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Modified ground response curve(GRC)in strain-softening rock mass based on the generalized Zhang-Zhu strength criterion considering over-excavation

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Underground Space 2021年第5期6卷 585-602页

作者： Chen Xu Caichu Xia changling han Institute of Rock Mechanics Ningbo UniversityNingboZhejiangChina Department of Geotechnical Engineering College of Civil EngineeringTongji UniversityShanghaiChina CCCC First Highway Consultants Co. LtdXi’anShaanxiChina

The ground response curve(GRC)depicts the relationship between support reaction force and ground displacement,which improves the understanding of ground-support interaction and provides important references to the tunnel ***,it is difficult to anticipate the tunneling-induced large deformation with sufficient reliability in soft rock with high geostress since the small strain theory is not *** large deformation occurs,the tunnel needs to be ***,the GRC should be modified considering the enlarged excavation radius since the actual excavation radius is usually greater than the designed *** overcome the shortcomings of small strain theory in recognizing ground-support interaction under large deformation circumstances,a new large strain numerical approach for modifying the GRC was proposed considering over-excavation in strain-softening rock masses based on the generalized Zhang-Zhu strength criterion.A case study was conducted based on the Lianchengshan tunnel in *** modified GRC was employed to investigate the ground-support behavior for different support schemes and to explore the applicability of the stress release *** with field tests,the proposed approach was *** comparing with GRCs proposed by previous work,the present modified GRC was proved to be superior to *** studies were conducted and it is found that over-excavation,for example,reserving a very large clearance between the surrounding rock and the support,is necessary to reduce ground pressure to a large *** yielding supports which can provide high support pressure during the process of deformation are highly recommended when tunneling in high geostress ***,if the initial geostress is not very high,it is not necessary to pursue unwarranted overexcavation since the ground pressure applied on the support is mainly the loosening stress when the deformation is *** support stiffness should be provi

关键词： Ground response curve Large strain Over-excavation Strain-softening Soft rock tunnel

A RESEARCH ON PHASE SYNCHRONIZATION FOR EXTENDED KURAMOTO MODEL

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Annals of Differential Equations 2014年第2期30卷 216-221页

作者： Jianhua Xu changling han Dept.of Math. Shanghai Maritime University Information Technology & Service Office Shanghai Maritime University School of Management Shanghai University

This paper discuses three types of phase synchronization phenomena in extended Kuramoto model. A certain quadratic form is applied to analyze the stability of phase synchronization manifolds without any stability knowledge for error systems. Some simple and convenient criteria are obtained for these types of phase synchronization. Also, the effectiveness of the proposed criteria is illustrated successfully by an example.

关键词： extended Kuramoto model clustering phase synchronization frequency synchronization complete phase synchronization asymptotically stability

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高地应力软岩隧道预留变形量设计方法

隧道建设（中英文） 2023年第11期43卷 1916-1923页

作者：韩常领徐晨夏才初郑卜豪应轶微中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211 宁波市能源地下结构重点实验室浙江宁波315211

在弹塑性岩体中开挖隧道,若围岩无明显的流变性,支护施作太早将承受非常大的荷载,但支护结构并非越晚施作越好。如果支护结构刚度和强度设计不足,即使预留了变形空间,隧道仍可能因支护反力不足而发生大变形破坏。为确定合理的支护刚度... 详细信息

在弹塑性岩体中开挖隧道,若围岩无明显的流变性,支护施作太早将承受非常大的荷载,但支护结构并非越晚施作越好。如果支护结构刚度和强度设计不足,即使预留了变形空间,隧道仍可能因支护反力不足而发生大变形破坏。为确定合理的支护刚度和支护时机,基于GZZ强度准则采用大应变分析理论,考虑隧道扩挖影响,修正高地应力软岩隧道的围岩特征曲线。修正后的特征曲线与原始曲线有共同的起点,但随着变形增大逐渐偏离原始曲线;增大开挖半径会使特征曲线更高,这意味着支护结构需要提供更大的反力。因此,在工程设计时需要根据修正后的围岩特征曲线进行支护结构设计,避免因为支护刚度不足而发生大变形破坏。其次,基于初始地应力、围岩强度等参数对修正围岩特征曲线形态的影响,提出高地应力软岩隧道围岩最佳预留变形量的设计方法。当地应力较低时,特征曲线有明显的“最低点”,该点对应的支护反力最小,为最佳支护时机;在高地应力条件下,即使变形很大,围岩特征曲线也仍然未达到最低点,这是因为形变压力占主导,松散压力远小于形变压力。因此,在高地应力条件下,采用应力释放措施是有必要的,可通过特征曲线的曲率寻找最佳预留变形量。

关键词：高地应力软岩隧道大变形预留变形量修正围岩特征曲线

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基于开孔面积的高海拔隧道风管漏风率研究

中国铁道科学 2022年第5期43卷 60-69页

作者：陈湛文王明年郭佳城秦鹏程严涛韩常领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 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

风管漏风率已逐渐成为高海拔隧道施工需风量设计的一个控制指标。为深化这一领域的研究,首先从理论上推导隧道风管漏风量和沿程各段漏风率的计算式,明确漏风开孔面积是影响风管漏风率的重要参数;然后,依托海拔3 850 m的巴朗山隧道,采用... 详细信息

