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斜坡下考虑支护效应浅埋隧道力学响应的时效解答

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岩土力学 2016年第S2期37卷 83-93页

作者：王华宁吴磊同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学航空航天与力学学院上海200092

针对岩质或黄土浅埋隧道,考虑岩土体黏弹性流变特性和支护效应,给出斜坡下进行隧道施工时的全域时效解答。根据一般黏弹性问题求解方法,采用复变函数方法、Laplace变换、黏弹性叠加关系,用随时间和空间变化支护力体现管片支护效应,导出... 详细信息

针对岩质或黄土浅埋隧道,考虑岩土体黏弹性流变特性和支护效应,给出斜坡下进行隧道施工时的全域时效解答。根据一般黏弹性问题求解方法,采用复变函数方法、Laplace变换、黏弹性叠加关系,用随时间和空间变化支护力体现管片支护效应,导出适用于任意黏弹性模型岩体、任意时刻施加支护的应力与位移。解答与相同模型有限元结果一致,根据解答分析了广义Kelvin黏弹性模型岩体中浅埋隧道开挖时侧压力系数、斜坡倾角、埋深对稳定地表沉陷大小和范围、洞周时效位移、应力的影响,给出可按深埋问题处理时的埋深范围。解答可用于岩质和黄土隧道初步设计中,并为隧道与地下结构相互作用分析两阶段法提供自由位移场。

关键词：浅埋隧道支护效应黏弹性解析解

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深埋长隧锚杆对围岩支护效应的模型试验研究

岩土力学 2008年第7期29卷 1832-1836页

作者：李丹夏彬伟陈浩白世伟中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点试验室重庆400030

采用新研制的环氧-硅胶系的相似模型材料,在解决一系列制作、安装、测试技术问题基础上,通过在大型真三轴模型试验机上形成相同的边界条件,从而对毛洞和锚杆加固模型、不同锚杆加固深度模型进行对比,得出锚杆加固后对围岩影响的规律,即... 详细信息

采用新研制的环氧-硅胶系的相似模型材料,在解决一系列制作、安装、测试技术问题基础上,通过在大型真三轴模型试验机上形成相同的边界条件,从而对毛洞和锚杆加固模型、不同锚杆加固深度模型进行对比,得出锚杆加固后对围岩影响的规律,即锚杆加固区的应力较毛洞相应区内的应力均有所提高,而在锚杆加固区外围岩应力渐趋于此处毛洞的应力值;锚杆加固区中的最大应力一般也成了整个隧道围岩应力的最大值或接近最大值;锚杆的锚固作用还使毛洞中出现的拉应力状态转化为加固区内岩体的压应力状态。随着支护深度的加大,洞壁处的径向及切向压应力也在不断提高,从而利于增大岩体稳定性;同时,锚杆支护模型在不同加载级下应力分布趋势相同,也说明一定埋深范围内、不同埋深的软岩洞室中锚杆支护对围岩的影响是相同的;通过支护前后模型的应变差对比看出,在拱顶和拱腰分别形成了曲线和近似直线的径向应变差分布,对比结果为研究锚杆机制中的锚杆剪应力分布提供了试验基础。

关键词：锚杆支护效应隧道真三轴试验机模型试验软岩

极弱胶结地层煤巷锚网索耦合支护效应研究及应用

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采矿与安全工程学报 2016年第5期33卷 770-778页

作者：孟庆彬韩立军乔卫国张建梅凤清冯伟中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学) 山东青岛266590

基于锚杆与锚索支护机理分析,采用FLAC3D研究分析不同锚杆与锚索预紧力条件下引起的围岩应力场分布特征,定义了围岩应力扩大系数k来表征围岩应力扩散效果,揭示了锚杆、锚索预应力耦合支护效应。针对极弱胶结地层煤巷矩形断面开切眼导硐... 详细信息

基于锚杆与锚索支护机理分析,采用FLAC3D研究分析不同锚杆与锚索预紧力条件下引起的围岩应力场分布特征,定义了围岩应力扩大系数k来表征围岩应力扩散效果,揭示了锚杆、锚索预应力耦合支护效应。针对极弱胶结地层煤巷矩形断面开切眼导硐工程地质特征,提出了锚网索与工字钢支架联合支护技术方案。采用FLAC3D研究分析了不同支护方案的支护效果,验证了煤巷矩形断面开切眼导硐联合支护方案的合理性,并进行了井下工业性试验。为评价支护效果,对巷道围岩变形与锚杆、锚索受力进行了实时监测,监测结果表明:该联合支护方案有效地控制了矩形断面煤巷围岩变形与塑性区的损伤扩展,保证了围岩与支护结构的稳定和安全。

