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深埋矩形巷道围岩压力拱变化规律研究

矿业研究与开发 2020年第5期40卷 108-112页

作者：刘灯凯饶军应聂崇欣谢财进贵州大学土木工程学院贵州贵阳550025

为探究深埋矩形巷道围岩压力拱变化规律,基于复变函数理论的保角变换方法,将平面z上深埋矩形巷道轮廓转换为ζ平面上的单位圆,然后通过Matlab软件求解2个解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),求出了围岩压力计算公式。建立矩形巷道的数值模型,通过... 详细信息

为探究深埋矩形巷道围岩压力拱变化规律,基于复变函数理论的保角变换方法,将平面z上深埋矩形巷道轮廓转换为ζ平面上的单位圆,然后通过Matlab软件求解2个解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),求出了围岩压力计算公式。建立矩形巷道的数值模型,通过将巷道围岩应力数值模拟结果与理论计算结果进行对比,验证了理论计算公式的准确性。在此基础上,根据围岩压力拱的定义,求出矩形巷道压力拱范围,同时研究了侧压力系数、矩形巷道高宽比以及边界力对围岩压力拱的影响。结果表明:当侧压力系数λ由小到大取值0.15,0.30,0.5,1时,其围岩压力拱厚度由小变大;当巷道高宽比a/b由大到小取值6/4,6/6,6/8时,其围岩压力拱厚度由小变大;当竖向应力分别取67.5,135.0072,270.0144kPa时,若围岩未进入塑性,则边界力的取值对巷道压力拱无影响。

关键词：矩形巷道围岩压力拱复变函数侧压力系数边界力巷道高宽比

地应力作用下节理岩体隧道爆破孔网布设方法研究

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爆破 2023年第3期40卷 59-67页

作者：李国庆陶铁军刘霞田兴朝谢财进简兵希贵州大学土木工程学院贵阳550025 贵州大学矿业学院贵阳550025

在隧道爆破开挖的过程中,地应力和节理对岩体爆破效果的影响显著,是隧道爆破孔网布设必须考虑的两个重要因素。为了确定地应力和节理共同作用时隧道周边孔孔网布设参数,以铜安高速巴岳山隧道为工程背景,通过现场钻芯取样,开展室内试验,... 详细信息

在隧道爆破开挖的过程中,地应力和节理对岩体爆破效果的影响显著,是隧道爆破孔网布设必须考虑的两个重要因素。为了确定地应力和节理共同作用时隧道周边孔孔网布设参数,以铜安高速巴岳山隧道为工程背景,通过现场钻芯取样,开展室内试验,获取了节理板岩的静动力学参数。基于LS-PREPOST软件,建立了不同地应力作用下节理岩体隧道爆破的三维数值分析模型,分析了地应力为3 MPa、6 MPa和9 MPa时节理岩体隧道爆破后不同位置的有效应力分布规律。提出了不同地应力作用下含节理岩体隧道爆破的孔网布设方法,并基于现场爆破试验进行了方法验证。结果表明:地应力对节理岩体隧道爆破时的裂纹扩展具有抑制作用,地应力越大,抑制效果越明显。爆炸应力波会在节理位置发生多次折、反射,导致超挖现象严重。Ⅳ级围岩研究段的周边孔孔距设置为45 cm、线装药密度设置为0.375 kg/m时,平均超挖值控制在20 cm内。研究段混凝土设计值为15.1 m^(3),3次现场试验的实际混凝土用量为26.4 m^(3)、23.7 m^(3)、25.8 m^(3),平均混凝土超耗量为10.2 m^(3),平均超耗率为67.5%,超耗率均控制在100%以内,爆破效果较优。

关键词：地应力节理岩体三维数值分析有效应力超欠挖

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软岩隧道大变形预测模型及支护措施

矿业研究与开发 2021年第5期41卷 59-66页

作者：陶永虎饶军应熊鹏聂崇欣谢财进彭浩贵州大学土木工程学院贵州贵阳550025

针对软岩隧道拱顶、拱肩、拱腰等部位的大变形,基于灰色理论对其进行预测,结合锚杆支护,在最大预测值(S_(max))处设计支护,并通过数值模拟分析不同锚杆、间距(d)、长度(L)对围岩最大位移(ν_(max))、最大应力(σ_(max))的控制效果。研... 详细信息

针对软岩隧道拱顶、拱肩、拱腰等部位的大变形,基于灰色理论对其进行预测,结合锚杆支护,在最大预测值(S_(max))处设计支护,并通过数值模拟分析不同锚杆、间距(d)、长度(L)对围岩最大位移(ν_(max))、最大应力(σ_(max))的控制效果。研究发现:灰色模型预测精度较高,预测最佳时长为一周,最大误差仅为3.01%;随着间距的缩小,树脂锚杆支护较砂浆锚杆支护而言,ν_(max)、σ_(max)分别降低70.69%、58.81%,支护效果显著;随着长度的增加,对围岩变形的约束效果,树脂锚杆较砂浆锚杆更明显,ν_(max)、σ_(max)分别降低57.89%、40.23%;当4.0 m

