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基于多切线技术的盾构隧道开挖面稳定性分析 被引量：1
1
作者 钟军豪 CHIAN Siau Chen +6 位作者 李永鑫 刘明芳 陈明辉 吴振元 龙桂华 杨小礼 周德 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期76-84,共9页
针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。... 针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题,采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则,基于极限分析上限定理,构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构,提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。通过与既有文献结果对比,验证所提方法的可靠性。根据反算的应力分布和破坏机构几何特点,探究不同参数条件下T-C对开挖面稳定性的影响。结果表明:(1)在线性条件下,黏聚力较大且内摩擦角较小时,T-C对开挖面临界支护力的影响较大;在非线性条件下,m的增加并不会放大T-C对开挖面稳定性的影响。(2)在抗拉强度较大时,T-C对开挖面稳定性影响较为显著,随着抗拉强度的折减,T-C控制的破坏机构尺寸逐渐减小,且顶部区域明显钝化。 展开更多
关键词 开挖面稳定性 多切线技术 Power-Law准则 拉应力截断 极限分析
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浅埋大跨度连拱隧道地震反应分析 被引量：21
2
作者 杨小礼 张丙强 +2 位作者 王志斌 邹金锋 李亮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期991-996,共6页
在动态有限元理论的基础上,对浅埋大跨度连拱隧道进行地震反应分析。通过工程分析,求解浅埋大跨度连拱隧道地震反应的结构内力,与单拱隧道内力进行对比分析。研究结果表明:连拱隧道中隔墙上部在地震力作用下最大位移、速度、加速度响应... 在动态有限元理论的基础上,对浅埋大跨度连拱隧道进行地震反应分析。通过工程分析,求解浅埋大跨度连拱隧道地震反应的结构内力,与单拱隧道内力进行对比分析。研究结果表明:连拱隧道中隔墙上部在地震力作用下最大位移、速度、加速度响应值分别为0.107 m,0.580 m/s和4.297 m/s2,比同烈度下单拱隧道的地震反应值大得多;浅埋连拱隧道洞顶以及中隔墙上部是抗震的薄弱环节,也是拉应力集中区;隧道边墙是压应力集中区;与单拱隧道相比,连拱隧道的抗震能力较弱。 展开更多
关键词 地震 大连拱隧道 动力响应
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水平地震力作用下浅埋偏压隧道松动围岩压力的研究 被引量：22
3
作者 杨小礼 黄波 王作伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期1090-1095,共6页
在考虑水平地震力影响的基础上,对浅埋偏压隧道围岩压力进行研究,求出破裂角及隧道围岩压力的解析解。研究结果表明:在埋深较浅一侧,水平地震力对破裂角的影响很小,破裂角随着水平地震力的增大而增大;在埋深较深一侧,水平地震力对破裂... 在考虑水平地震力影响的基础上,对浅埋偏压隧道围岩压力进行研究,求出破裂角及隧道围岩压力的解析解。研究结果表明:在埋深较浅一侧,水平地震力对破裂角的影响很小,破裂角随着水平地震力的增大而增大;在埋深较深一侧,水平地震力对破裂角的影响则很明显,埋深较深一侧的破裂角随着水平地震力的增大而减小,例如在Ⅵ级围岩条件下,破裂角的变化率高达38%;水平地震力对隧道拱顶围岩垂直压力的影响不大,隧道拱顶围岩垂直压力随着水平地震力的增大而减小。 展开更多
关键词 浅埋偏压隧道 破裂角 隧道围岩压力 水平地震力
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浅埋小净距偏压隧道施工工序的数值分析 被引量：120
