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多病害耦合作用下地铁盾构隧道单环管片健康度评价方法研究
1
作者 豆海涛 吕延豪 +2 位作者 孙雪兵 刘学增 李振 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期111-119,共9页
传统的单环管片健康度评价方法未考虑多病害耦合作用对结构性能的影响,造成评价结果偏乐观。基于某城市地铁病害统计数据,探讨城市地铁病害主要类型及内在关联,借助数值模拟,提出考虑病害耦合的单环管片承载力预测模型及健康度评价方法... 传统的单环管片健康度评价方法未考虑多病害耦合作用对结构性能的影响,造成评价结果偏乐观。基于某城市地铁病害统计数据,探讨城市地铁病害主要类型及内在关联,借助数值模拟,提出考虑病害耦合的单环管片承载力预测模型及健康度评价方法,并通过现场应用验证其合理性。主要结论如下:(1)渗漏水、错台、开裂、结构劣化(锈蚀、剥落等)和隧道变形是城市地铁的主要病害类型且各病害关联密切,结构服役性能受多病害耦合影响;(2)不同类型病害耦合影响的管片衬砌在加载条件下的承载性能演化规律、损伤特征以及对各类病害的敏感性存在差异;(3)基于钢筋截面损失率α、裂缝深度与管片厚度比β、剥落区域深度与管片厚度比γ、背后空洞范围m,分别建立钢筋锈蚀-管片开裂、钢筋锈蚀-剥落掉块、背后空洞-管片开裂、管片开裂-剥落掉块共4种病害耦合类型的单环管片承载力预测模型以及健康度评价方法。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 管片 健康度分级 有限元分析 预测模型 承载力
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隧道衬砌裂缝特征对承载力的影响分析 被引量：1
2
作者 刘学增 李振 +2 位作者 杨芝璐 桑运龙 孙州 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期37-45,共9页
为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试... 为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试件,裂缝发展存在阶段性特征,试件破坏由拱腰失效引起,属于延性破坏。对于预制裂缝长度不低于2 L/3或深度不低于0.9 H的试件,裂缝发展过程不存在阶段性特征,试件破坏由拱顶失效引起,属于脆性破坏;随裂缝长度和深度增加,结构极限承载力降低。当预制裂缝长度为L/3且深度为0.3 H、0.7 H、0.9 H,以及长度为2 L/3且深度为0.3 H、0.7 H时,试件极限承载力依次为完整试件的86.96%、78.26%、73.91%、69.57%、60.87%。相比于裂缝深度,纵向长度对结构承载性能影响更明显,可作为裂缝评价的重要指标;提出了基于裂缝特征的衬砌承载力预测公式,可明确带裂衬砌的极限承载力,为结构性能评估、加固时机及加固参数的选取提供依据。 展开更多
关键词 隧道工程 极限承载力 模型试验 裂缝特征 扩展有限元
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基于光纤光栅传感器的水下盾构隧道健康监测与安全评价 被引量：1
3
作者 沙莎 刘学增 王帅鹏 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期485-495,共11页
