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沉井顶板钢混梁板组合结构抗弯性能试验研究

地下空间与工程学报 2022年第3期18卷 883-890,900页

作者：杜惺倩夏才初陈孝湘金天垚绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 同济大学土木工程学院上海200092 中国电建集团福建省电力勘察设计院有限公司福州35003

依据沉井工程实际,设计并制作了两种地下沉井顶板钢混梁板组合结构的模型试件,根据钢骨架与混凝土板之间是否设置抗剪连接件,将两个模型试件分为梁板点焊连接的无抗剪模型以及梁板整体浇筑的有抗剪模型。通过对两个试件进行三点弯单轴... 详细信息

依据沉井工程实际,设计并制作了两种地下沉井顶板钢混梁板组合结构的模型试件,根据钢骨架与混凝土板之间是否设置抗剪连接件,将两个模型试件分为梁板点焊连接的无抗剪模型以及梁板整体浇筑的有抗剪模型。通过对两个试件进行三点弯单轴静力加载试验,得到组合结构的抗弯承载力,并绘制出其跨中荷载-挠度曲线和荷载-应变曲线,分析二者破坏特征。通过对比试验可知:设置抗剪连接件可有效提高结构的整体性以及抗弯承载能力,并推迟混凝土板裂缝的开裂时间,减缓裂缝发展趋势;通过降低截面高度能提高组合结构的整体稳定性,并增加工作空间利用率。

关键词：沉井顶板钢混梁板组合结构抗弯性能试验研究

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基于离心试验下软黏土地区窄基坑稳定性分析

地下空间与工程学报 2022年第6期18卷 1853-1862,1872页

作者：王莹夏才初陈孝湘刘炀镔张鑫绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 宁波大学土木与环境工程学院浙江宁波315211 福建省电力勘察设计院有限公司福州350003 同济大学地下建筑与工程系上海200092 华汇工程设计集团股份有限公司浙江绍兴312000

针对软土地区基坑坑底土层为饱和软黏土的情况,以福建省某城区电缆隧道的窄基坑工程为依托,开展了不同插入比条件下窄基坑稳定性研究。通过设计3种不同插入比工况进行离心模型试验,模拟窄基坑开挖,观察土体位移和基坑稳定破坏模式。结... 详细信息

针对软土地区基坑坑底土层为饱和软黏土的情况,以福建省某城区电缆隧道的窄基坑工程为依托,开展了不同插入比条件下窄基坑稳定性研究。通过设计3种不同插入比工况进行离心模型试验,模拟窄基坑开挖,观察土体位移和基坑稳定破坏模式。结果表明,当插入比为1∶1和1∶0.8时,围护挡墙变形较小,挡墙的变形表现为“两端小中间大”的鼓形变形模式,且插入比为1∶0.8较插入比为1∶1时挡墙变形会出现轻微的增加,但能满足变形要求,插入比定为1∶0.8时更加经济合理;当插入比为1∶0.67时,基坑由于挡墙插入深度不足而失去窄基坑的宽度效应,挡墙呈现倒“八”字型的变形模式,坑底土体大量隆起,基坑破坏。最后采用数值模拟方法进行对比验证。本文研究成果可大幅度地优化窄基坑插入深度问题,从而减少工程造价,提高资源的利用效率。

关键词：窄基坑开挖深度插入比数值模拟离心模型试验

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基于关键块体理论的隧道分部施工时空效应

长安大学学报（自然科学版） 2011年第2期31卷 57-62页

作者：陈孝湘夏才初缪圆冰福建省电力勘测设计院福建福州350003 同济大学地下建筑与工程系上海200092 福建省交通规划设计院福建福州350004

分部台阶施工的隧道开挖所形成关键块体因不同工序下临空面的位置、大小及开挖时机的不同而存在时空效应。阐述了关键块体时空效应的概念,并以福州长乐国际机场高速公路二期双向8车道特大跨度连拱隧道为依托,给出了时空效应概念及其工... 详细信息

分部台阶施工的隧道开挖所形成关键块体因不同工序下临空面的位置、大小及开挖时机的不同而存在时空效应。阐述了关键块体时空效应的概念,并以福州长乐国际机场高速公路二期双向8车道特大跨度连拱隧道为依托,给出了时空效应概念及其工程应用;提出了关键块体所产生的时空效应应用的基本原则。结果表明:在采用双侧壁导坑施工的隧道中,预留核心部分岩体有利于隧道顶部块体的稳定;隧道施工时,减小开挖临空面面积能有效控制关键块体的体积,及时支护能减小因蠕变而导致的块体节理面力学性质的削弱;以时空效应应用基本原则为指导,将其应用于隧道开挖过程可省去部分临时支护,同时可提高隧道施工的安全性和经济性。

