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低温温差条件下不同尺寸比例钢化真空玻璃变形特征研究

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真空科学与技术学报 2024年第1期44卷 49-56页

作者：岳高伟高若琳高帅张红霞河南理工大学土木工程学院焦作454000 洛阳兰迪玻璃机器股份有限公司洛阳471000

钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用。基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和... 详细信息

钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用。基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和数值模拟,分析了低温温差和不同尺寸比例下,钢化真空玻璃两侧玻璃之间的协同变形规律。结果表明:试验与数值模拟结果相对误差在2%以内,钢化真空玻璃热-力学耦合模型具有可靠性;低温条件下玻璃整体向上弯曲变形,中心点向内凹陷,变形与温差呈正比关系;同一温差下,钢化真空玻璃长边长度相同时,随着长宽比的减小,长边上的最大变形量会增大。能够为钢化真空玻璃在极寒地区的推广应用及生产工艺的改进提供理论依据。

关键词：钢化真空玻璃低温温差协同变形尺寸比例变形特征

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真三向应力作用下深部砂岩力学特性

东北大学学报（自然科学版） 2023年第5期44卷 689-696页

作者：王者超石伟川孔瑞郭家繁东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819

基于真三轴试验机对取自某储气库、埋深3 600 m的试样开展了一系列砂岩真三轴压缩试验.研究了真三向应力作用下深部砂岩的强度、变形特征,并将深部砂岩与浅部砂岩的弹性模量、黏聚力、摩擦角和峰值破坏强度进行了对比.结果表明:在一定... 详细信息

基于真三轴试验机对取自某储气库、埋深3 600 m的试样开展了一系列砂岩真三轴压缩试验.研究了真三向应力作用下深部砂岩的强度、变形特征,并将深部砂岩与浅部砂岩的弹性模量、黏聚力、摩擦角和峰值破坏强度进行了对比.结果表明:在一定范围内随着中间主应力的增加,深部砂岩的峰值强度也会增加,深部砂岩的起裂应力和损伤应力也随之增加,峰值处的中间主应变呈现减小的趋势.随着砂岩深度的增加,砂岩的弹性模量、黏聚力和摩擦角均呈现增大的趋势.浅部砂岩峰值破坏强度的八面体剪应力与有效平均正应力表现为非线性关系,而深部砂岩峰值破坏强度的八面体剪应力与有效平均正应力表现为线性关系,且Mogi-Coulomb准则更适用于表述深部砂岩破坏时的强度特征.

关键词：深部砂岩真三轴试验变形特征应力分界点 Mogi-Coulomb准则

桩锚支护基坑对近邻建筑影响实测及三维数值分析

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土木工程学报 2023年第7期56卷 126-136页

作者：谭鑫金永乐黄明华刘晓明胡政博陈大川湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082

文章对长沙市中密砂砾-粉质黏土地层中某基坑开挖进行了现场地表沉降和支护结构位移的实测分析,利用有限差分程序建立了考虑建筑结构-地基-支护体系相互作用的三维数值模型,结合考虑加卸载路径的土体塑性硬化本构关系较好地模拟了开挖... 详细信息

文章对长沙市中密砂砾-粉质黏土地层中某基坑开挖进行了现场地表沉降和支护结构位移的实测分析,利用有限差分程序建立了考虑建筑结构-地基-支护体系相互作用的三维数值模型,结合考虑加卸载路径的土体塑性硬化本构关系较好地模拟了开挖诱发的地层变形。在通过现场实测数据验证了数值模型合理性的基础上,对桩锚支护深基坑开挖影响下的地层位移、围护结构变形以及近邻浅基础建筑结构变形内力等进行了系统分析。分析结果表明:依托工程所采用的桩锚支护设计及施工方案能较好地控制地层变形并保障近邻既有建筑物的安全。锚索预应力的传递可导致地表出现隆起,基坑开挖引起的地表差异沉降会导致建筑物出现轻微偏转,引起基础下地基附加应力重分布,进而加剧差异沉降。基坑开挖后建筑结构柱附加弯矩趋向于集中在框架底层,建议类似工程中将安全监测重点可布置在紧临开挖侧的低楼层板柱连接处。对于基坑诱发变形的预测有必要考虑建筑物与地基的共同作用,忽视共同作用则有可能低估基坑开挖引起的建筑物差异沉降而造成潜在安全风险。