为保证水下盾构隧道在施工和运营过程中的结构安全性,依托江苏某过江隧道建设工程,选取最危险、薄弱的典型断面安装光纤光栅传感器,建立隧道结构健康监测系统,实时掌握水下盾构隧道受力变形规律,及时判断隧道结构健康状况。首先,该系统... 为保证水下盾构隧道在施工和运营过程中的结构安全性,依托江苏某过江隧道建设工程,选取最危险、薄弱的典型断面安装光纤光栅传感器,建立隧道结构健康监测系统,实时掌握水下盾构隧道受力变形规律,及时判断隧道结构健康状况。首先,该系统对采集的健康监测数据进行异常数据的识别、剔除和补全等预处理;然后,结合温度、土压力和渗压等外部因素对监测数据进行关联性分析,研究外部因素对隧道结构受力变形的影响规律;最后,以管片收敛变形和钢筋应力为评价指标,对隧道结构安全性进行评价,并通过计算结构安全系数验证结构安全性评价结果。研究结果表明:1)拉依达准则和箱形图法能够有效识别异常数据,且识别的异常数据基本能通过估计邻域法的检验;2)对土压力和渗压分别与钢筋应力进行灰色关联分析,发现钢筋应力受土压力影响较大,管片变形受渗压作用更明显;3)以管片收敛变形和钢筋应力为评价指标,对单环监测断面进行安全性能评价,确定结构安全等级为1级,结构完好。通过钢筋应力推算结构弯矩和轴力,计算最危险管片结构安全系数为4.20,满足规范要求,安全评价结果准确,结构性能安全。 展开更多
关键词 水下盾构隧道 结构健康监测 光纤光栅传感器 数据预处理 关联分析 安全评价
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基于LSTM-DNN(长短期记忆-深度神经网络)融合模型的土压平衡盾构土仓压力预测方法
4
作者 王伯芝 黄永亮 +6 位作者 陈文明 丁爽 刘浩 刘学增 彭子晖 吴炜枫 王嘉烨 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第12期39-45,共7页
[目的]土仓压力是土压平衡盾构施工安全评估的关键参数,准确预测土仓压力有助于施工技术人员及时采取管控措施,进而保障地铁隧道的建设安全性。因此,有必要对土压平衡盾构土仓压力预测方法进行研究。[方法]提出一种多分支的LSTM(长短期... [目的]土仓压力是土压平衡盾构施工安全评估的关键参数,准确预测土仓压力有助于施工技术人员及时采取管控措施,进而保障地铁隧道的建设安全性。因此,有必要对土压平衡盾构土仓压力预测方法进行研究。[方法]提出一种多分支的LSTM(长短期记忆)-DNN(深度神经网络)融合模型。LSTM分支通过回溯历史数据提取其时序演变特征,DNN分支提取掘进状态特征,将两者组合后通过全连接层进行融合,实现对土仓压力的预测。依托济南轨道交通1号线实际盾构隧道数据对模型进行验证,并与LSTM模型、DNN模型进行了对比分析。[结果及结论]基于LSTM-DNN融合算法建立的土仓压力预测模型可以高效收敛,且所提模型在训练集和验证集上的预测效果良好。在后续的100步测试中,由LSTM-DNN融合模型得出的土仓压力预测值较好地反映了真实值的变化趋势,其平均偏差为7.65 kPa,相对误差为6.09%,预测精度较高。 展开更多
关键词 城市轨道交通 土仓压力预测 长短期记忆 深度神经网络
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盾构隧道结构三维参数化设计方法及平台研制
5
作者 刘新根 蔡荣 +1 位作者 刘学增 丁爽 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第11期2241-2250,共10页
为解决当前盾构隧道三维正向设计地层-结构模型脱节、建模仿真效率低、数据跨系统调用丢失严重等问题,首先,提出基于地层层序全自动界定和子钻孔递归的三维地层建模方法,采用差异化建模技术在不同区域创建差异化三维地层模型;然后,提出... 为解决当前盾构隧道三维正向设计地层-结构模型脱节、建模仿真效率低、数据跨系统调用丢失严重等问题,首先,提出基于地层层序全自动界定和子钻孔递归的三维地层建模方法,采用差异化建模技术在不同区域创建差异化三维地层模型;然后,提出基于布尔运算和虚拟钻孔探针的三维地层模型与隧道结构数物模型耦合方法,以及三维地层模型几何边界自动提取与有限元网格重构方法,构建基于三维精细化几何模型二维映射和轮廓拾取的二维自动出图方法;最后,集成盾构隧道结构三维参数化设计方法,开发集三维地层建模分析、结构三维设计、数值分析、自动出图为一体的盾构隧道三维参数化设计平台(FDP-ST3D)。FDP-ST3D已在济南地铁S1线、苏州轨道交通S1线、深圳市妈湾跨海通道工程盾构段、苏通GIL管廊隧道等工程中试点应用,应用表明:该平台数据传递高效准确、复用率高,管片结构二维出图只需要15 min,相比人工出图,设计效率与准确性显著提高。 展开更多
关键词 盾构隧道管片 三维参数化 地质模型 数字数值 二维出图
