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瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞动力响应解析解及影响因素研究
1
作者
李梅
陆宇嘉
+5 位作者
梅万全
韩高升
陈光海
赵明生
柯昌均
任高峰
《爆破》
北大核心
2025年第2期22-30,共9页
爆破开挖产生的扰动P波会影响隧道的稳定性,引水隧洞里充满了水,其隧道围岩动力响应解析解求法与常规无水隧道的求法势必不一样。目前现有解析解研究多集中在稳态解和单衬砌隧道,较少同时考虑存在复合衬砌隧道和有水的情况,因此,开展瞬...
爆破开挖产生的扰动P波会影响隧道的稳定性,引水隧洞里充满了水,其隧道围岩动力响应解析解求法与常规无水隧道的求法势必不一样。目前现有解析解研究多集中在稳态解和单衬砌隧道,较少同时考虑存在复合衬砌隧道和有水的情况,因此,开展瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞稳定性瞬态响应研究,将隧道内流体视作另一种介质,隧道与衬砌之间视为非理想接触面,结合傅里叶合成技术、波函数展开法及梯形求积公式对隧道围岩瞬态响应进行理论求解;通过与既有文献结果对比,验证了方法的有效性;进而分析围岩泊松比、非理想界面模型的弹性系数以及扰动荷载加载时间对动应力集中系数的影响。研究结果表明:动力扰动过程中,顶底板产生显著的压应力集中,两帮出现显著的拉应力集中;随着泊松比增大,两帮由拉应力集中转化为压应力集中,顶底板压应力集中逐渐减弱;围岩衬砌接触较差时,隧道围岩应力时程响应曲线出现显著振荡;随着界面弹性系数增大,非理想界面模型的动力响应收敛于理想界面模型的响应;随着爆破荷载作用时间增加,顶底板处的压应力峰值先增大,两帮处的拉应力峰值先减小,最后均趋向稳定。
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关键词
扰动P波
复合衬砌引水隧洞
瞬态响应
傅里叶合成技术
波函数展开法
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职称材料
平面爆破P波扰动下深埋圆形衬砌隧道瞬态动力响应解析解研究
被引量：
4
2
作者
李梅
高鑫鑫
+4 位作者
梅万全
雷涛
韩高升
潘鹏志
张义云
《爆破》
CSCD
北大核心
2022年第3期33-40,共8页
目前爆破扰动下隧道的动力响应解析解研究多为稳态,且主要集中在无衬砌隧道;而实际工程施工爆破扰动以瞬态波的形式传播,且大多隧道有衬砌。因此,论文以深埋圆形有衬砌隧道为研究对象,采用波函数展开法和梯形求积,开展平面爆破P波扰动...
目前爆破扰动下隧道的动力响应解析解研究多为稳态,且主要集中在无衬砌隧道;而实际工程施工爆破扰动以瞬态波的形式传播,且大多隧道有衬砌。因此,论文以深埋圆形有衬砌隧道为研究对象,采用波函数展开法和梯形求积,开展平面爆破P波扰动下的隧道瞬态动力响应解析解研究:通过分析平面简谐P波入射时衬砌和围岩中的波场,考虑深埋隧道衬砌与围岩相互作用的边界条件,确定隧道周围的稳态响应;在稳态解的基础上运用梯形求积,求出平面爆破P波扰动下深埋圆形衬砌隧道动力响应问题的瞬态解析解,进而分析隧道衬砌与围岩接触面和隧道内的动应力集中系数、径向和环向振动速度的动态响应情况。研究结果表明:本文解析结果与FLAC及CASRock数值结果一致,验证了本文方法的可行性以及正确性;动力扰动过程中隧道两帮出现拉应力集中,顶底板主要出现压应力集中,隧道两侧的径向振动速度要显著大于隧道顶部,环向振动速度随着爆破荷载的加卸载先增大后减小至零。解析结果可以为深埋隧道的支护提供理论基础。
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关键词
爆破P波
瞬态响应
圆形衬砌隧道
波函数展开法
CASRock
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职称材料
爆破荷载对含软弱夹层隧道围岩稳定性和变形破坏特征的影响
被引量：
21
3
作者
徐叶勤
李梅
+2 位作者
姚俊伟
梅万全
熊永亮
《爆破》
CSCD
北大核心
2020年第2期35-41,共7页
为研究爆破荷载对含软弱夹层隧道围岩稳定性的影响,采用中科院武汉岩土所自主研发的CASRock软件系列模块,即弹塑性细胞自动机EPCA3D动力模块,分析了爆破荷载作用下不同方向中间主应力(水平方向、隧道轴向)、软弱夹层与隧道距离(2 r、1r...
