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锦屏一级左岸导流洞出口边坡开挖支护有限元模拟

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岩土力学 2007年第8期28卷 1565-1570页

作者：陈益峰周创兵余志雄张文杰姜清辉水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉大学武汉430072

锦屏一级水电站左岸导流洞出口边坡岸坡陡峻,层间挤压破碎带、顺坡卸荷裂隙及深部裂缝发育。边坡开挖将切除部分维持边坡稳定的坡脚岩体,从而对工程边坡及上部变形拉裂岩体的稳定性产生不利影响。基于锚固岩体弹塑性等效本构关系,采用... 详细信息

锦屏一级水电站左岸导流洞出口边坡岸坡陡峻,层间挤压破碎带、顺坡卸荷裂隙及深部裂缝发育。边坡开挖将切除部分维持边坡稳定的坡脚岩体,从而对工程边坡及上部变形拉裂岩体的稳定性产生不利影响。基于锚固岩体弹塑性等效本构关系,采用弹塑性有限元法对边坡开挖、加固及地震作用进行了数值模拟,分析了开挖边坡的稳定性,并对初拟的"先锚后挖、边挖边锚"的施工程序的合理性进行了评价,提出了若干对工程建设具有一定指导意义的建议。

关键词：锦屏一级水电站导流洞出口边坡开挖加固弹塑性有限元

考虑岩体开挖卸荷动态变化水电站坝肩高边坡三维稳定性分析

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岩石力学与工程学报 2007年第A1期26卷 3515-3521页

作者：王瑞红李建林刘杰黄秋枫武汉大学水利水电学院湖北武汉430072 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002

金沙江一双曲拱坝最大坝高277 m,左岸坝肩开挖边坡高约300 m;右岸坝肩开挖边坡高约480 m,由于坝肩槽开挖所形成的边坡属于高陡边坡,其开挖后的稳定状况会极大影响大坝的正常运行。通过对坝址区地质资料的详细分析,建立坝肩边坡三维计算... 详细信息

金沙江一双曲拱坝最大坝高277 m,左岸坝肩开挖边坡高约300 m;右岸坝肩开挖边坡高约480 m,由于坝肩槽开挖所形成的边坡属于高陡边坡,其开挖后的稳定状况会极大影响大坝的正常运行。通过对坝址区地质资料的详细分析,建立坝肩边坡三维计算模型,并结合卸荷岩体力学理论,通过弹塑性有限元法研究坝肩边坡在开挖过程中的动态稳定性。研究结果表明:该高边坡在开挖过程中及开挖后,除开挖面附近局部区域不稳定外,整体并无失稳趋向;考虑岩体在开挖过程中的动态卸荷过程后,边坡岩体的位移和塑性区面积比不考虑时有所减小;岩体的破坏区随着开挖的进行不断变化,可根据每步开挖后岩体的破坏情况选择合理的加固措施及加固时间。

关键词：岩石力学高边坡开挖动态卸荷三维有限元模型稳定性分析

Mont Terri试验场Mine-by巷道开挖近场响应模拟分析

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岩石力学与工程学报 2014年第8期33卷 1626-1634页

作者：李连崇 Liu Huihai Birkholzer Jens Vietor Tim 大连理工大学土木工程学院辽宁大连116024 劳伦斯伯克利国家实验室地球科学部美国伯克利94720 瑞士国家放射性废物处置公司

瑞士Mont Terri地下实验室于2008年构建Mine-by(MB)Niche巷道,并围绕其中的MB Niche 2进行开挖诱发Opalinus Clay黏土岩围岩变形及流固耦合特征的现场实测分析。以MB Niche 2巷道为背景工程,利用基于双应变胡克模型(TPHM)的数值模拟方法... 详细信息

瑞士Mont Terri地下实验室于2008年构建Mine-by(MB)Niche巷道,并围绕其中的MB Niche 2进行开挖诱发Opalinus Clay黏土岩围岩变形及流固耦合特征的现场实测分析。以MB Niche 2巷道为背景工程,利用基于双应变胡克模型(TPHM)的数值模拟方法,对MB Niche 2巷道的开挖过程进行模拟分析,计算结果较为准确地反映开挖卸载诱发的近场围岩变形行为、损伤区及孔隙水压力演化特征。模拟结果显示,巷道拱顶径向位移可达甚至超过10 mm,两帮破坏深度可达1.4 m,孔隙压力的扰动区最远可出现在掌子面前方11 m左右,最大孔隙压力可抬升至3.3 MPa,模拟结果与现场实测值表现出较好的一致性。基于双应变胡克模型TPHM的计算结果较基于传统胡克模型SPHM的计算结果更趋于符合实际,这在一定程度上反映出TPHM较好地捕捉到岩石中孔隙、裂隙等的自然应变(真应变)的物理本质,强调合适的本构模型在卸荷开挖工程问题模拟分析中的重要性。