风管漏风率已逐渐成为高海拔隧道施工需风量设计的一个控制指标。为深化这一领域的研究,首先从理论上推导隧道风管漏风量和沿程各段漏风率的计算式,明确漏风开孔面积是影响风管漏风率的重要参数;然后,依托海拔3 850 m的巴朗山隧道,采用理论计算和数值模拟2种方法探讨不同开孔面积下漏风率的变化规律,推导风管漏风率的开孔面积修正系数计算式,并通过现场实测分析更换新风管前后开孔面积对漏风率的影响。结果表明:平原地区风管不同开孔面积下平均百米漏风率为1.54%~3.24%,高海拔地区为2.04%~4.31%,后者约为前者的1.33倍;风管平均漏风率随开孔面积增大而升高,且开孔面积越大,漏风率升高幅度越大;更换新风管后,由于减小了开孔面积,因此有效降低了漏风率,巴朗山隧道入口端平均漏风率从3.61%降至1.47%,出口端则从3.82%降至1.28%,从而保障了高海拔隧道施工的通风需求。

关键词：高海拔隧道风管漏风率开孔面积漏风理论开孔面积修正系数

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冻融循环条件下寒区隧道衬砌的服役性能

哈尔滨工程大学学报 2020年第3期41卷 347-356页

作者：夏才初黄文丰韩常领同济大学土木工程学院上海200092 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

寒区隧道贯通运营后,衬砌受到周期性变化的洞内气温引起的冻融循环作用,衬砌的物理力学性能随之产生劣化,导致衬砌的服役性能降低。本文通过ANSYS数值模拟,计算研究了冻融循环条件下寒区隧道衬砌的服役性能变化。在不铺设保温层情况下,... 详细信息

寒区隧道贯通运营后,衬砌受到周期性变化的洞内气温引起的冻融循环作用,衬砌的物理力学性能随之产生劣化,导致衬砌的服役性能降低。本文通过ANSYS数值模拟,计算研究了冻融循环条件下寒区隧道衬砌的服役性能变化。在不铺设保温层情况下,寒区隧道衬砌服役年数大大降低,隧道运营17 a后衬砌安全系数不满足规范要求;非冻土段运营19 a后拱顶衬砌结构安全系数不满足规范要求。铺设保温层可使衬砌服役性能不下降,多年冻土段铺设2层5 cm保温层,季节冻土段铺设1层5 cm厚保温层,后拱顶处、拱腰处和边墙处衬砌服役性能无减小趋势,而拱脚处和仰拱处衬砌安全系数则不断减小。为保证拱脚和仰拱处衬砌安全,可在表面铺设保温层,并在仰拱和拱脚上加设1层保温层可使衬砌服役性不下降。若要使衬砌服役性能不下降,知亥代隧道多年冻土段保温层铺设厚度至少应为5 cm,非冻土段保温层铺设厚度至少为9 cm。

关键词：寒区隧道热-应力耦合分析安全系数服役性能保温层围岩变形结构响应变形规律

基于主动支护的木寨岭隧道高地应力软岩大变形预应力锚索支护设计实践

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隧道建设（中英文） 2023年第S1期43卷 313-322页

作者：王万平李建斐晏鹏博韩常领中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 甘肃长达路业有限责任公司甘肃兰州730000

为解决在建木寨岭特长公路隧道薄层极软岩在高地应力下发生的挤压性大变形问题,结合现场展开的工程地质分析、设计变更、监控量测工作,提出一种预应力长短锚索+W型钢带+柔性纤维网组合的基于主动支护的设计方案。该方案采用“先锚后支... 详细信息

为解决在建木寨岭特长公路隧道薄层极软岩在高地应力下发生的挤压性大变形问题,结合现场展开的工程地质分析、设计变更、监控量测工作,提出一种预应力长短锚索+W型钢带+柔性纤维网组合的基于主动支护的设计方案。该方案采用“先锚后支”的施工工艺,采用数值分析和试验段施工对设计方案进行验证。结果表明,预应力长短锚索组合的主动支护能够充分发挥锚索的锚固和悬吊作用加固围岩,提高围岩的抗剪能力,控制围岩形变能的释放态势,有效控制围岩变形,将初期支护变形控制在20 cm以内,减小约50%。在实际施工过程中对锚索防腐、锚索支护参数及锚索施工设备选型等进行优化调整,确保了隧道施工的顺利进行。

关键词：极高地应力软岩隧道大变形预应力锚索支护设计

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冻融作用下多年冻土隧道结构及围岩变形规律

哈尔滨工程大学学报 2020年第7期41卷 1016-1021页

作者：夏才初白雪莹韩常领同济大学土木工程学院上海200092 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

为研究多年冻土隧道结构、围岩的冻融变形规律以及含水量对隧底围岩冻融循环次数和变形的影响,本文采用有限元方法进行数值模拟,采用热-力场耦合计算隧道、围岩的传热变形过程。计算结果表明:在运营期内,隧底冻土围岩及路面的融沉位移... 详细信息

为研究多年冻土隧道结构、围岩的冻融变形规律以及含水量对隧底围岩冻融循环次数和变形的影响,本文采用有限元方法进行数值模拟,采用热-力场耦合计算隧道、围岩的传热变形过程。计算结果表明:在运营期内,隧底冻土围岩及路面的融沉位移逐年减小,总体呈现向上回升趋势;冻结期隧底围岩的回冻变形减轻了融沉变形导致的隧道不均匀变形程度,因此应重点控制施工期内隧底围岩的融化沉降,加强隧底保温措施以减少围岩在运营期所经历的冻融循环次数;冻土围岩含水量越高,运营期内隧底冻土回冻速度越快,隧底围岩含水量超过27%时,融沉所导致的路面横向不均匀融沉变形将对路面的排水带来不利影响。

关键词：隧道多年冻土冻融循环围岩变形含水量数值模拟