关键词：基坑变形特征浅基础差异沉降既有建筑

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复杂应力路径下海相结构性软土力学特征试验

铁道科学与工程学报 2023年第8期20卷 2868-2877页

作者：王智超王炜超彭慧良哈吉章湘潭大学岩土力学与工程安全湖南重点实验室湖南湘潭411100 湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411100 中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410000

为揭示结构性软土层基坑开挖以及盾构施工过程中周围土体面临的复杂应力路径状态,设计不同应力路径三轴试验以探究结构性软土在开挖和卸载过程中的强度以及变形特征。选用大阪湾天然结构性软土为参照目标,人工制备海相高液限、大孔隙以... 详细信息

为揭示结构性软土层基坑开挖以及盾构施工过程中周围土体面临的复杂应力路径状态,设计不同应力路径三轴试验以探究结构性软土在开挖和卸载过程中的强度以及变形特征。选用大阪湾天然结构性软土为参照目标,人工制备海相高液限、大孔隙以及相似结构性变形特征的软土,克服了天然结构性原状软土取样困难以及试样性状离散性大等问题,并对批量制备的结构性软土试样开展CTC(CTE),RTC(RTE)和PTC(PTE)6种不同应力路径下的三轴剪切试验,深入分析基坑开挖以及盾构施工2类典型施工路径对结构性软土力学性能的影响。研究结果表明:1)结构性软土在不同应力路径下的力学特性差异显著,且应力应变曲线都存在软化现象,RTC(RTE),CTC(CTE)和PTC(PTE)的峰值强度依次增大,三轴拉伸仅为压缩强度的60%~70%;2)基坑被动区卸载路径下变形和强度显著降低,盾构同步注浆施工路径下峰值强度较高但存在脆性破坏风险;3)结构性软土归一化模量的变化体现了土体渐进破坏过程,且不同应力路径下的归一化模量与固结围压相关;4)不同路径对土体黏聚力变化明显,开挖卸载路径下土体抗剪强度降低了80%,说明不同应力路径对结构性软土的强度和变形特征都存在明显劣化作用。研究结果对软土地基中以变形控制为主的基坑开挖和盾构施工具有较好的指导意义。

关键词：结构性应力路径变形特征割线模量抗剪强度指标

地下水动态作用下大型碎裂顺层岩质滑坡变形响应规律分析

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岩石力学与工程学报 2023年第S02期42卷 4140-4151页

作者：汪标易庆林牛岩邓茂林童权刘开心三峡大学湖北省地质灾害防治工程技术研究中心湖北宜昌433002 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌433002 湖北省地质局第七地质大队湖北宜昌433100

大型碎裂顺层岩质滑坡广泛分布于三峡库区,至今这类滑坡仍持续位移变形,对滑坡体上居民、长江航道甚至三峡大坝造成巨大威胁。借助三峡库区谭家河滑坡GPS监测数据、勘察资料、水文气象资料等,采取多因素综合过程分析和定量分析手段,分... 详细信息

大型碎裂顺层岩质滑坡广泛分布于三峡库区,至今这类滑坡仍持续位移变形,对滑坡体上居民、长江航道甚至三峡大坝造成巨大威胁。借助三峡库区谭家河滑坡GPS监测数据、勘察资料、水文气象资料等,采取多因素综合过程分析和定量分析手段,分析库水、降雨、地下水动态作用下滑坡变形特征及诱发机制。研究表明:(1)库水位消落会诱发滑坡变形,反之,库水位上涨会抑制滑坡变形。在库水位涨落期间,持续强降雨均会加剧滑坡变形。(2)在汛期及蓄水期,降雨会抬升地下水位,当前期月降雨量达到129 mm以上,QSK2地下水位出现1次涨落变化过程,该期间水力促使滑坡变形作用显著发挥。(3)若当日强降雨未引发滑坡变形,降雨入渗补给地下水2 d后,QSK2地下水位上涨达到临界值(≥242.4 m)会诱发滑坡发生剧烈变形,当地下水位由峰值(245 m左右)下降至临界值(≥241 m)后,滑坡变形趋势减弱。(4)QSK2地下水位涨落期间,地下水位抬升高度(≥2.85 m)、平均地下水位(≥242.1 m)、地下水位峰值(≥244.0 m)等相关参数越高,滑坡变形往往越剧烈,相反,地下水位越低,滑坡通常越稳定。该研究成果对碎裂顺层岩质滑坡诱发机制的分析、监测预警及应急抢险处置等颇有借鉴价值。