4
作者 杨小礼 眭志荣 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期764-770,共7页
采用双侧壁导坑法,对浅埋小净距双洞六车道偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、地表位移以及塑性区的变化,并进行比较。数值结果表明:先开挖深埋一侧隧道,围岩塑性区较小,左洞拱... 采用双侧壁导坑法,对浅埋小净距双洞六车道偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、地表位移以及塑性区的变化,并进行比较。数值结果表明:先开挖深埋一侧隧道,围岩塑性区较小,左洞拱顶不会出现围岩拉裂区,右洞拱顶塑性区较小;先开挖各洞外侧,拱顶和中间岩柱的应力、位移较小;后行隧道开挖对先行隧道围岩的受力变形有很大影响,后行隧道开挖导致先行隧道洞周位移和应力大幅度增大;中间岩柱、侧墙和拱顶均是施工中应重点关注的部位。 展开更多
关键词 小净距 偏压隧道 数值模拟 中间岩柱
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非线性破坏准则下浅埋隧道围岩压力的极限分析 被引量：57
5
作者 杨小礼 王作伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期299-302,共4页
采用土体非线性破坏准则,基于浅埋隧道的泰沙基破坏模式,利用极限分析法中的上限定理,推导非线性破坏准则下浅埋隧道围岩压力的计算公式。运用序列二次规划算法进行优化分析,得出围岩压力上限解的最优值。研究结果表明:当非线性系数m=1... 采用土体非线性破坏准则,基于浅埋隧道的泰沙基破坏模式,利用极限分析法中的上限定理,推导非线性破坏准则下浅埋隧道围岩压力的计算公式。运用序列二次规划算法进行优化分析,得出围岩压力上限解的最优值。研究结果表明:当非线性系数m=1时,非线性破坏准则变成线性Mohr-Coulomb准则,本文方法的计算结果与泰沙基极限平衡法的计算结果比较接近,证明了本文方法的有效性;非线性系数对围岩压力上限解有较明显的影响。 展开更多
关键词 非线性破坏准则 浅埋隧道 围岩压力 上限定理
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基于Hoek-Brown屈服准则的隧道围岩稳定性分析 被引量：23
6
作者 杨小礼 王金明 眭志荣 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期37-40,共4页
基于隧道稳定性分析时常常采用Mohr-Coulomb屈服准则,但岩石屈服时服从Hoek-Brown半经验公式屈服准则。在Hoek-Brown屈服准则中引入强度折减法用以研究隧道围岩的整体稳定性,且与基于等效的Mohr-Coulomb屈服准则的强度折减法进行比较。... 基于隧道稳定性分析时常常采用Mohr-Coulomb屈服准则,但岩石屈服时服从Hoek-Brown半经验公式屈服准则。在Hoek-Brown屈服准则中引入强度折减法用以研究隧道围岩的整体稳定性,且与基于等效的Mohr-Coulomb屈服准则的强度折减法进行比较。分析结果表明:在不同屈服准则条件下的整体稳定系数、围岩变形特点及潜在破坏面位置大体上是一致的,但也存在一定差异;所得围岩稳定范围可以为锚固支护提供合理的参数以及开挖前的地层加固提供参考。 展开更多
关键词 Hoek—Brown屈服准则 强度折减法 围岩稳定性
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大规模优化及其在上限定理有限元中的应用 被引量：9
7
作者 杨小礼 李亮 刘宝琛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期602-605,共4页
通过引进变量将原问题变为标准的内点法问题 ,将原问题的可行域仿射为单位球体区域 ,在仿射后的区域内向目标函数减少最快的方向移动 ,寻求问题的最优解 ,最后进行逆变换 ,将得到的解换回到原可行域。
关键词 上限定理 速度间断线 仿射变换 岩土 承载力
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非线性破坏准则与岩土材料地基承载力研究 被引量：12