关键词：软岩隧道围岩大变形灰色理论预测模型支护措施

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大断面隧道楔形掏槽孔布设优化研究与应用

科学技术与工程 2022年第34期22卷 15358-15366页

作者：刘霞陶铁军娄乾星田兴朝谢财进贵州大学土木工程学院贵阳550025

为探明楔形掏槽孔倾斜角度对大断面隧道爆破效果的影响规律,以铜安高速巴岳山隧道为工程背景,结合楔形掏槽爆破破岩理论,借助力学实验获取岩体参数,建立不同倾斜角度的楔形掏模型,从应力波传播、围岩动态损伤和槽腔演化角度3个方面分析... 详细信息

为探明楔形掏槽孔倾斜角度对大断面隧道爆破效果的影响规律,以铜安高速巴岳山隧道为工程背景,结合楔形掏槽爆破破岩理论,借助力学实验获取岩体参数,建立不同倾斜角度的楔形掏模型,从应力波传播、围岩动态损伤和槽腔演化角度3个方面分析楔形掏槽孔倾斜角度对爆破效果的影响规律,提出Ⅲ围岩的最佳楔形掏槽孔布设角度。结果表明:60°布孔方式有效应力最大;70°布孔方式围岩损伤区域略大于60°,但60°布孔方式孔底围岩损伤区域最为平整;60°布孔方式的槽腔体积最大,水平方向最大尺寸约为2.18 m,垂直方向约为1.68 m;现场试验炮孔平均利用率为86.74%,炸药单耗量降低了0.02 kg/m^(3)。综上所述,Ⅲ级围岩掏槽孔的最优布设角度为60°。

关键词：大断面隧道掏槽爆破应力波传播围岩动态损伤槽腔演化

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层理泥质白云岩各向同性弹性力学试验研究

广西大学学报（自然科学版） 2020年第5期45卷 1033-1044页

作者：谢财进饶军应刘灯凯聂崇欣贵州大学土木工程学院贵州贵阳550025

为了进一步研究层理泥质白云岩各向同性力学性能,对层理角度为0°、30°、45°、60°、90°泥质白云岩开展单轴压缩试验、EDS试验,通过试验验证其具有各向同性,在此基础上建立本构模型研究层理泥质白云岩力学性能。研究结果表明,层理泥... 详细信息

为了进一步研究层理泥质白云岩各向同性力学性能,对层理角度为0°、30°、45°、60°、90°泥质白云岩开展单轴压缩试验、EDS试验,通过试验验证其具有各向同性,在此基础上建立本构模型研究层理泥质白云岩力学性能。研究结果表明,层理泥质白云岩微观晶体结构以组合、叠聚形式存在,使其由不同晶体结构的各向异性变为定向排列的各向同性;最终基于单轴压缩试验得其各向同性的5个弹性常数,并依靠试验数据进一步研究弹性常数、层理间距、岩体密度等对岩体动力问题的影响,丰富了层理泥质白云岩在隧道围岩稳定性方面的研究。

关键词：层理泥质白云岩各向同性单轴压缩试验 EDS试验

聚羧酸减水剂复配工艺对自密实清水混凝土工作性能影响研究

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混凝土 2023年第5期 134-137,143页

作者：黄柯宇陶铁军徐跃生杨科田兴朝谢财进贵州大学土木工程学院贵州贵阳550025

为研究不同比例掺量的消泡剂和引气剂对自密实清水混凝土工作性能的影响,将不同比例掺量的消泡剂和引气剂与聚羧酸减水剂进行复配,制备16组自密实清水混凝土,开展混凝土流动性能试验和间隙通过性试验,并进行聚羧酸减水剂和消泡剂、引气... 详细信息

为研究不同比例掺量的消泡剂和引气剂对自密实清水混凝土工作性能的影响,将不同比例掺量的消泡剂和引气剂与聚羧酸减水剂进行复配,制备16组自密实清水混凝土,开展混凝土流动性能试验和间隙通过性试验,并进行聚羧酸减水剂和消泡剂、引气剂三元体系的优化调配。试验结果表明:在低掺量消泡剂的作用下,混凝土流动性随引气剂增加而增大的幅度大;在高掺量消泡剂作用下,混凝土流动性随引气剂增加而增大的幅度小;当混凝土流动性过低时,容易出现堵塞现象,当混凝土流动性过高时,容易出现离析现象;当消泡剂掺量为0.50‰,引气剂掺量为0.16‰时,自密实清水混凝土流动性能和间隙通过性能最佳,并符合自密实混凝土规范要求。