关键词：隧道工程岩石隧道关键块体施工工序时空效应

基于节理精细化描述的隧道围岩变形破坏特征分析

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岩石力学与工程学报 2011年第10期30卷 1997-2003页

作者：许崇帮夏才初陈孝湘交通运输部公路科学研究院北京100088 同济大学地下建筑与工程系上海200092 清华大学土木工程系北京100084

福州机场高速二期金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩破碎,隧道围岩稳定性受节理展布特征影响显著。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面、区段断面及其他出露区域节理的采集,利用统计分析方法对隧道正洞区... 详细信息

福州机场高速二期金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩破碎,隧道围岩稳定性受节理展布特征影响显著。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面、区段断面及其他出露区域节理的采集,利用统计分析方法对隧道正洞区域内的节理展布预测;在此基础上,利用非连续变形分析(DDA)法对金鸡山隧道围岩变形、破坏过程进行模拟计算,对隧道围岩变形、破坏的典型阶段进行划分,并指出隧道容易发生变形破坏的部位。最后,将DDA计算分析结果与隧道施工过程中发生的塌方进行比较,两者性态一致,表明DDA法在隧道围岩的稳定性分析基本能够反映隧道真实稳定性,在隧道围岩稳定性分析方面具有良好的应用前景。

关键词：隧道工程连拱隧道节理岩体非连续变形分析法稳定分析

沿海城区电力电缆隧道运营期的数字化防灾研究

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海峡科学 2022年第1期 61-63,78页

作者：周源陈孝湘贺雷中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司福建福州350003 中国电力科学研究院有限公司北京102401

沿海城区的电力电缆隧道受台风暴雨、地震等自然灾害的影响较为突出,该文在分析沿海城区电缆隧道常见自然灾害的基础上,研究台风暴雨、地震、隧道内火灾等隧道运营期间常见灾害下的数字化防灾技术需求和典型技术路线,为提升沿海城区电... 详细信息

沿海城区的电力电缆隧道受台风暴雨、地震等自然灾害的影响较为突出,该文在分析沿海城区电缆隧道常见自然灾害的基础上,研究台风暴雨、地震、隧道内火灾等隧道运营期间常见灾害下的数字化防灾技术需求和典型技术路线,为提升沿海城区电力电缆隧道运营期的防灾能力提供支撑。

关键词：沿海城区电力电缆隧道数字化防灾

特大跨度连拱隧道岩体节理的精细化描述及其块体稳定性分析

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岩石力学与工程学报 2010年第A1期29卷 2598-2603页

作者：夏才初陈孝湘许崇帮赵旭同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 福建省电力勘测设计院福建福州350003

福州长乐国际机场高速二期金鸡山隧道是双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,开挖过程易于产生块体,而块体稳定则是公路隧道施工过程中最为关键的问题之一。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面及其他出露区域的节理进行精细化采集与描... 详细信息

福州长乐国际机场高速二期金鸡山隧道是双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,开挖过程易于产生块体,而块体稳定则是公路隧道施工过程中最为关键的问题之一。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面及其他出露区域的节理进行精细化采集与描述,经统计分析后预测隧道正洞区域内的节理分布,运用关键块体理论分析中导洞节理精细采集断面所对应的隧道正洞区域在开挖过程中可能产生的关键块体的位置、大小、下滑力、安全系数等与关键块体稳定相关的参数。对各关键块体在先后施加锚杆和衬砌加固的情况下进行力学计算,分析块体的稳定性,评价支护方案,为隧道的设计与施工提供依据。

关键词：隧道工程连拱隧道岩体节理统计学精细描述块体理论支护参数

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加筋土挡墙典型破坏形式及稳定性计算分析

海峡科学 2023年第10期 94-100页

作者：徐遒陈孝湘刘明桢中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司福建福州350001

加筋土挡墙已广泛应用于公路、铁路、电力、民建等工程领域。目前被广泛接受的原理是摩擦加筋原理,可采用直接剪切试验与拉拔试验对加筋土的摩擦特性进行研究。加筋土挡墙外部稳定性破坏主要包含水平滑动、倾覆、地基承载力不足、整体... 详细信息