8
作者 杨小礼 郭乃正 李亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1177-1183,共7页
根据线性Mohr-Coulomb破坏准则,前人运用极限平衡法、滑移线理论或极限分析等方法求解地基承载力问题,但实际上岩土在剪切破坏过程中破坏准则具有非线性。因此,为了研究非线性破坏准则对地基承载力的影响,基于上限定理,通过“切线法”... 根据线性Mohr-Coulomb破坏准则,前人运用极限平衡法、滑移线理论或极限分析等方法求解地基承载力问题,但实际上岩土在剪切破坏过程中破坏准则具有非线性。因此,为了研究非线性破坏准则对地基承载力的影响,基于上限定理,通过“切线法”引进变量,根据能量耗散情况,将承载力问题转变为非线性规划问题,运用“序列二次规划算法”求出地基承载力的最优解。数值计算结果表明,当非线性破坏准则转变为线性破坏准则时,非线性参数对地基承载力有重要影响。 展开更多
关键词 地基承载力 上限定理 非线性破坏准则
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应力剪胀对浅埋隧道稳定性系数的影响 被引量：14
9
作者 杨小礼 眭志荣 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期190-195,共6页
考虑剪胀对隧道围岩稳定性的影响,对浅埋圆形盾构隧道、浅埋两车道公路隧道和浅埋双线铁路隧道在围岩发生塑性流动时进行力学特征分析。分析圆形盾构隧道围岩的位移,塑性区分布和最大剪切应变率;计算圆形断面、双线铁路隧道、双车道公... 考虑剪胀对隧道围岩稳定性的影响,对浅埋圆形盾构隧道、浅埋两车道公路隧道和浅埋双线铁路隧道在围岩发生塑性流动时进行力学特征分析。分析圆形盾构隧道围岩的位移,塑性区分布和最大剪切应变率;计算圆形断面、双线铁路隧道、双车道公路隧道等3种不同断面形状隧道的稳定性系数,分析剪胀角对围岩稳定性系数的影响。研究结果表明:剪胀角对围岩位移的影响存在一个临界值;在围岩发生塑性流动时,塑性区随着剪胀角的增大而逐渐增加;剪胀角对围岩剪切破坏带和围岩稳定性系数都有较大影响;随着剪胀角的变化,隧道临界稳定系数也发生变化。 展开更多
关键词 剪胀 塑性流动 稳定系数 浅埋隧道
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单拱四车道公路隧道地震响应 被引量：5
10
作者 杨小礼 罗恒 李老三 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1314-1318,共5页
针对隧道结构往往受不同方向的地震激励,但地震激励方向很难事先确定,其最大危害方向也难以确定等问题,以天津波为激励地震波,在水平向、竖向和斜向45?激励下,计算大断面隧道的底面、顶面、墙脚和边墙的位移、速度、加速度和应力的分布... 针对隧道结构往往受不同方向的地震激励,但地震激励方向很难事先确定,其最大危害方向也难以确定等问题,以天津波为激励地震波,在水平向、竖向和斜向45?激励下,计算大断面隧道的底面、顶面、墙脚和边墙的位移、速度、加速度和应力的分布情况。研究结果表明:在斜向45?激励条件下,单拱四车道公路隧道在地震波作用下,水平方向最大位移、速度、加速度响应值分别为0.25mm,1.84mm/s和15.4mm/s2,竖向最大位移、速度、加速度响应值分别为3.39mm,13.75mm/s和99mm/s2,比同烈度下其他方向的地震响应值大得多。该结果可为大断面隧道抗震设计提供参考。 展开更多
关键词 单拱四车道公路隧道 地震 衬砌响应
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上限有限元法及其在路堤稳定性分析中的应用 被引量：7
11
作者 杨小礼 李亮 李克坤 《长沙铁道学院学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期41-45,共5页
在上限定理的基础上 ,将铁路路堤离散为三角形单元 ,在单元中构造线性速度场 ,根据相关联流动法则以及边界条件建立约束方程 ,引入数学规划方法寻求路堤承载力的上限解 .通过和经典解析解相比较知 :该方法是一种有效的数值方法 .
