模拟和现场测试手段,开展多部开挖系统锚杆功效及轴力分布特点研究。研究结果表明:基于依托工程施工工法和计算条件,系统锚杆轴力呈现"拱肩(①②部)>拱脚(④⑤部)>边墙(⑥⑦部)>拱顶(③... 详细信息

本文以乌蒙山二号四线铁路隧道为工程依托,采用数值模拟和现场测试手段,开展多部开挖系统锚杆功效及轴力分布特点研究。研究结果表明:基于依托工程施工工法和计算条件,系统锚杆轴力呈现"拱肩(①②部)>拱脚(④⑤部)>边墙(⑥⑦部)>拱顶(③部)"的分布;拱顶锚杆轴力甚小,基本未起作用;拱肩部位锚杆轴力最大,作用明显。通过跟踪相应路径的围岩变形深表比,可以得出锚杆受力与锚杆施作后实际捕获的围岩相对变形(深表比)密切相关,从某种意义上来说,锚杆轴力大小表现为"施作部位(空间)"和"施作先后(时间)"的乘积关系,施作部位决定可能的相对变形,施作时间决定实际捕获的有效相对变形,只有当两因素同时起正面作用时,锚杆轴力才会显大。现场实测锚杆轴力分布特点与数值模拟结果较为吻合,实测最大值为58.1kN。

关键词：系统锚杆七部开挖相对变形数值模拟现场监测

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新建隧道近接既有建筑物施工的破坏模式研究

现代隧道技术 2016年第4期53卷 97-101,115页

作者：章慧健仇文革孔超西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室土木工程学院成都610031

地下工程近接施工影响最本质的原因是由于新建工程的施工引起围岩应力状态再次重分布,从而导致一系列的力学行为变化。文章引入强度折减法,通过数值模拟手段,对新建隧道近接既有建筑物施工的破坏模式进行了研究。研究结果表明:当新建隧... 详细信息

地下工程近接施工影响最本质的原因是由于新建工程的施工引起围岩应力状态再次重分布,从而导致一系列的力学行为变化。文章引入强度折减法,通过数值模拟手段,对新建隧道近接既有建筑物施工的破坏模式进行了研究。研究结果表明:当新建隧道与既有建筑距离较远时,仅是隧道本身的单独失稳,不会波及建筑物;当两者距离较近时,夹岩破坏。在此基础上,根据破坏模式的差异提出两者有无近接施工影响的若干判据如下:(1)在隧道埋深不变(0°方向)的情况下,基于强度折减法的安全系数趋于定值可作为新建隧道施工对既有建筑物有无影响的判据;在隧道埋深变化(非0°方向)的情况下,安全系数达到峰值即可作为上述判据;(2)基于剪切应变增量显示的滑移带是否贯穿隧道与建筑物加载面之间的夹岩,可作为新建隧道施工对既有建筑物有无影响的形象直观判据。研究成果可为控制此类近接工程的安全风险提供理论基础,也为进一步建立影响分区、制定相关规范指南提供理论支撑。

关键词：新建隧道近接既有建筑物破坏模式强度折减法安全系数

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新建通道密贴下穿地铁车站施工影响范围研究

土木工程学报 2021年第S01期54卷 113-120页

作者：郭宏博仇文革牛晓宇章慧健广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010 西南交通大学四川成都610031

该文依托新建成都地铁8号线倪家桥站换乘通道密贴下穿既有1号线车站工程,采用数值模拟和现场监测手段,对既有地铁车站受密贴下穿通道施工的影响范围开展研究。主要取得如下结论:(1)从既有车站底板沉降指标来看,受下穿通道分部开挖的施... 详细信息

该文依托新建成都地铁8号线倪家桥站换乘通道密贴下穿既有1号线车站工程,采用数值模拟和现场监测手段,对既有地铁车站受密贴下穿通道施工的影响范围开展研究。主要取得如下结论:(1)从既有车站底板沉降指标来看,受下穿通道分部开挖的施工过程影响,沉降曲线形态并不对称。沉降影响范围和沉降量值均随开挖区域的增大而增大;(2)从既有车站的柱子轴向应变增量指标来看,距开挖导洞最近的柱子应变增量最大,且为拉应变增量(即压应变减小);其余柱子总体上表现为距离越远,应变增量越小,且均为压应变增量;站台层柱子应变增量普遍较站厅层的柱子更大;(3)新建下穿通道施工对既有车站的影响范围随开挖区域的增加而增大,最终影响范围约49m,即新建通道左、右边界各外延约13m。上述研究成果可为今后类似工程提供参考。

关键词：密贴下穿应变增量沉降变形影响范围