关键词：自密实清水混凝土聚羧酸减水剂复配工艺工作性能

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隧道排水管道结晶体成分及结晶机理研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2022年第6期41卷 196-202页

作者：聂崇欣饶军应刘建浩李元王石光谢财进贵州大学土木工程学院贵州贵阳550025 中铁十八局第二工程有限公司河北唐山063000

为提出有效的隧道排水系统结晶处置方案,以白岩脚隧道采集排水系统结晶体为样本,通过X射线衍射(XRD)分析结晶体物相,再用扫描电子显微镜(SEM)观测试样微观结构,并现场测量取样处pH和水温,研究隧道排水系统中产生结晶体物质成分和成晶机... 详细信息

为提出有效的隧道排水系统结晶处置方案,以白岩脚隧道采集排水系统结晶体为样本,通过X射线衍射(XRD)分析结晶体物相,再用扫描电子显微镜(SEM)观测试样微观结构,并现场测量取样处pH和水温,研究隧道排水系统中产生结晶体物质成分和成晶机理。结果表明:白岩脚隧道排水系统中,结晶体物相成分为方解石(CaCO3),水镁石(Mg(OH))和白云石(CaMg(CO));按照结晶形态可分为附着生长型方解石结晶和搬运沉积型方解石结晶;结晶化学反应机理为去白云化结晶机理,结晶形成物质基础由衬砌和可溶岩共同提供,产生结晶的排水位置处pH为9.1~12.3。

关键词：白云岩隧道排水结晶机理结晶形态结晶物相

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裂隙倾角对泥质白云岩强度影响试验研究

科学技术与工程 2019年第12期19卷 305-312页

作者：梁中勇饶军应黄培东陈俊刘灯凯谢财进贵州大学土木工程学院贵阳550025

地下岩体中普遍存在的裂隙是影响岩体拉压性能的重要因素之一。依托贵阳轨道交通工程,采集泥质白云岩,开展劈裂试验和单轴压缩试验,分析了不同裂隙角度对泥质白云岩拉、压性能的影响。结果表明:(1)劈裂试验中,泥质白云岩抗拉强度为3～7 ... 详细信息

地下岩体中普遍存在的裂隙是影响岩体拉压性能的重要因素之一。依托贵阳轨道交通工程,采集泥质白云岩,开展劈裂试验和单轴压缩试验,分析了不同裂隙角度对泥质白云岩拉、压性能的影响。结果表明:(1)劈裂试验中,泥质白云岩抗拉强度为3～7 MPa,平均值为5. 03 MPa,抗拉强度随裂隙角度的增大呈下降趋势,劈裂模量为0. 1～2. 84 GPa,整体呈幂函数下降趋势;(2)泥质白云岩的抗压强度较高,分布在60～130 MPa之间,平均抗压强度为87. 25 MPa;随裂隙角度的增大,试样抗压强度呈先减小后增大趋势;通过理论推导,得出岩体中最易破裂裂隙角度为22. 5°～45°,与试验结果相符;弹性模量随裂隙倾角整体呈上升趋势;(3)通过对泥质白云岩拉压强度对比,得出泥质白云岩抗压强度平均值与抗拉强度平均值之比为18. 97。

关键词：泥质白云岩裂隙劈裂试验单轴压缩试验抗拉强度抗压强度破坏类型

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基于岩体质量Q系统的隧道围岩分级

科学技术与工程 2019年第13期19卷 254-259页

作者：刘灯凯饶军应陈凯谢财进梁中勇聂崇欣贵州大学土木工程学院贵阳550025

岩体质量Q系统未考虑隧道上覆不同地质条件岩土体位置关系的相互影响。阐述了岩体质量Q系统在进行围岩分级时存在的问题,基于摩尔-库伦强度准则,提出了计算隧道围岩松动区和承载区的公式,得出当隧道围岩等级越高,即围岩稳定性越差时,松... 详细信息

岩体质量Q系统未考虑隧道上覆不同地质条件岩土体位置关系的相互影响。阐述了岩体质量Q系统在进行围岩分级时存在的问题,基于摩尔-库伦强度准则,提出了计算隧道围岩松动区和承载区的公式,得出当隧道围岩等级越高,即围岩稳定性越差时,松动区外半径、承载区外半径以及塑性区外半径越大;通过将理论分析方法与数值模拟方法相结合,求出了隧道围岩重要性系数,提出了一种隧道围岩分级新计算公式。

关键词：隧道工程围岩分级岩体质量Q系统松动区半径围岩压力