关键词：隧道工程 Mont Terri试验场 Mine-by巷道开挖胡克定律数值模拟

深埋隧洞开挖数值模拟分析的纵向模型范围研究

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岩土力学 2016年第S2期37卷 706-714页

作者：苏凯常智慧崔金鹏伍鹤皋武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

模型范围是影响数值分析计算精度与效率的重要因素,针对深埋隧洞开挖数值模拟分析问题,采用有限差分软件FLAC^(3D)和复合失稳准则,对计算模型的纵向范围取值问题展开研究。首先分析了深埋隧洞开挖过程中围岩纵向变形以及未开挖岩塞对围... 详细信息

模型范围是影响数值分析计算精度与效率的重要因素,针对深埋隧洞开挖数值模拟分析问题,采用有限差分软件FLAC^(3D)和复合失稳准则,对计算模型的纵向范围取值问题展开研究。首先分析了深埋隧洞开挖过程中围岩纵向变形以及未开挖岩塞对围岩变形的约束作用,然后研究了近端边界和远端边界对监测断面位置处围岩变形的影响,最后采用最小二乘法对多组计算结果进行了位移误差分析,并给出了纵向模型范围的取值建议。研究结果表明,当监测断面距掌子面大于10倍洞径时,未开挖岩塞的约束作用基本消失;远端边界以及近端边界与监测断面的最大位移误差值之间均基本满足幂函数关系,且远端边界对监测点位移误差的影响要大于近端边界;深埋隧洞开挖数值模拟中,纵向模型范围取7.5倍洞径即可满足一般数值分析的精度要求。

关键词：深埋隧洞数值模拟模型纵向范围开挖

软土地基基坑开挖对临近桩变形影响的时效分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第11期49卷 206-215页

作者：江杰张探欧孝夺柴文成龙逸航广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室(广西大学) 广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室(广西大学) 广西南宁530004

为解决软土地基基坑开挖条件下,邻近桩基水平位移随时间逐渐发展的问题,结合两阶段分析方法,第一阶段引入三维分数阶Merchant黏弹性模型来描述软土的蠕变特性,采用对应性原理和Laplace积分变换方法,求得附加应力的Mindlin时域解;第二阶... 详细信息

为解决软土地基基坑开挖条件下,邻近桩基水平位移随时间逐渐发展的问题,结合两阶段分析方法,第一阶段引入三维分数阶Merchant黏弹性模型来描述软土的蠕变特性,采用对应性原理和Laplace积分变换方法,求得附加应力的Mindlin时域解;第二阶段将桩基看作Pasternak地基上的Timoshenko梁,将所得附加应力加载在桩基上,建立桩基的变形微分方程,利用有限差分法对方程进行求解,得到考虑桩基剪切效应及桩土剪切层厚度的桩基水平位移时域解.通过与已有文献中的算例进行对比,验证了该方法的正确性.最后,对三维分数阶Merchant黏弹性模型参数(剪切模量、体积模量、黏滞系数、分数阶)进行了影响因素分析.结果表明,所得方法能够较好地反映基坑开挖引起邻近桩基水平位移随时间的发展规律.

关键词：开挖桩基础位移控制分数阶黏弹性模型 Timoshenko梁时效分析

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顺层岩体边坡开挖过程模型试验

岩土力学 2011年第2期32卷 435-440页

作者：唐红梅陈洪凯曹卫文重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400040 重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074

边坡开挖引起的变形及应力调整规律是边坡安全监控的科学依据,模型试验是揭示公路高切坡变形与应力变化规律的重要途径,针对巫山至巫溪公路k88段岩体高边坡,通过相似模型试验探讨边坡开挖过程中坡内位移和应力变化规律。通过相似材料试... 详细信息

边坡开挖引起的变形及应力调整规律是边坡安全监控的科学依据,模型试验是揭示公路高切坡变形与应力变化规律的重要途径,针对巫山至巫溪公路k88段岩体高边坡,通过相似模型试验探讨边坡开挖过程中坡内位移和应力变化规律。通过相似材料试验获得了模型试验相似材料,配合比"硼砂:水:砂:水泥:石膏"为0.01:1:7.705:0.384:0.900,构建了几何相似比1:30的物理试验模型,提出了与实际工程一致的边坡3次开挖工况。试验结果表明,开挖过程中高切坡位移峰值突增现象显著,达到稳定状态的时间4d左右,而应力则成波动衰减状态,10d以后仍然存在衰减趋势;基于开挖过程中边坡变形和应力的不一致性及应力调整的持续性变化规律,提出了岩质边坡以三维应力监测为主、位移监测为辅的边坡监测优化方案。

关键词：道路工程顺层岩体边坡开挖位移及应力变化规律模型试验

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一个适用于深基坑开挖的三维各向异性模型

水利学报 2002年第11期33卷 14-19页

作者：韩国城连镇营姚仰平大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 中国建筑科学研究院地基基础研究所北京100013 北京航空航天大学土木系北京100083