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机器视觉下多特征组合的围岩风化程度判定方法
6
作者 毛勤平 刘军成 +2 位作者 杨晓秋 刘学增 桑运龙 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期673-681,共9页
针对围岩风化程度判定存在主观性强、准确率低的问题,开展基于图像识别和机器学习的围岩风化程度定量化判别技术研究。依托大广复线扩容工程搜集隧道施工期间掌子面的图像,采用数字图像处理技术对掌子面图像颜色信息、表面纹理信息、节... 针对围岩风化程度判定存在主观性强、准确率低的问题,开展基于图像识别和机器学习的围岩风化程度定量化判别技术研究。依托大广复线扩容工程搜集隧道施工期间掌子面的图像,采用数字图像处理技术对掌子面图像颜色信息、表面纹理信息、节理信息进行自动化提取。基于提取的指标参数,借助机器学习方法进行指标筛选,并建立围岩风化程度预测模型。通过研究可以得到:1)对预测模型准确率贡献度由大到小的指标分别为颜色、完整性和纹理,各单一指标预测模型准确率分别为71.91%、70.78%、47.19%;2)多指标组合模型相较单一指标模型判定准确率更高,采用颜色、纹理、完整性3个指标的组合模型,准确率达到86.52%;3)对13个二级指标进行特征筛选,剔除5个贡献度较低的纹理特征指标,采用剩余的8个关键指标构建预测模型,预测精度仍能达到85%,满足工程需求。研究结果表明:掌子面图像的颜色、纹理、完整性信息能够有效表征围岩风化程度,建立在这些指标之上的机器学习预测模型能够稳定有效地对掌子面的风化程度进行判定。 展开更多
关键词 隧道工程 围岩风化程度 机器学习 数字图像处理技术
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60°倾角正断层黏滑错动对山岭隧道影响的试验研究 被引量：52
7
作者 刘学增 王煦霖 林亮伦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期121-128,共8页
通过1∶50室内模型试验,模拟了60°倾角正断层黏滑错动下,与之正交的隧道结构的受力变形破坏过程,并布置传感器监测了隧道顶部和底部的地层压力、隧道轴向的应变和隧道环向的应变。试验结果表明,地层的永久变形和地层-结构的相互作... 通过1∶50室内模型试验,模拟了60°倾角正断层黏滑错动下,与之正交的隧道结构的受力变形破坏过程,并布置传感器监测了隧道顶部和底部的地层压力、隧道轴向的应变和隧道环向的应变。试验结果表明,地层的永久变形和地层-结构的相互作用,导致了围岩压力在剪切带附近发生显著变化,上盘和剪切带范围内拱顶压力显著增大,下盘拱顶压力次之,上盘和剪切带隧道底部压力减小,下盘底部压力显著增大,隧道与下部围岩可能局部脱空以适应断层的剪切位移;上盘和剪切带范围内纵向弯矩为正,下盘范围内为负,隧道偏心受压;以原型混凝土压坏来判定衬砌破坏,初步确定原型结构破坏所容许的最大断层位移D=0.3m,理论上该值略偏大;隧道衬砌破坏区域,在剪切带和下盘范围分别为0.75和1.5倍隧道宽度。 展开更多
关键词 正断层 公路隧道 黏滑错动 模型试验
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偏压荷载下裂损特征对隧道衬砌受力影响试验 被引量：14
8
作者 刘学增 刘文艺 +1 位作者 桑运龙 古银城 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期119-128,共10页