加筋土挡墙已广泛应用于公路、铁路、电力、民建等工程领域。目前被广泛接受的原理是摩擦加筋原理,可采用直接剪切试验与拉拔试验对加筋土的摩擦特性进行研究。加筋土挡墙外部稳定性破坏主要包含水平滑动、倾覆、地基承载力不足、整体失稳等形式。为防止加筋土挡墙产生破坏,在设计阶段就应对其进行稳定性计算分析。该文以福建省某500 kV变电站为例,选取加筋土挡墙典型断面进行稳定性计算,发现其稳定性安全系数满足要求。

关键词：加筋土挡墙破坏形式稳定性计算

窄基坑围护墙插入深度优化解析及离心试验研究

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岩石力学与工程学报 2020年第3期39卷 593-607页

作者：刘炀镔夏才初徐晨陈孝湘同济大学地下建筑与工程系上海200092 中国电建集团福建省电力勘测设计研究院有限公司福建福州350003

与宽基坑相比,窄基坑由于基坑开挖宽度小,围护墙的稳定性有很大的提高。对纵向长度长达数公里的窄基坑工程,在满足稳定的前提下,如果围护墙的插入深度可以得到优化,其经济效益将是巨大的。以福建省某城区电缆隧道的窄基坑工程为依托,开... 详细信息

与宽基坑相比,窄基坑由于基坑开挖宽度小,围护墙的稳定性有很大的提高。对纵向长度长达数公里的窄基坑工程,在满足稳定的前提下,如果围护墙的插入深度可以得到优化,其经济效益将是巨大的。以福建省某城区电缆隧道的窄基坑工程为依托,开展窄基坑围护墙插入深度优化的研究。首先,采用解析的方法对比了不同开挖宽度条件下围护墙的受力及变形特征。结果表明,开挖宽度减小时,作用在围护墙的水平附加荷载将大幅降低,同时墙体的内力和变形也大幅减小。基于此,提出适用于窄基坑的坑底土体抗隆起稳定性安全系数计算方法,改进规范提出的计算方法。计算结果表明,由改进的计算方法得到的安全系数大于规范方法算得的安全系数。若按照改进的计算方法进行设计,围护墙插入深度可减少25%。最后,基于离心物理模型试验对提出的理论进行验证。试验结果表明,对于窄基坑,规范提供的围护墙临界插入深度计算方法确实过于保守,在设计窄基坑时有必要对围护墙插入深度进行优化。研究成果可为窄基坑工程围护墙插入深度的优化设计提供理论依据。

关键词：土力学窄基坑开挖宽度插入深度安全系数优化设计离心模型试验

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大口径三维曲线顶管顶力估算及实测分析

岩土力学 2015年第S1期36卷 547-552页

作者：陈孝湘张培勇丁士君唐自强福建省电力勘测设计院福建福州350003 中国电力科学研究院北京100192 国网福建省电力有限公司经济技术研究院福建福州350003

顶管顶进阻力由顶管机的迎面阻力和管节与土体间的摩阻力两部分组成,现有的顶力估算公式都具有一定的适用条件,虽然物理意义明确,但参数取值范围较大,往往估算顶力与实际工程顶力的匹配程度较低,尤其是在三维曲线顶管工程中受曲线段的影... 详细信息

顶管顶进阻力由顶管机的迎面阻力和管节与土体间的摩阻力两部分组成,现有的顶力估算公式都具有一定的适用条件,虽然物理意义明确,但参数取值范围较大,往往估算顶力与实际工程顶力的匹配程度较低,尤其是在三维曲线顶管工程中受曲线段的影响,准确估算顶力的难度更大。以长413.0 m,外径为3.8 m,最小曲率半径为313.7 m的三维曲线顶管工程为研究对象,基于现有的顶力公式估算所需顶力大小并布设中继间,在该工程实测数据的基础上分析顶力组成及其与顶程、顶进曲率半径等影响因素之间的关系和顶管在平面曲线和垂直剖面曲线以不同曲率半径顶进的摩阻力变化规律。分析结果显示,曲线顶管摩阻力附加系数是真实存在的,且工程实测值与经验值有所偏差,但顶管在淤泥或黏土层中顶进时的摩阻力按规程推荐取值能够满足工程实践需求。最后提出了顶力估算及中继间的布置建议,为类似工程提供依据。

关键词：长距离大直径三维曲线顶管顶力估算实测分析