关键词：极弱胶结地层煤巷矩形断面支护效应联合支护 FLAC3D数值模拟

导流洞与泄洪洞交汇区域的开挖及支护效应分析

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四川大学学报（工程科学版） 2003年第1期35卷 38-42页

作者：林正伟何江达赵芹四川大学水电学院四川成都610065

由导流洞改建而成的永久泄洪洞,在堵头末端存在导流洞与泄洪洞交汇的不利情况。结合紫坪铺2#导流洞工程,运用三维非线性有限元方法,重点研究三种工况条件下该区域岩体的变形和稳定性,揭示了开挖过程中不同支护型式以及导流洞封堵后库水... 详细信息

由导流洞改建而成的永久泄洪洞,在堵头末端存在导流洞与泄洪洞交汇的不利情况。结合紫坪铺2#导流洞工程,运用三维非线性有限元方法,重点研究三种工况条件下该区域岩体的变形和稳定性,揭示了开挖过程中不同支护型式以及导流洞封堵后库水对该区域岩体的作用与影响程度。结果表明:导流洞与泄洪洞交汇区域的岩体应重点支护,锚杆的长度应适当加长,有条件时应进行全断面混凝土衬砌。

关键词：开挖支护效应导流洞泄洪洞交汇区域空间效应变形稳定性水利工程隧洞

基于塑性极限分析法的巷道反底拱支护效应研究

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安全与环境学报 2016年第4期16卷 139-143页

作者：时健尤春安玄超杨乐毕冬宾山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266510 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266510

针对现有研究对反底拱控制深井软岩巷道底臌的力学效应多采用模型试验和数值分析方法而缺乏解析方法的问题,基于塑性极限分析法研究了巷道在高竖直应力为主的地应力作用下开挖反拱后巷道底板的应力场特征,揭示了开挖反拱后巷道底臌的机... 详细信息

针对现有研究对反底拱控制深井软岩巷道底臌的力学效应多采用模型试验和数值分析方法而缺乏解析方法的问题,基于塑性极限分析法研究了巷道在高竖直应力为主的地应力作用下开挖反拱后巷道底板的应力场特征,揭示了开挖反拱后巷道底臌的机理,并分析了反底拱的支护效应对控制巷道底臌的作用。结果表明:开挖反拱会影响巷道整体的稳定性,但铺设适宜半径的反底拱能大大提高底板的极限承载力;反底拱半径越小,其抑制底臌的效果越明显。结合反底拱力学模型从理论的角度给出了锚拉反底拱支护参数的解析解,为传统支护设计提供参考。最后将提出的方法应用于龙口矿区梁家煤矿一采区运输巷道的支护设计,并进行了现场支护试验,现场监测结果表明,经支护优化设计的试验段巷道变形得到了有效控制。

关键词：安全工程底臌塑性极限分析法反底拱支护效应

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混凝土强度等级对加筋拱肋支护效应影响研究

科学技术与工程 2015年第6期35卷 258-261页

作者：黄圣平秦卫星茆大炜王勇长沙理工大学水利学院中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014

加筋喷混凝土拱肋支护中喷混凝土强度等级不仅决定围岩稳定性,而且影响支护成本。以某交通隧道的软弱围岩段（Q=0.01）为背景,利用有限差分软件FLAC3D对比分析了C15~C45六种混凝土强度等级时该混凝土拱肋加固围岩的变形量与塑性屈服区... 详细信息

加筋喷混凝土拱肋支护中喷混凝土强度等级不仅决定围岩稳定性,而且影响支护成本。以某交通隧道的软弱围岩段（Q=0.01）为背景,利用有限差分软件FLAC3D对比分析了C15~C45六种混凝土强度等级时该混凝土拱肋加固围岩的变形量与塑性屈服区大小。数值模拟结果表明：喷混凝土强度等级在C15~C35之间时,提高强度对限制围岩变形、减小围岩塑性屈服区体积效果明显,说明对特定软弱围岩存在一个较优强度等级取值区间,盲目采用高强度喷混凝土无助于改善拱肋支护效应且不经济。研究成果可为地下工程喷混凝土拱肋结构设计提供借鉴。

关键词：加筋喷混凝土拱肋混凝土强度等级支护效应数值模拟

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长河坝水电站高边坡开挖扰动及支护效应研究

人民黄河 2014年第9期36卷 120-123,126页

作者：张正虎邓建辉魏进兵裴建良胡金山四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

通过对开挖、支护等施工过程的详尽数值模拟,深入分析了长河坝水电站左坝肩边坡的开挖扰动特征及支护效应,得出该岩石高边坡岩体变形、应力及塑性屈服区的开挖扰动及支护效应,并和监测成果相对比,进一步验证所得结论的合理性。采用分步... 详细信息