研制了偏压加载的全周封闭隧道模型试验装置，可对衬砌结构任意位置施加荷载，较真实地模拟偏压荷载作用下损伤衬砌受力特征。完成了6组1：10破坏性模型试验，对比偏压荷载下衬砌结构力学行为的裂缝特征效应。试验结果表明：偏压荷载下... 研制了偏压加载的全周封闭隧道模型试验装置，可对衬砌结构任意位置施加荷载，较真实地模拟偏压荷载作用下损伤衬砌受力特征。完成了6组1：10破坏性模型试验，对比偏压荷载下衬砌结构力学行为的裂缝特征效应。试验结果表明：偏压荷载下完整衬砌破坏过程为“偏压侧拱脚、非偏压侧拱肩、偏压侧拱肩”，共三个阶段，前三条裂缝出现时承载为极限荷载的30％-45％；压皱出现时承载比例为70％，试件急剧破坏，整体呈延性破坏。裂缝和荷载在同侧时，加载破坏过程为“偏压侧裂缝张开、压皱、试件破坏”，呈脆性破坏，拱肩裂缝对衬砌承载力影响最大。第一条预制裂缝在拱顶，深度为1／3衬砌厚度，第二条预制裂缝在拱肩，深度分别为1／3、1／2、2／3衬砌厚度时，试件极限荷载为完整衬砌的86．34％、76．09％、68．94％。衬砌结构均为偏压侧拱肩外侧压碎导致整个结构失去承载能力。损伤裂缝使得结构刚度大幅度减小，提出了裂缝深度与极限承载力关系公式，模型试验结果与公式计算值基本一致。 展开更多
关键词 隧道衬砌 裂缝特征 破坏模式 承载力 偏压荷载
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纵向裂缝对隧道钢筋混凝土衬砌结构影响的试验 被引量：16
9
作者 刘学增 包浩杉 周敏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期441-445,共5页
基于荷载-结构模型,开展了钢筋混凝土衬砌的加载试验.通过分析钢筋混凝土衬砌加载过程中结构的变形和裂缝展开规律,获得了纵向裂缝深度与结构转动刚度的关系曲线,提出了单一裂缝情况下钢筋混凝土衬砌的计算模型.该模型根据连接弹簧单元... 基于荷载-结构模型,开展了钢筋混凝土衬砌的加载试验.通过分析钢筋混凝土衬砌加载过程中结构的变形和裂缝展开规律,获得了纵向裂缝深度与结构转动刚度的关系曲线,提出了单一裂缝情况下钢筋混凝土衬砌的计算模型.该模型根据连接弹簧单元来模拟衬砌裂缝,弹簧单元的参数根据衬砌结构试验结果和理论分析确定.通过该模型得到的承载安全系数可以评价带裂缝衬砌是否需要进一步加固,对实际隧道工程具有指导意义. 展开更多
关键词 隧道结构理论 结构试验 衬砌安全评价 裂缝
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基于二次受力的隧道套拱加固损伤衬砌模型试验 被引量：9
10
作者 刘学增 王煦霖 +1 位作者 何本国 桑运龙 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期21-28,共8页
松动荷载引起损伤衬砌失稳是不良地层隧道运营期间关键的科学问题。针对此问题,研制了双车道公路隧道带缝衬砌套拱加固模型试验加载装置,可对衬砌结构任意位置施加松动荷载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,解决了衬砌加固二次受力的&qu... 松动荷载引起损伤衬砌失稳是不良地层隧道运营期间关键的科学问题。针对此问题,研制了双车道公路隧道带缝衬砌套拱加固模型试验加载装置,可对衬砌结构任意位置施加松动荷载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,解决了衬砌加固二次受力的"瓶颈"问题;开展1∶10模型试验,研究了松动荷载作用下损伤衬砌套拱加固补强效果,对比变形特性、力学响应及破坏模式。结果表明:衬砌结构刚度随荷载增加而退化,套拱加固有效修复受损衬砌,整体结构刚度明显增大,损伤严重衬砌经套拱加固后承载力仍可提高1倍;原衬砌结构破坏位置为拱顶、拱肩和边墙;套拱加固带缝衬砌构件关键控制截面为拱顶和墙脚,拱顶易发生大偏心压弯破坏,建议加强拱顶纵向配筋,提高抗拉承载力;墙脚出现斜裂缝,属于压剪破坏,应增设墙脚箍筋,以提高抗剪承载力。 展开更多
关键词 隧道 损伤衬砌 二次受力 套拱加固 失稳模式
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叠合式套拱加固带裂缝隧道衬砌受力机理分析 被引量：25
11
作者 刘学增 桑运龙 包浩杉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期127-134,共8页
