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地震荷载下断层隧道衬砌的动力响应特性研究

Journal of Central South University 2023年第2期30卷 584-598页

作者：王迎超郭崟邱雨姜雯李元海程诚 State Key Laboratory of Geomechanics and geotechnical engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan 430071China State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China School of Mechanics and Civil engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China

隧道衬砌结构在地震作用下会产生开裂、垮塌、错台等灾害,尤其是当隧道穿越断层时,以上震害将带来更重大的损失。本文使用FLAC3D软件,以四川某隧道为工程背景构建断层隧道围岩-衬砌结构模型,研究断层宽度和倾角对隧道衬砌结构动力响应... 详细信息

隧道衬砌结构在地震作用下会产生开裂、垮塌、错台等灾害,尤其是当隧道穿越断层时,以上震害将带来更重大的损失。本文使用FLAC3D软件,以四川某隧道为工程背景构建断层隧道围岩-衬砌结构模型,研究断层宽度和倾角对隧道衬砌结构动力响应的影响规律,分析位移、内力以及隧道塑性区的变化规律。结果表明断层破碎带对隧道的影响主要是以剪切作用为主,断层倾角越大,对隧道结构越有利;断层宽度越大,断层影响带范围越大,对隧道结构越不利。研究结果可为隧道穿越断层时抗震措施的完善提供理论依据。

关键词：地震加速度隧道衬砌结构断层参数动力响应

砂土地基中螺旋锚上拔承载特性试验与理论研究

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岩土工程学报 2024年第8期46卷 1582-1595页

作者：胡伟林天宇林志冯世进 IVAN Puig Damians 岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 福建省高速公路融通投资有限公司福建福州350005 同济大学地下建筑与工程系上海200092 Department of Civil and Environmental engineering(DECA) School of Civil EngineeringUniversitat Politècnica de Catalunya-BarcelonaTech(UPC)Jordi Girona 1-308034 Barcelona

目前多锚片螺旋锚上拔承载的理论研究需人为引入临界埋深比和临界间距比的概念,这将一个连续演化问题割裂成多种特殊工况,但两个临界值的取值标准又存在不统一的问题,导致理论的工程应用存在风险。基于模型试验并结合数字照相测量技术... 详细信息

目前多锚片螺旋锚上拔承载的理论研究需人为引入临界埋深比和临界间距比的概念,这将一个连续演化问题割裂成多种特殊工况,但两个临界值的取值标准又存在不统一的问题,导致理论的工程应用存在风险。基于模型试验并结合数字照相测量技术开展砂土地基中螺旋锚上拔承载特性研究,主要得到以下结论:①单、双锚片螺旋锚上拔荷载位移曲线的变化均可分为增长区间和震荡下降区间两个阶段,埋深比越大,荷载峰值越高,但随之增强的土拱效应也导致曲线震荡幅度越显著。②抗拔承载力突破因子Nγ随埋深比的变化曲线存在峰值特征,先快速增大后缓慢减小;下层锚承载力发挥系数η随间距比的增大呈先快后缓的增加趋势。③多锚片螺旋锚的各层锚片对应的破坏滑动面均可用随埋深比增大长短轴比逐渐减小的椭圆来刻画,首层锚滑动面与同埋深下单锚片滑动面形态一致,下层锚滑动面的椭圆长短轴之比受到间距比变化的影响可分为3个阶段。④多锚片螺旋锚的首层锚和下层锚各自有3种滑动面工况,对应3种力学模型,这取决于埋深比和间距比,螺旋锚总的上拔承载力学模型由它们组合而成。⑤推导建立了多锚片螺旋锚上拔承载力计算方法,该方法可以考虑任意锚片数量、埋深比和间距比,并通过对4个松砂和中密砂地基中试验案例的计算验证了该方法的有效性。

关键词：螺旋锚埋深比间距比抗拔承载力承载力发挥系数滑动面

Factors influencing accuracy of free swelling ratio of expansive soil

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Journal of Central South University 2022年第5期29卷 1653-1662页

作者： WANG Liang-liang WANG Zhao-teng DING Zhi-ping LIN Yu-liang LEI Xiao-qin LIU Zhi-jun School of Mechanics and Civil engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China State Key Laboratory for Geomechanics&Deep Underground engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China Xuzhou Design Institute China Railway Shanghai Design Institute Group Co.Ltd.Xuzhou 221000China School of Civil engineering Central South UniversityChangsha 410075China Key Lab Mt Hazards&Earth Surface Proc Institute of Mountain Hazards and EnvironmentChinese Academy of SciencesChengdu 610041China

Many geotechnical structures,such as the subgrade of high-speed railway,are extremely sensitive to micro *** one of the most co.monly used indexes in China to evaluate the potential swelling level of expansive soils,the effectiveness and accuracy of free swelling ratio should be highly ***,due to the deficiency of geotechnical test regulations for the free swelling ratio test,non-negligible variation difference is often observed among the test results of the same type of soil ***,a series of laboratory tests are co.ducted to figure out the influences of soil particle size,initial soil temperature,and wet-dry circulation on the free swelling ratio of expansive *** results show that the initial soil temperature exerts an obvious influence on free swelling ratio and a relative weak influence on soil mass of expansive soil with the micro soil particle size(dco.relation beco.es unclear when soil particle size is within the range of 0.075 mm≤d<0.500 mm.A larger particle size of expansive soils induces a larger free swelling ratio and soil mass in the soil measuring cup regardless of initial soil ***,the enlarging amplitude decreases as the particle size of expansive soils *** is a progressive enlargement of free swelling ratio at the first two wet-dry cycles and then it attenuates gradually when the number of wetdry cycles further increases.