关键词 路堤稳定性 上限定理 流动法则 速度间断线
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软弱围岩中偏压隧道的剪胀特性研究 被引量：7
12
作者 杨小礼 眭志荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期501-504,共4页
在偏压情况下对不同埋深的4车道和2车道偏压公路隧道建立其力学模型,研究其松动围岩力学特征。在考虑应力剪胀对隧道围岩的影响后,计算出洞周围岩位移、收敛比。研究结果表明:对于相同的条件,4车道偏压公路隧道的围岩剪切破坏带比2车道... 在偏压情况下对不同埋深的4车道和2车道偏压公路隧道建立其力学模型,研究其松动围岩力学特征。在考虑应力剪胀对隧道围岩的影响后,计算出洞周围岩位移、收敛比。研究结果表明:对于相同的条件,4车道偏压公路隧道的围岩剪切破坏带比2车道更容易与地面贯通;随着剪胀角的递增,围岩位移矢量和隧道拱顶下沉量逐渐减小,拱脚水平位移逐渐增大;大跨度隧道围岩位移受剪胀角的影响比小断面隧道显著。 展开更多
关键词 剪胀 偏压隧道 松动围岩 4车道隧道
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圆形基础极限分析下限解探讨 被引量：4
13
作者 杨小礼 李亮 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期77-80,共4页
下限分析中常用的应力柱是一种二维应力柱 ,本文提出三维应力柱概念以及圆形基础下限解的计算方法。根据应力叠加原理构造静力容许的应力场 ,求出不同应力柱数目下圆形基础的下限解。通过比较看出 ,本文计算结果与前人研究成果很接近 ,... 下限分析中常用的应力柱是一种二维应力柱 ,本文提出三维应力柱概念以及圆形基础下限解的计算方法。根据应力叠加原理构造静力容许的应力场 ,求出不同应力柱数目下圆形基础的下限解。通过比较看出 ,本文计算结果与前人研究成果很接近 ,说明本文提出方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 三维应力柱 静力容许应力场 下限定理 圆形基础 极限荷载 极限分析法 计算 岩土结构物
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软岩地基中基桩承载力分析 被引量：3
14
作者 杨小礼 李亮 《铁道工程学报》 EI 2000年第1期34-36,共3页
本文讨论软岩地基中基桩极限承载力问题。在圆形荷载作用下 ,根据地基中任意一点的应力大小 ,以及桩顶的沉降量 ,求解基桩的极限荷载。同时根据试桩结果 ,对照理论计算 。
关键词 极限承载力 破坏模式 有限元法 软岩地基 基桩
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岩石极限分析非线性理论及其应用 被引量：16
15
作者 杨小礼 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期225-229,共5页
基于非线性Hoek–Brown破坏准则,对均质各向同性的岩石介质建立岩石极限分析非线性理论。根据非线性准则的切线方程,构造静力容许的应力场和机动容许的速度场,在整个应力场和速度场,切线方程的强度参数值保持不变,作用在单位面积的正应... 基于非线性Hoek–Brown破坏准则,对均质各向同性的岩石介质建立岩石极限分析非线性理论。根据非线性准则的切线方程,构造静力容许的应力场和机动容许的速度场,在整个应力场和速度场,切线方程的强度参数值保持不变,作用在单位面积的正应力、剪应力不变,但大小未知。在分析上限非线性时,根据切线方程,基于单刚块或多刚块破坏机理,计算外力的功率与内能耗散功率。当岩石在外荷载作用下发生破坏时,外力所做的功率与内能耗散功率相等,以此建立目标函数与约束方程。对目标函数与约束方程进行优化,以此确定切线方程的切点位置和最小能量耗散。在分析下限非线性时,根据切线方程,建立静力容许的应力场。应力场要满足平衡条件、应力边界条件、并不违反非线性破坏准则。根据平衡条件求出下限解与切点位置。应用结果表明,极限分析非线性理论是正确的。 展开更多
关键词 岩石 极限分析 Hoek-Brown破坏准则 非线性理论