采用1∶1带预制裂缝的隧道衬砌试件开展套拱加固衬砌荷载结构试验,原衬砌预制裂缝深度分别为衬砌厚度的1/3和2/3,原结构和新增套拱之间充分粘结,试验得到叠合式套拱加固带裂缝衬砌的变形破坏规律和影响因素。叠合套拱加固试件受弯过程为... 采用1∶1带预制裂缝的隧道衬砌试件开展套拱加固衬砌荷载结构试验,原衬砌预制裂缝深度分别为衬砌厚度的1/3和2/3,原结构和新增套拱之间充分粘结,试验得到叠合式套拱加固带裂缝衬砌的变形破坏规律和影响因素。叠合套拱加固试件受弯过程为"加载—套拱开裂—叠合面产生裂缝—破坏",共3个阶段。叠合面裂缝的出现将使衬砌刚度急剧降低,预制裂缝高度为1/3衬砌厚度的试件,其开裂弯矩、短期刚度和受弯承载力比按照完整钢筋混凝土梁计算的短期刚度减少3.19%、23.58%,19.35%,预制裂缝为竖向扩展,破坏模式为延性破坏;预制裂缝高度为2/3衬砌厚度的试件,其开裂弯矩、短期刚度和受弯承载力比理论值减少14.39%、54.37%、37.78%,预制裂缝为斜向扩展,破坏模式为脆性破坏。根据试验结果提出叠合式套拱的开裂弯矩、短期刚度和受弯承载力计算方法。 展开更多
关键词 叠合式套拱 隧道加固 承载力计算 足尺试验 衬砌裂缝
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隧道不同损伤衬砌套拱加固对比试验研究 被引量：9
12
作者 刘学增 王煦霖 何本国 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4610-4617,共8页
研制马蹄形隧道套拱加固模型试验加载装置,对衬砌任意位置加载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,实现了衬砌"二次受力"试验过程。采用破坏性模型试验,研究松动荷载作用下,不同损伤状态衬砌套拱加固构件变形特性、力学响应、... 研制马蹄形隧道套拱加固模型试验加载装置,对衬砌任意位置加载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,实现了衬砌"二次受力"试验过程。采用破坏性模型试验,研究松动荷载作用下,不同损伤状态衬砌套拱加固构件变形特性、力学响应、加固效果和破坏模式。研究结果表明:衬砌结构刚度随荷载增加逐渐退化,衬砌承受极限承载力时,套拱加固后承载力提高86%;衬砌在剩余承载力13.8%时套拱加固后,极限承载力提高110%。起拱线以上30°位置可作为地层抗力分界线,加固时机越早,最终破坏荷载越高。套拱加固构件呈延性破坏,关键控制截面是拱顶和拱脚;拱顶易发生大偏心压弯破坏,建议增加套拱拱顶内侧纵向配筋,提高抗拉承载力;拱脚出现压剪破坏,应增设套拱拱脚箍筋,以提高抗剪切能力。 展开更多
关键词 套拱加固 损伤衬砌 二次受力 刚度退化
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NATM公路隧道围岩时间效应统计分析与变形稳定性评价指标 被引量：6
13
作者 刘学增 苏京伟 王晓形 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期115-120,共6页
基于几十座两车道NATM高速公路隧道的现场监测数据,通过对大量的围岩收敛变形和拱顶下沉数据的统计分析,探讨隧道Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩随时间的变形特性,分析不同级别围岩从开挖到变形稳定时的时间以及与围岩级别的关系;得到变形稳定时... 基于几十座两车道NATM高速公路隧道的现场监测数据,通过对大量的围岩收敛变形和拱顶下沉数据的统计分析,探讨隧道Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩随时间的变形特性,分析不同级别围岩从开挖到变形稳定时的时间以及与围岩级别的关系;得到变形稳定时的收敛和拱顶下沉值,以此作为隧道不同级别围岩变形的稳定性评价指标;为隧道施工阶段围岩的稳定性评价以及二次衬砌的合理施作时机提供了依据。 展开更多
关键词 隧道 嗣岩级别 拱顶下沉 收敛变形 时间效应 评价指标
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考虑动态施工过程的岩土介质横观各向同性粘弹性反分析及其工程应用 被引量：18
14
