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城市隧道同时侧穿桩基和下穿既有隧道变形分析

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2023年第6期42卷 664-670页

作者：李金奎庄文大连大学建筑工程学院辽宁大连116622 大连大学复杂结构系统灾害预测防治重点实验室辽宁大连116622

为研究城市隧道同时侧穿桩基、下穿隧道的受力与变形规律,依托大连东港商务区220kV电力隧道主体施工工程,通过单桩水平位移方程与经验参数修正公式、Peck公式相结合,对桩基、既有隧道变形进行理论分析和计算,并采用数值模拟试验和现场... 详细信息

为研究城市隧道同时侧穿桩基、下穿隧道的受力与变形规律,依托大连东港商务区220kV电力隧道主体施工工程,通过单桩水平位移方程与经验参数修正公式、Peck公式相结合,对桩基、既有隧道变形进行理论分析和计算,并采用数值模拟试验和现场实测验证。分析了电力隧道开挖对桩基位移及受力的影响规律,研究了既有隧道的沉降变形。研究结果表明:桩基水平位移及桩端沉降均随电力隧道施工的进行不断增加;随着桩身深度增加,桩身轴力先增大后减小;随着隧道与桩间距增加,桩身轴力先增大后趋于稳定;桩身弯矩在不同深度内均随隧道与桩距离增大而增大,但增幅较小;既有隧道的存在也会对桩基产生变形影响;数值模拟得到的既有隧道最大沉降位移为7.34mm。数值模拟结果与理论计算及现场实测结果一致。研究结论为同时穿越的类似工程提供参考。

关键词：电力隧道同时穿越桩基既有隧道

强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构演化研究进展

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煤田地质与勘探 2024年第10期52卷 47-59页

作者：张良王来贵 REN Ting 李祥春高科李海涛赵善坤煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院北京100013 河南省瓦斯地质与治理重点实验室−省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京100013 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 School of Civil Mining and Environmental EngineeringUniversity of WollongongWollongong NSW 2522Australia 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤矿灾害防控全国重点实验室北京100013

【目的和方法】巷道围岩时效变形破坏、蠕变型冲击地压等灾害是深井面临的重大威胁,加之深部采动与结构变化的影响,亟需研究强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构演化规律,系统回顾煤岩体力学性质的尺度效应、非连续结构与多物理场效应... 详细信息

【目的和方法】巷道围岩时效变形破坏、蠕变型冲击地压等灾害是深井面临的重大威胁,加之深部采动与结构变化的影响,亟需研究强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构演化规律,系统回顾煤岩体力学性质的尺度效应、非连续结构与多物理场效应,以及煤岩体长时稳定性、蠕变演化规律与力学模型。【结果和结论】强调不同尺度(细观-宏观-工程尺度)、不同尺寸(REV范围内)煤岩变形破裂过程中非连续结构(包括裂隙和矿物)与物理力学性质存在密切的关联特征。指出煤岩体跨尺度非连续结构导致应力场非均匀分布,造成力学各向异性、尺度效应及尺寸效应,进而出现非协调宏观破裂现象。透明解析与推演煤岩变形破裂过程中跨尺度非连续结构与多物理场演化规律,是认识煤岩灾变内禀机制的关键。明确指出现有蠕变实验与蠕变模型在煤岩表面变形及破裂方面具有优势,但无法预测煤岩内部变形与非连续结构;为此提出了全尺寸CT扫描重构、数字体图像相关(DVC)、跨尺度等效岩体-等效晶质建模(SRM-GBM)相结合的破解方法。对扰动煤岩体蠕变前沿问题进行了讨论,阐明了非连续结构与应力引起内部变形损伤诱发蠕变这一新观点,指出非连续结构和应力是煤岩非协调蠕变的主控因素,最后建立了强扰煤岩体蠕变过程中跨尺度非连续结构与多物理场演化的精细化建模及透明解析新方法。研究成果为相关矿山灾害的发生机理、预警与防控提供理论基础。

关键词：强扰煤岩体蠕变本质跨尺度非连续结构内部应变场损伤演化透明解析 CT扫描与数字重构精细化建模

考虑场址危险一致性的中国完备条件目标谱与记录选取

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工程力学 2024年第2期41卷 71-82页

作者：汪维依冀昆温瑞智任叶飞中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河海大学土木与交通学院江苏南京210024

即使所处地区的宏观抗震设防烈度相同,不同城市的地震地质构造与活动性背景仍然存在差异。为使地震动输入与所在场址的地震危险性水平保持一致,该研究衔接我国第五代地震区划图的概率地震危险性分析结果,给出了完备条件目标谱的构建方... 详细信息