关键词： free swelling ratio particle size soil temperature wet-dry circulation expansive soil

基于XSite的钻孔起裂水力裂缝三维扩展研究

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岩土工程学报 2021年第8期43卷 1483-1491,I0007,I0008,F0003页

作者：赵凯凯张镇李文洲王小华伊康孙卓越中煤科工开采研究院有限公司北京100013 engineering Geology and Resource Geotechnics Group Simon Fraser UniversityBurnabyBCCanada V5A 1S6 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 中国煤炭科工集团有限公司北京100013 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

为了认识近井筒水力裂缝三维扩展特征,采用基于离散格点理论和合成岩体方法研发的数值模拟软件XSite,分析了井筒方位和地应力对水力裂缝三维扩展的影响。研究结果表明:裸眼井筒起裂条件下,井筒方位变化导致裂缝三维形态产生差异,但整体... 详细信息

为了认识近井筒水力裂缝三维扩展特征,采用基于离散格点理论和合成岩体方法研发的数值模拟软件XSite,分析了井筒方位和地应力对水力裂缝三维扩展的影响。研究结果表明:裸眼井筒起裂条件下,井筒方位变化导致裂缝三维形态产生差异,但整体上裂缝趋向沿垂直于最小主应力的平面扩展。中间主应力的增加抑制了垂直于本方向的裂缝扩展,裂缝在中间主应力方向的扩展轨迹变得更加平直。低应力比(最大主应力与最小主应力之比)条件下,井筒上产生多条裂缝分支,趋向于形成空间缝网。随应力比增加,裂缝分支扩展受到抑制,主裂缝趋于沿最大主应力方向扩展。对于预制切槽压裂情况,裂缝沿切槽方向扩展后会逐渐偏转至垂直于最小主应力的平面,裂缝并未产生多条分支。水力裂缝最终扩展方向不受起裂方式的控制,而是由地应力主导。研究结果可为优化水力压裂设计和施工提供参考。

关键词：水力压裂扩展形态钻孔起裂地应力格点法

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非饱和花岗岩残积土动力变形特性试验研究

水利水电技术 2019年第1期50卷 142-153页

作者：祝方才邓署冬孙德安邓建何忠明湖南工业大学土木工程学院湖南株洲412007 广东聚科源建设工程质量检测有限公司广东中山528414 上海大学土木工程系上海200444 Department of Civil engineering Lakehead University 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

为了探究某高速公路工程中非饱和花岗岩残积土动力荷载作用下的变形特性,以衡阳非饱和花岗岩残积土为研究对象,采用美国GCTS公司的USTX-2000非饱和土/饱和土动静三轴试验系统进行了非饱和动三轴试验,并利用Janbu公式进行了拟合。分析了... 详细信息

为了探究某高速公路工程中非饱和花岗岩残积土动力荷载作用下的变形特性,以衡阳非饱和花岗岩残积土为研究对象,采用美国GCTS公司的USTX-2000非饱和土/饱和土动静三轴试验系统进行了非饱和动三轴试验,并利用Janbu公式进行了拟合。分析了吸力、净围压等对非饱和花岗岩残积土的变形特性的影响,并对其相应的本构关系及模型参数进行了探讨。结果表明:在吸力一定情况下,动应力应变骨干曲线呈双曲线型,骨干曲线随着净围压增大向上移动,不同净围压情况下,其与吸力未呈明显的相关关系;净围压相同时,非饱和花岗岩残积土的最大动弹性模量随动应变增大而减小;吸力一定条件下,最大动弹性模量随着净围压的增大近似线性增加;相同净围压下,阻尼比随动应变的增大而增大。研究成果为工程地质问题治理提供理论依据。

关键词：花岗岩非饱和残积土动弹性模量阻尼比岩土力学工程地质灾害循环荷载动剪切模量单向激振

强非均质超稠油砂储层双水平井扩容启动数值模拟研究

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科学技术与工程 2021年第15期21卷 6262-6271页

作者：孙君王小华徐斌张丰收中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 Origin Geomechanics Inc. Calgary T3H0X6 Canada Department of Civil engineering at University of Calgary Calgary T2N1N4 Canada

双水平井蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage,SAGD)扩容快速启动技术能够显著提高油砂储层蒸汽注入能力,缩短预热时间。目前仍缺乏油砂储层扩容-循环预热-初期生产一体化的岩石力学耦合分析,不利于SAGD扩容施工参数优化... 详细信息

双水平井蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage,SAGD)扩容快速启动技术能够显著提高油砂储层蒸汽注入能力,缩短预热时间。目前仍缺乏油砂储层扩容-循环预热-初期生产一体化的岩石力学耦合分析,不利于SAGD扩容施工参数优化设计。为此,以某浅层超稠油砂储层为例,建立了三维地质力学-热采全耦合的双水平井SAGD扩容热采数值模型,研究了均质地层和存在井间夹层的强非均质地层两种典型工况下的扩容区形态和注入压力的演化过程,进行了高黏度聚合物溶液对扩容效果的敏感性分析,分析了扩容启动和常规蒸汽循环启动的有效预热时间与初期产量。研究结果表明,采用高黏度聚合物溶液时能够显著降低施工排量和注入总液量,极大节省扩容施工成本,但过高黏度聚合物溶液对施工参数的改善幅度明显降低。扩容施工能够形成有效突破注采井间泥岩夹层的扩容区,能够大幅度提高强非均质地层中SAGD井组的初期产量。研究成果可为油砂储层SAGD扩容施工参数优化设计提供理论指导。

关键词：蒸汽辅助重力泄油地质力学扩容油砂储层流固热耦合稠油油藏