作者 刘学增 朱合华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期89-92,共4页
在充分考虑岩土介质的各向异性和流变特性基础上 ,建立了层状地基横观各向同性粘弹性位移反分析模型 ;结合上海典型深基坑工程 ,利用遗传算法 ,进行深基坑横观各向同性粘弹性动态施工反演分析 ,利用反演得到的每层岩土介质的弹性模量、... 在充分考虑岩土介质的各向异性和流变特性基础上 ,建立了层状地基横观各向同性粘弹性位移反分析模型 ;结合上海典型深基坑工程 ,利用遗传算法 ,进行深基坑横观各向同性粘弹性动态施工反演分析 ,利用反演得到的每层岩土介质的弹性模量、粘性系数 ,预测相继施工阶段的结构和土体变形、内力 ,从而为工程的信息化、施工反馈设计提供了新的技术手段 ,同时促进了位移反分析的发展。 展开更多
关键词 动态施工 位移反分析 深基坑 粘弹性 遗传算法
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逆断层黏滑错动对跨断层隧道影响机制的模型试验研究 被引量：14
15
作者 刘学增 唐精 +2 位作者 桑运龙 师刚 李学锋 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第4期481-489,共9页
为指导隧道穿越活动断层时的抗错断设计,避免逆断层黏滑错动造成跨断层隧道结构的严重破坏,以棋盘石隧道为工程背景,通过1∶50相似模型试验,研究逆断层黏滑错动所引起的山岭隧道破坏模式,分析隧道和地层变形过程及破坏特征,得到以下结论... 为指导隧道穿越活动断层时的抗错断设计,避免逆断层黏滑错动造成跨断层隧道结构的严重破坏,以棋盘石隧道为工程背景,通过1∶50相似模型试验,研究逆断层黏滑错动所引起的山岭隧道破坏模式,分析隧道和地层变形过程及破坏特征,得到以下结论:1)逆断层错动在断层迹线附近地层形成剪切带,剪切带沿着断层线略微凸向试验装置上盘的弧线方向发展。2)断层错动对试验装置上盘内隧道变形破坏的影响大于下盘,最大土压力和最大纵向应变主要分布在上盘隧道中;土压力和纵向应变变化规律相似,均随错动位移的增加而不断增加。3)隧道最终破坏为逆断层下的剪切破坏,局部伴随张拉破坏,剪切破坏主要表现为变形缝两侧隧道衬砌脱落和纵向裂缝;断层错动对隧道影响区域主要集中在断层破碎带及附近2 D(D为隧道洞径)区域,尤其是试验装置上盘部分,在跨断层隧道的设计阶段需引起足够重视。 展开更多
关键词 隧道 逆断层黏滑错动 模型试验 剪切带 破坏模式
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混凝土裂缝深度的激光超声探测方法 被引量：11
16
作者 刘学增 段俊铭 +2 位作者 桑运龙 赖浩然 周若阳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期839-847,共9页
为探究激光超声技术检测混凝土裂缝深度的可行性,首先,建立平面应变的有限元模型,研究激光激发的表面波与混凝土表面裂缝的作用规律;其次,分析表面波与裂缝前沿(波与裂缝最先作用的纵向边沿)作用的散射回波特征,讨论裂缝深度对散射回波... 为探究激光超声技术检测混凝土裂缝深度的可行性,首先,建立平面应变的有限元模型,研究激光激发的表面波与混凝土表面裂缝的作用规律;其次,分析表面波与裂缝前沿(波与裂缝最先作用的纵向边沿)作用的散射回波特征,讨论裂缝深度对散射回波特征点时间差的影响;最后,在自主研制的激光超声试验平台上,采用激光扫描混凝土表面激发声场、表面波探头接收信号的方法,分析裂缝深度分别为1,2和3 cm混凝土试块的时域波形信号。研究结果表明:裂缝前沿棱角作为一个次声源与表面波作用时发生明显反射,并在时域波形信号中产生了滞后于反射表面波的波峰波谷特征点波形;波峰波谷特征点到达时间差随裂缝深度增大呈线性增长,由此可根据裂缝前沿与表面波作用产生的散射回波特征实现混凝土裂缝深度的定量检测;物理试验中混凝土裂缝与表面波作用表现出相同规律,并结合数值模拟结果建立了检测裂缝深度的线性公式,试验检测裂缝精度最高可达90%。 展开更多
关键词 混凝土裂缝 深度检测 激光超声 表面波 数值模拟与试验