现场地基中的土体一般处于K0 (土体静止侧压力系数 )固结状态 ,基坑开挖时坑底土体在卸荷作用下有时会处于三轴拉伸状态。采用剑桥模型 ,因弹性区偏大 ,导致计算精度较差 ;采用关口—太田各向异性模型 ,实测资料表明预测的变形偏大 ,且... 详细信息

现场地基中的土体一般处于K0 (土体静止侧压力系数 )固结状态 ,基坑开挖时坑底土体在卸荷作用下有时会处于三轴拉伸状态。采用剑桥模型 ,因弹性区偏大 ,导致计算精度较差 ;采用关口—太田各向异性模型 ,实测资料表明预测的变形偏大 ,且屈服面上有奇异点。本文在修正剑桥模型基础上 ,提出了修正各向异性模型 ,然后利用变换应力法将修正各向异性模型从三轴试验的轴对称应力状态扩展至一般应力状态。新模型 (三维各向异性模型 )采用的SMP准则 (松岗元“空间准滑面”准则 ) ,与扩展Mises准则 (米塞斯准则 )相比 ,能较好地反映深基坑工程中坑底土体在三轴拉伸状态下的强度和变形特性以及土体的初始应力各向异性。

关键词：深基坑开挖修正各向异性模型三维化土体变形

隧道开挖中地质风险评估的敏感性分析（英文）

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中国公路学报 2016年第8期29卷 99-112页

作者：白文琦 TIONG L K R 长安大学建筑工程学院西安陕西710061 南洋理工大学土木工程学院新加坡639798

在地下开挖工程进行中,地质风险评估是至关重要却也是最薄弱的环节。由于地下结构的不确定性、复杂性以及结构间多种关联性,对地质结构进行风险评估既困难又耗费成本。在对超大型隧道开挖工程进行风险评估时,为了降低前期准备过程耗费... 详细信息

在地下开挖工程进行中,地质风险评估是至关重要却也是最薄弱的环节。由于地下结构的不确定性、复杂性以及结构间多种关联性,对地质结构进行风险评估既困难又耗费成本。在对超大型隧道开挖工程进行风险评估时,为了降低前期准备过程耗费的时间与成本,风险管理经理更倾向于开挖重复地质断面时将其结构视为相似,并认为时间和成本的变化遵从线性关系。但事实上在对地质结构整体进行风险评估时,各个风险参数的相互依赖性和敏感性是未知的。针对进行地质风险评估时风险参数的敏感性和其会引起的变化,采用Monte Carlo模拟法确定了参与地质风险评估的相关风险参数的敏感性和波动性,例如开挖长度、岩石结构排列以及开挖方法等。采用的地质模型和场景以地质学家提出相关假设和较为常规的地质构造为基础。为了便于整合地质风险评估的各种因素,模拟时将不确定性量化为开挖进尺和成本。通过不同场景的模拟,确定地质风险评估中各个参数的敏感性。研究结果表明:地质结构和开挖进尺皆为独立影响因素,但当在不同的地质结构开挖长度相等时,其排列顺序却对开挖进尺和成本影响不大;在开挖重复地质结构时,开挖进尺和成本的变化遵从非线性关系。研究结果提供了一个对风险进行评估和管理的有效系统,可帮助决策者在管理大型复杂的隧道开挖项目时做出更好的判断。

关键词：隧道工程风险管理地质工程开挖敏感性分析

软土地区地下室增层开挖对既有桩基沉降性状的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第6期47卷 1995-2000页

作者：单华峰夏唐代俞峰郑晴晴浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018

首先,通过荷载传递法建立轴向荷载作用下单桩的受力模型并得到其控制方程,然后引入桩侧软化及桩端双曲线荷载传递函数,同时给出极限侧摩阻力及极限端阻力的表达式。在此基础上,结合工程实例,通过自编的迭代程序得出单桩的p-s曲线,并与... 详细信息

首先,通过荷载传递法建立轴向荷载作用下单桩的受力模型并得到其控制方程,然后引入桩侧软化及桩端双曲线荷载传递函数,同时给出极限侧摩阻力及极限端阻力的表达式。在此基础上,结合工程实例,通过自编的迭代程序得出单桩的p-s曲线,并与已有的计算方法进行比较,验证提出计算方法的可行性。研究开挖深度对若干关键问题的影响,如桩侧极限摩阻力、桩端极限阻力及基桩承载性状。最后结合案例分析增层开挖施工前后,单桩在极限承载力及工作荷载作用下产生的沉降量。研究结果表明:不同的开挖深度对桩端极限阻力影响较小,而对桩侧极限摩阻力影响较大;随着开挖深度增加,桩顶沉降量也不断增大。该工程的增层开挖在变形控制方面安全可靠。

关键词：软土开挖既有建筑桩基沉降极限阻力