关键词：边坡工程降雨库水地下水变形特征诱发机制碎裂顺层岩质滑坡

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不同倾角节理岩体损伤模型及力学特性

哈尔滨工程大学学报 2022年第6期43卷 801-808页

作者：张慧梅陈敏孟祥振慕娜娜刘慧西安科技大学理学院陕西西安710054 西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

为全面反映岩体结构特性、赋存环境及荷载效应对岩体损伤及变形破坏特征的影响,本文充分考虑岩体的非均匀性和各向异性,基于D-P准则,建立节理岩体多因子耦合损伤模型,推导模型参数的理论表达式。研究表明:损伤演化途径对应着岩体结构变... 详细信息

为全面反映岩体结构特性、赋存环境及荷载效应对岩体损伤及变形破坏特征的影响,本文充分考虑岩体的非均匀性和各向异性,基于D-P准则,建立节理岩体多因子耦合损伤模型,推导模型参数的理论表达式。研究表明:损伤演化途径对应着岩体结构变化所诱发的力学性状与行为的演变;岩体总损伤值随着节理倾角的增加呈先增后减的变化态势,60°倾角时损伤值达到最大。随节理倾角的增加,岩体的强度、弹性模量及模型参数均呈先减后增开口向上的U型变化趋势,60°节理倾角时相应值最小;随围压的升高,节理岩体的强度、弹性模量、模型参数F_(0)总体呈增大趋势,而参数m不断减小。损伤扩展及模型参数的变化规律所预测的岩体力学行为与试验结果相一致,本构模型理论曲线与试验曲线也取得了较好的一致性。

关键词：节理岩体节理倾角本构模型模型参数损伤力学行为变形特征强度特性

基于Mindlin解的隧道施工引发的附加荷载及接收井变形分析

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第11期53卷 4300-4309页

作者：傅鹤林张凯源邓皇适陈足中南大学土木工程学院湖南长沙410075

对盾构机施工引起的接收井的受力和变形进行分析。首先,基于Mindlin解推导出盾构机临近接收井时各施工因素引起的附加应力和简化成竖向地基梁的围护结构变形计算公式;其次,计算分析某地铁盾构附加推力、盾壳摩阻力、盾尾注浆压力引起的... 详细信息

对盾构机施工引起的接收井的受力和变形进行分析。首先,基于Mindlin解推导出盾构机临近接收井时各施工因素引起的附加应力和简化成竖向地基梁的围护结构变形计算公式;其次,计算分析某地铁盾构附加推力、盾壳摩阻力、盾尾注浆压力引起的深度为13 m时刀盘平面和隧道轴线上的附加荷载、接收井墙面上的附加荷载、不同深度下盾构机距接收井5 m和10 m时围护结构的变形情况并通过数值模拟进行验证。研究结果表明:掌子面附加推力和盾壳摩阻力导致接收井围护结构变形在竖向分布为先增后减,附加注浆压力以刀盘为中心呈反对称分布;在对围护结构变形的影响因素中,盾壳摩阻力影响最大,掌子面附加推力的影响次之,盾尾附加注浆压力的影响可以忽略。

关键词： Mindlin解盾构施工接收井变形特征

成兰铁路软岩隧道大变形控制技术及变形控制基准研究

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铁道学报 2022年第3期44卷 86-104页

作者：郭小龙谭忠盛喻渝北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

大变形控制一直是高地应力软岩隧道设计与施工中面临的重要难题,其中变形控制基准更是适当变形释放、减少拆除的关键因素之一。为此,依托成兰铁路高地应力千枚岩隧道,通过大量工程实践,分析软岩隧道断面型式优化、锚杆支护技术、开挖方... 详细信息