即使所处地区的宏观抗震设防烈度相同,不同城市的地震地质构造与活动性背景仍然存在差异。为使地震动输入与所在场址的地震危险性水平保持一致,该研究衔接我国第五代地震区划图的概率地震危险性分析结果,给出了完备条件目标谱的构建方法。采用与第五代地震区划图相同的三级潜源分布和地震动预测方程,进行目标场址的危险性分析与设定地震解耦,衔接三维(震级-经纬度)设定地震解耦结果,给出了考虑所有潜源走向与位置相对贡献的“完备”条件谱。以北京近郊某城市作为算例,结果表明,完备条件谱的均值介于使用长轴和短轴衰减关系的粗略条件谱之间,条件标准差高于粗略条件谱。研究给出的完备条件谱适用于我国区划图的长短轴类型衰减关系,可以很好体现潜源的空间分布特征与背景地震危险性差异。基于我国强震动记录数据库拟合的加速度反应谱相关系数得到的条件谱要略高于基于国外数据库的计算结果。为了实现加速度反应谱均值和标准差的高效匹配,该研究采取多元高斯分布的协方差矩阵近似替换完备条件谱高斯混合分布的协方差矩阵,结合贪心优化算法,选取得到满足目标完备条件谱分布的强震动记录数据集。研究结果系统给出了我国条件目标谱进行记录选取的构建思路与选波方案,可为后续全概率结构性态分析提供依据。

关键词：强震动记录选取条件目标谱地震危险性分析地震动输入相关系数

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隧道施工对临近平行地下管线安全性影响

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2015年第5期34卷 600-605页

作者：朱训国大连大学建筑工程学院辽宁大连116622 大连大学复杂结构系统灾害预测与控制辽宁省重点实验室辽宁大连116622

针对目前城市地铁施工中造成既有管线的破坏问题,采用数值计算的方法,深入研究隧洞开挖施工导致的地层变化引起的输水管线不同方向的位移、轴向和切向载荷,以及弯矩和扭矩的变化.研究结果表明:隧道开挖施工引起的输水管线的竖向垂直位... 详细信息

针对目前城市地铁施工中造成既有管线的破坏问题,采用数值计算的方法,深入研究隧洞开挖施工导致的地层变化引起的输水管线不同方向的位移、轴向和切向载荷,以及弯矩和扭矩的变化.研究结果表明:隧道开挖施工引起的输水管线的竖向垂直位移和水平位移可以采用高斯曲线拟合,但管线轴向位移变化则具有双峰特征.对于输水管线的轴向载荷和剪切荷载存在较大差异,可以采用不同函数进行拟合.输水管线所受弯矩和扭矩则具有互补性,对管线的安全运行影响较大.

关键词：地下工程隧洞施工地下管线数值计算管线安全

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深埋分区破裂隧道锚杆支护力学机制

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2018年第4期37卷 703-709页

作者：朱训国陈卓立赵德深大连大学建筑工程学院辽宁大连116622 大连大学复杂结构系统灾害预测与控制辽宁省重点实验室辽宁大连116622

为深入研究深埋分区破裂隧道锚杆支护的力学机制,首先通过对实际工程测试结果和模型试验测试结果进行对比分析,得出分区破裂现象的产生主要是由于深埋隧洞在较大轴向应力作用下,围岩应变域出现拉压交替所致,而锚杆支护可有效降低围岩的... 详细信息

为深入研究深埋分区破裂隧道锚杆支护的力学机制,首先通过对实际工程测试结果和模型试验测试结果进行对比分析,得出分区破裂现象的产生主要是由于深埋隧洞在较大轴向应力作用下,围岩应变域出现拉压交替所致,而锚杆支护可有效降低围岩的此破坏现象;在此基础上,通过建立锚杆与围岩相互作用力学模型,得到了锚杆轴向应力和界面摩阻力的分布特征:即锚杆的轴向应力在劈裂环达到峰值,沿锚杆走向形成多个峰值;锚杆界面摩阻力则会在锚杆锚头一定范围内形成拉应力,在锚杆杆尾一定范围形成压应力.因此,锚杆支护的支护机理为锚杆锚头在围岩深部压力(压应变)区域与围岩的相互作用呈现嵌入与咬合的锁定作用,锚杆杆尾与围岩的相互作用则呈现悬吊作用,由此锚杆与支护围岩形成一个比较稳定的自承拱,起到支撑作用.自承拱的出现,使锚杆和岩体受到了挤压作用.因此。

关键词：深埋隧洞分区破裂锚杆支护力学机制相互作用

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深基坑复合型支护结构优化

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2023年第1期42卷 46-52页

作者：夏洪春夏清勇朱训国大连大学建筑工程学院辽宁大连116622 大连大学复杂结构系统灾害预测与控制辽宁省重点实验室辽宁大连116622

为研究土岩二元地层区域下深基坑复合型支护结构的支护效果以及最优桩间距问题,以大连地铁5号线虎滩公园站深基坑工程为研究对象,通过Midas GTS软件建立该基坑的数值模型,对比复合型支护结构与“混凝土排桩+内支撑”支护结构下结构内力... 详细信息