通过对开挖、支护等施工过程的详尽数值模拟,深入分析了长河坝水电站左坝肩边坡的开挖扰动特征及支护效应,得出该岩石高边坡岩体变形、应力及塑性屈服区的开挖扰动及支护效应,并和监测成果相对比,进一步验证所得结论的合理性。采用分步开挖并逐级锚固支护的方案对边坡的加固作用明显。锚固支护除了可以约束岩体的变形,还可以降低边坡岩体的卸荷强度。对类似的西南岩质高边坡开挖支护提出了若干建议。

关键词：岩石高边坡开挖扰动支护效应数值模拟监测成果长河坝水电站

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加筋喷混凝土拱肋支护效应的数值模拟

长江科学院院报 2014年第12期31卷 69-73页

作者：李金山秦卫星盛松涛李贺长沙理工大学水利学院长沙410004

挪威隧道施工法提出的加筋喷混凝土拱肋支护在国内外工程实践中被证明是一种经济、高效的软弱围岩支护结构。为更好地分析加筋喷混凝土拱肋对软弱围岩的支护效应,以挪威Finnfast海底隧道软弱围岩段为工程实例,结合围岩质量Q系统分类方法... 详细信息

挪威隧道施工法提出的加筋喷混凝土拱肋支护在国内外工程实践中被证明是一种经济、高效的软弱围岩支护结构。为更好地分析加筋喷混凝土拱肋对软弱围岩的支护效应,以挪威Finnfast海底隧道软弱围岩段为工程实例,结合围岩质量Q系统分类方法,利用有限差分法对比研究了采用和不采用加筋喷混凝土拱肋2种方案下软弱围岩的变形、应力分布规律及屈服区体积。研究结果表明加筋喷混凝土拱肋对软弱围岩具有良好的加固效果。

关键词：软弱围岩加筋混凝土拱肋支护效应数值模拟

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某水电站层状岩质边坡变形及支护效应研究

某水电站层状岩质边坡变形及支护效应研究

作者：王彦蓉兰州大学

学位级别：硕士

随着科技的进步和可持续发展的需求,国家越来越重视能源基地的建设。近几年以来,水电工程建设迅猛。由于地形地貌、地质构造、地层岩性等条件,黄河上游地区及青藏高原周边地区易形成高山耸立和沟谷深切的状况,非常适宜修建水电站。但地... 详细信息

随着科技的进步和可持续发展的需求,国家越来越重视能源基地的建设。近几年以来,水电工程建设迅猛。由于地形地貌、地质构造、地层岩性等条件,黄河上游地区及青藏高原周边地区易形成高山耸立和沟谷深切的状况,非常适宜修建水电站。但地质灾害集中也是上述地区的主要特点,高边坡的变形破坏特征及稳定性关系着水电站的正常建设及运营情况。本文以茨哈峡水电站消力塘高边坡为依托,基于有限元分析原理,在调查茨哈峡水电站工程地质环境的基础上,采用数值模拟和其他稳定性分析的方法对该高边坡天然状态下的变形破坏特征进行探究,进而基于该水电站高边坡的工程设计条件,对其进行开挖及支护研究。利用数值计算方法分析天然状态下围岩的变形破坏特征及应力状态,以及开挖支护后围岩的变性破坏特征及应力状态,从而提出对该高边坡进行稳定支护的合理措施。(1)基于高边坡的工程地质环境,结合野外调研实测数据和数值计算,总结天然状态下围岩的变性破坏特征和应力分布。对高边坡平硐内调研资料进行分析,总结该高边坡的变形破坏模式,采用数值计算的方法,对该高边坡天然状态下的变形破坏特征和应力状态进行研究,并对其潜在剪切滑移面进行分析。(2)根据工程设计要求对该高边坡进行开挖,对其开挖后围岩的变性破坏特征及应力状态进行分析。基于高边坡开挖前后的应力重分布,结合数值计算的方法,对开挖后该高边坡的变形破坏特征进行分析,从而为选择合理的支护方式提供理论依据。(3)对开挖后的高边坡提出合理的支护方案,对其进行加固,从而保证开挖后高边坡的稳定。利用数值计算对围岩的变形破坏特征及应力分布进行分析,提出合理的支护方案,对支护后边坡的支护效应进行分析,使该高边坡能够保证稳定状态,以期为该水电站的工程实践提供理论参考。

关键词：高边坡变性破坏特征应力状态开挖状态支护效应