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用于岩土极限分析的非线性能量耗散理论 被引量：6
16
作者 杨小礼 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期710-714,共5页
在岩土工程中广泛应用MohrCoulomb或Tresca破坏准则,该破坏准则为线性破坏准则。然而,大量的岩土试验结果表明:岩土破坏准则是非线性的,而线性破坏准则只是其中的一个特例。在上限定理的基础上,提出用于岩土极限分析的非线性能量耗散理... 在岩土工程中广泛应用MohrCoulomb或Tresca破坏准则,该破坏准则为线性破坏准则。然而,大量的岩土试验结果表明:岩土破坏准则是非线性的,而线性破坏准则只是其中的一个特例。在上限定理的基础上,提出用于岩土极限分析的非线性能量耗散理论,并从应用方面证明该理论的正确性。研究结果表明:对于一般边坡稳定性,应用该理论所得结果与应用变分法所得结果一致;对于存在竖直裂缝的边坡稳定性,应用该理论所得结果与下限解一致;对主动或被动土压力,应用该理论所得结果与广义Rankine解一致。 展开更多
关键词 非线性破坏准则 极限分析 边坡稳定性 土压力
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铁路明洞行车安全等级的模糊评判 被引量：1
17
作者 杨小礼 《铁道工程学报》 EI 2000年第4期66-69,共4页
本文分析了影响铁路明洞行车安全的各种因素 ,将行车安全划分为五个等级。运用模糊数学中模糊评判办法 ,结合现场的统计数据 ,对铁路明洞行车安全的等级进行二级综合评判。根据工程实例 。
关键词 铁路明洞 行车安全 模糊数学 隶属函数 综合评判
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软岩地基中基桩承载力分析
18
作者 杨小礼 李亮 《西部探矿工程》 CAS 2000年第5期26-27,共2页
讨论软岩地基中基桩极限承载力问题。在圆形荷载作用下 ,根据地基中任意一点的应力大小、以及桩顶的沉降量 ,求解基桩的极限荷载。同时根据试桩结果 ,对照理论计算 ,分析误差产生的原因。
关键词 极限承载力 破坏模式 有限元法 软岩地基 基桩 桩顶沉降量
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层状地基中交通隧道地震反应分析 被引量：9
19
作者 杨小礼 李亮 《长沙铁道学院学报》 CSCD 2000年第4期15-19,共5页
采用有限元与无限元耦合方法讨论交通隧道在地震波作用下震动反应问题 ,并考虑地基土的非线性与层状性 .运用等效线性模型处理土的非线性 ,Newmark-β求解动态平衡方程 .通过实例计算 。
关键词 交通隧道 有限元与无限元耦合 动力非线性分析
全文增补中
饱和土中劈裂灌浆压力研究 被引量：34
20
作者 邹金峰 徐望国 +2 位作者 罗强 李亮 杨小礼 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1802-1806,共5页
在塑性力学和大变形理论的基础上,分析土体在劈裂灌浆初始阶段的力学机理。将劈裂灌浆的初始阶段视为无限土体中的圆孔扩张问题,并将圆孔周围土体中的应力分布分为两个区域。在弹性区中土体服从小变形假设,在塑性区中服从大变形假设。... 在塑性力学和大变形理论的基础上,分析土体在劈裂灌浆初始阶段的力学机理。将劈裂灌浆的初始阶段视为无限土体中的圆孔扩张问题,并将圆孔周围土体中的应力分布分为两个区域。在弹性区中土体服从小变形假设,在塑性区中服从大变形假设。利用水力压裂理论和圆孔扩张理论,假设孔隙水压力大于或等于初始应力与扩张应力增量之和时,土体将出现拉应力,若拉应力超过土的抗拉强度,土体将产生开裂,此时的灌浆压力就为初始劈裂灌浆压力。当土体在灌浆压力作用下,大小主应力正好换位时,则出现劈裂时的灌浆压力就为二次劈裂灌浆压力值,推导出饱和土体劈裂灌浆压力的理论公式。该理论的计算结果与工程实测结果比较接近,初步证实了该理论的可靠性。 展开更多
关键词 灌浆压力 劈裂灌浆 饱和土体 水力劈裂 孔隙水压力
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