为研究土岩二元地层区域下深基坑复合型支护结构的支护效果以及最优桩间距问题,以大连地铁5号线虎滩公园站深基坑工程为研究对象,通过Midas GTS软件建立该基坑的数值模型,对比复合型支护结构与“混凝土排桩+内支撑”支护结构下结构内力与变形和基坑周边深层土位移,讨论复合型支护结构在不同桩间距下支护桩的变形及受力。研究结果表明:复合型支护结构能有效减小灌注桩的水平位移与弯矩;基坑竖向位移随开挖深度的增加而增加,复合型支护结构下基坑竖向位移更为连贯且位移较小;随着桩间距的增大,灌注桩和钢管桩的水平位移并不以固定的比例增大,在桩间距为2.6 m时,灌注桩和钢管桩桩身水平位移相对变化量较小、弯矩最小。

关键词：复合型支护深基坑开挖数值模拟 Midas GTS软件最优桩间距

大连地铁盾构施工穿越桥梁桩基监测分析及加固方法

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公路 2015年第9期60卷 272-276页

作者：苗峰唐德金大连大学复杂结构系统灾害预测与控制辽宁省重点实验室大连市116622

以大连地铁202标段促进路到春光街地下隧道穿越华北路高架桥桩基础为背景,通过60d的穿越施工监测,利用现场实测数据分析了盾构施工对地面沉降、高架桥的变形影响。分析结果表明,隧道轴线监测点变化趋势都是先微微隆起,这是由于盾构机向... 详细信息

以大连地铁202标段促进路到春光街地下隧道穿越华北路高架桥桩基础为背景,通过60d的穿越施工监测,利用现场实测数据分析了盾构施工对地面沉降、高架桥的变形影响。分析结果表明,隧道轴线监测点变化趋势都是先微微隆起,这是由于盾构机向前推进时对土体的挤压造成的,再逐渐沉降,最终趋于稳定;地表隧道中心线处沉降值及沉降速度大于中心线两侧地表沉降量及沉降速度;桥墩沉降位移随着掘进的不断推进沉降不断增大,最大沉降值为9mm并趋于稳定;拱顶沉降速度随着开挖的不断进行而逐渐增加,由于二期支护的施工,其沉降速度逐渐降低并趋于0,此时沉降达到最大值。针对沉降量过大问题,提出了增设二次支护,注浆加固等措施。本研究可为大连地区类似工程的建设提供有益借鉴和参考。

关键词：隧道盾构旁穿桩基变形监测加固方法

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地铁施工中地下管线不同因素对其安全性影响

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2016年第10期35卷 1085-1094页

作者：朱训国大连大学建筑工程学院辽宁大连116622 大连大学复杂结构系统灾害预测与控制辽宁省重点实验室辽宁大连116622

针对城市地铁施工中既有输水管线多次发生的破坏问题,采用数值计算方法,深入分析和研究了管线埋深、管径、以及弹性模量等不同因素对其安全性的影响.研究结果表明:管线弹模对管线的安全性的影响较弱;对管线安全性影响较大的因素则为管... 详细信息

针对城市地铁施工中既有输水管线多次发生的破坏问题,采用数值计算方法,深入分析和研究了管线埋深、管径、以及弹性模量等不同因素对其安全性的影响.研究结果表明:管线弹模对管线的安全性的影响较弱;对管线安全性影响较大的因素则为管线的埋深和管径的变化.管径的变化对管线的位移变化影响较小,对管线的受力情况影响较大;管线埋深的改变则对管线的位移、受力等均有较大的影响.因此,就提高管线的安全性而言,可以从改变管线的埋深和管径的大小等角度出发,提出有效的措施,以此改善和提高管线运营的安全性.

关键词：地下工程地铁施工地下管线数值计算管线安全

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火电厂氢冷供氢管道法兰泄漏预测研究

特种设备安全技术 2024年第3期 16-20页

作者：关里孙洪刚潘状李刚辽宁红沿河核电有限公司辽宁大连116000 东北大学火灾&爆炸防治实验室辽宁大连116319

火电厂氢冷供氢管道系统是将各种阀门、法兰和接头等压力管道元件装配而成的承压设备。其中可拆连接结构在预紧状态、蠕变、外力和内压等综合作用下,会因密封性能下降导致冷却系统中普遍存在漏氢。本文以常见的DN50法兰-垫片-螺栓结构... 详细信息

火电厂氢冷供氢管道系统是将各种阀门、法兰和接头等压力管道元件装配而成的承压设备。其中可拆连接结构在预紧状态、蠕变、外力和内压等综合作用下,会因密封性能下降导致冷却系统中普遍存在漏氢。本文以常见的DN50法兰-垫片-螺栓结构为研究对象,采用有限元分析模拟方法,探讨了法兰-垫片-螺栓结构泄漏的机理。研究发现,经过4610小时的蠕变模拟后,平均应力为8.04MPa,而经过7000小时后,平均应力降低至7.667MPa,因此判定法兰-螺栓-垫片连接结构已经发生泄漏。该研究成果对防止火电厂氢冷供氢管道法兰泄漏而进行的预防性维修具有一定的指导意义。

关键词：氢冷供氢管道法兰泄漏有限元分析