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深部隧道失稳的尖点灾变模型 被引量：11
17
作者 刘学增 朱保华 翟德元 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2000年第1期38-40,共3页
利用突变理论建立了深部隧道失稳的尖点灾变模型 ,得出了在一定服务年限内粘弹性围岩体与衬砌的各参数之间的关系 ,即衬砌参数取决于围岩参数及隧道的服务年限 ,在一定的服务年限内隧道失稳时 ,衬砌与围岩参数是确定的 ,从而根据围岩参... 利用突变理论建立了深部隧道失稳的尖点灾变模型 ,得出了在一定服务年限内粘弹性围岩体与衬砌的各参数之间的关系 ,即衬砌参数取决于围岩参数及隧道的服务年限 ,在一定的服务年限内隧道失稳时 ,衬砌与围岩参数是确定的 ,从而根据围岩参数确定衬砌参数。 展开更多
关键词 失稳 尖点灾变 模型 隧道 岩体力学
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断层在土体中的传播模式及对地下管线的影响 被引量：8
18
作者 刘学增 朱合华 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第5期7-13,6,共8页
对断层在土体中的传播模式及其对地下管线的影响研究进行了综合评述,国内外很多学者通过现场调查、室内模型试验、离心试验以及数值计算对断层在土体中的传播模式和对地下管线的影响进行了深入的研究,由于试验手段和数值计算手段的局限... 对断层在土体中的传播模式及其对地下管线的影响研究进行了综合评述,国内外很多学者通过现场调查、室内模型试验、离心试验以及数值计算对断层在土体中的传播模式和对地下管线的影响进行了深入的研究,由于试验手段和数值计算手段的局限性,对断层在土体中的传播模式和对地下管线的影响还不能进行定量化分析.为了研究活断层引起地震对环境的影响,指出了目前存在的问题以及需要进一步开展的研究,对深入研究断层在土体中的传播及其对地下结构物和地表结构物的影响,以及结构物的抗震设计及其危险性评价具有重要意义. 展开更多
关键词 土体 地下管线 地下结构物 抗震设计 室内模型试验 综合评述 地表 断层 地震对 危险性评价
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活断层破坏在土体中传播的试验研究 被引量：24
19
作者 刘学增 滨田政则 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期425-427,共3页
关键词 活断层 砂土 逆断层 构造地震 火山地震 土体试验
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弹塑性动态增量反分析及其在高边坡中的应用 被引量：3
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作者 刘学增 周敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期981-986,共6页
针对浙江台缙高速S9松散体高边坡,结合边坡施工过程对表面位移进行了监测。应用每一级边坡的表面位移量测信息,包括水平位移和垂直位移,采用弹塑性位移反分析反演某一岩体的弹性模量和内摩擦角,利用反演得到弹性模量和内摩擦角计算预测... 针对浙江台缙高速S9松散体高边坡,结合边坡施工过程对表面位移进行了监测。应用每一级边坡的表面位移量测信息,包括水平位移和垂直位移,采用弹塑性位移反分析反演某一岩体的弹性模量和内摩擦角,利用反演得到弹性模量和内摩擦角计算预测下一级边坡开挖可能引起的边坡变形。由于边坡表面位移测点都是在边坡开挖后埋设的测点,测得表面位移均为下级边坡开挖引起的增量位移,因此,采用了结合施工过程的增量位移反分析方法。计算结果表明,上级边坡的同一测点的水平位移的预测值和实测值吻合的较好,垂直位移的预测值和实测值误差相对较大。 展开更多
关键词 边坡 弹塑性 动态增量反分析 位移
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