大变形控制一直是高地应力软岩隧道设计与施工中面临的重要难题,其中变形控制基准更是适当变形释放、减少拆除的关键因素之一。为此,依托成兰铁路高地应力千枚岩隧道,通过大量工程实践,分析软岩隧道断面型式优化、锚杆支护技术、开挖方法优化、二衬施作时机等,提出成兰铁路软岩隧道大变形控制技术。进而通过大量变形量测数据统计,分析基于施工过程的隧道变形特征,考虑隧道测量丢失位移,确定隧道预留变形量,建立基于施工过程的隧道位移控制基准。研究结果表明:基于“主动控制”的软岩隧道支护理念,成兰铁路提出“优化断面,强化锚杆,减少开挖分步,动态调整,分级控制”的软岩隧道大变形控制技术,重点优化锚杆的类型、参数及施工机械等,使锚杆快锚固,早承载。针对不同大变形等级,逐渐优化隧道断面,尽量采用大断面开挖,既可以减少围岩扰动,又可以减少空间限制对长锚杆施作的影响,从而控制围岩变形,提高施工效率,二衬作为安全储备,在初支变形稳定后施作,保证结构的长期稳定性。高地应力千枚岩隧道变形具有显著的时空效应,随着大变形等级提高,仰拱施工后变形占比增大,变形时间效应增强;虽然不同大变形等级下隧道变形量具有一定的离散性,但统计样本显著地服从正态分布;考虑测量丢失变形,以正态分布样本平均值的95%的区间估计作为隧道预留变形量限值,建议成兰铁路轻微大变形段、中等大变形段、严重大变形段和极严重大变形段单线隧道预留变形量分别为10~20、25~35、35~45、大于45 cm,双线隧道预留变形量分别为20~30、25~40、40~60、大于60 cm。考虑大变形分级和开挖方法,基于隧道施工过程建立高地应力千枚岩隧道变形控制基准,通过监控量测实时监测隧道变形,及时采用措施,可以有效防止初支侵限。

关键词：隧道工程软岩变形特征控制基准控制技术

准噶尔盆地南缘中段山前复杂构造变形特征及形成演化

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西北地质 2023年第4期56卷 62-74页

作者：郭文建姜颜良卞保力袁波张学才吴孔友孙文洁李天然中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 中国石化石油物探技术研究院江苏南京211103 中国石化胜利油田分公司山东东营257000 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

准噶尔盆地南缘中段紧邻北天山山前,构造变形错综复杂。山前发育的三排构造的形成时间存在许多认识上的分歧,对演化过程中褶皱和断裂的变形叠加特征缺少系统的对比分析。笔者在前人研究的基础上,利用地震资料解释、平衡剖面恢复、构造... 详细信息

准噶尔盆地南缘中段紧邻北天山山前,构造变形错综复杂。山前发育的三排构造的形成时间存在许多认识上的分歧,对演化过程中褶皱和断裂的变形叠加特征缺少系统的对比分析。笔者在前人研究的基础上,利用地震资料解释、平衡剖面恢复、构造物理模拟等研究手段,结合断层滑移距、伸展压缩速率定量分析方法,对研究区的构造变形特征和叠加演化过程进行了系统的分析。研究认为:(1)南缘中段三排构造自南向北,变形强度由强变弱;第一排背斜受控于基底卷入型断裂体系,第二、三排背斜受控于顺层滑脱型断裂体系,构造之间具有形成递进的演化关系,叠加形成多种复合构造样式。(2)断层滑移距总体“由深至浅”逐渐变小,具有继承性发育的特点;主干断裂滑移距存在明显的拐点,是多期次活动的有力证据。(3)基底大型逆冲断裂是先存断裂,后期继承性发育;基底卷入型褶皱-冲断带是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,后期表现出边断边褶特征;滑脱型褶皱-冲断带是冲断和褶皱同时或冲断先于褶皱形成。(4)第一排背斜形成于侏罗纪末期,第二排背斜在此时期形成微弱雏形,并在古近纪末期形成明显轮廓;第三排背斜形成于新近纪末期;第四纪至今的强大挤压作用使3排背斜被断裂强烈改造。

关键词：构造样式变形特征断层滑移距构造演化构造物理模拟准噶尔盆地南缘中段