为研究爆破荷载对含软弱夹层隧道围岩稳定性的影响,采用中科院武汉岩土所自主研发的CASRock软件系列模块,即弹塑性细胞自动机EPCA3D动力模块,分析了爆破荷载作用下不同方向中间主应力(水平方向、隧道轴向)、软弱夹层与隧道距离(2 r、1r、0.5r、0.25r)和软弱夹层倾角(0°~90°)对隧道围岩稳定性的影响。以等效塑性应变为破坏特征量分析围岩的损伤程度,发现当中间主应力沿隧道轴向时对围岩稳定性基本无影响;当中间主应力沿水平方向时隧道围岩稳定性随着中间主应力的增大逐渐增强;软弱夹层越靠近隧道边界产生的影响越大;软弱夹层倾角对隧道围岩的影响程度随角度增长先增大后减小,在60°至75°范围内影响程度达到最大。
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关键词
爆破荷载
软弱夹层
EPCA3D
中间主应力
等效塑性应变
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职称材料
题名
瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞动力响应解析解及影响因素研究
1
作者
李梅
陆宇嘉
梅万全
韩高升
陈光海
赵明生
柯昌均
任高峰
机构
武汉理工大学资源与环境工程学院
武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室
武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室
武汉理工大学土木工程与建筑学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
中铁第四勘察设计院集团有限公司
中铁上海工程局集团第四工程有限公司
非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室
宏大爆破工程集团有限责任公司
出处
《爆破》
北大核心
2025年第2期22-30,共9页
基金
湖北省技术创新专项重大项目(2022BEC040)近距离多层磷矿优化开采碳排放核算关键技术研发
国家自然科学基金(52064003)。
文摘
爆破开挖产生的扰动P波会影响隧道的稳定性,引水隧洞里充满了水,其隧道围岩动力响应解析解求法与常规无水隧道的求法势必不一样。目前现有解析解研究多集中在稳态解和单衬砌隧道,较少同时考虑存在复合衬砌隧道和有水的情况,因此,开展瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞稳定性瞬态响应研究,将隧道内流体视作另一种介质,隧道与衬砌之间视为非理想接触面,结合傅里叶合成技术、波函数展开法及梯形求积公式对隧道围岩瞬态响应进行理论求解;通过与既有文献结果对比,验证了方法的有效性;进而分析围岩泊松比、非理想界面模型的弹性系数以及扰动荷载加载时间对动应力集中系数的影响。研究结果表明:动力扰动过程中,顶底板产生显著的压应力集中,两帮出现显著的拉应力集中;随着泊松比增大,两帮由拉应力集中转化为压应力集中,顶底板压应力集中逐渐减弱;围岩衬砌接触较差时,隧道围岩应力时程响应曲线出现显著振荡;随着界面弹性系数增大,非理想界面模型的动力响应收敛于理想界面模型的响应;随着爆破荷载作用时间增加,顶底板处的压应力峰值先增大,两帮处的拉应力峰值先减小,最后均趋向稳定。
关键词
扰动P波
复合衬砌引水隧洞
瞬态响应
傅里叶合成技术
波函数展开法
Keywords
P-wave disturbance
diversion tunnel with composite lining
transient response
Fourier synthesis technique
wave function expansion method
分类号
TD235.3 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
平面爆破P波扰动下深埋圆形衬砌隧道瞬态动力响应解析解研究
被引量：
4
2
作者
李梅
高鑫鑫
梅万全
雷涛
韩高升
潘鹏志
张义云
机构
武汉理工大学资源与环境工程学院
武汉理工大学土木工程与建筑学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2022年第3期33-40,共8页
基金
山东省重大科技创新工程(2019JZZY020314)
国家自然科学基金(51104111)。
文摘
目前爆破扰动下隧道的动力响应解析解研究多为稳态,且主要集中在无衬砌隧道;而实际工程施工爆破扰动以瞬态波的形式传播,且大多隧道有衬砌。因此,论文以深埋圆形有衬砌隧道为研究对象,采用波函数展开法和梯形求积,开展平面爆破P波扰动下的隧道瞬态动力响应解析解研究:通过分析平面简谐P波入射时衬砌和围岩中的波场,考虑深埋隧道衬砌与围岩相互作用的边界条件,确定隧道周围的稳态响应;在稳态解的基础上运用梯形求积,求出平面爆破P波扰动下深埋圆形衬砌隧道动力响应问题的瞬态解析解,进而分析隧道衬砌与围岩接触面和隧道内的动应力集中系数、径向和环向振动速度的动态响应情况。研究结果表明:本文解析结果与FLAC及CASRock数值结果一致,验证了本文方法的可行性以及正确性;动力扰动过程中隧道两帮出现拉应力集中,顶底板主要出现压应力集中,隧道两侧的径向振动速度要显著大于隧道顶部,环向振动速度随着爆破荷载的加卸载先增大后减小至零。解析结果可以为深埋隧道的支护提供理论基础。
关键词
爆破P波
瞬态响应
圆形衬砌隧道
波函数展开法
CASRock
Keywords
blasting P-wave
transient response
wave function expansion method
circular lining tunnel
CASRock
分类号
U451 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
爆破荷载对含软弱夹层隧道围岩稳定性和变形破坏特征的影响
被引量：
21
3
作者
徐叶勤
李梅
姚俊伟
梅万全
熊永亮
机构
武汉理工大学
河南建筑材料研究设计院有限责任公司
出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2020年第2期35-41,共7页
基金
国家自然科学基金(51104111)。
文摘
为研究爆破荷载对含软弱夹层隧道围岩稳定性的影响,采用中科院武汉岩土所自主研发的CASRock软件系列模块,即弹塑性细胞自动机EPCA3D动力模块,分析了爆破荷载作用下不同方向中间主应力(水平方向、隧道轴向)、软弱夹层与隧道距离(2 r、1r、0.5r、0.25r)和软弱夹层倾角(0°~90°)对隧道围岩稳定性的影响。以等效塑性应变为破坏特征量分析围岩的损伤程度,发现当中间主应力沿隧道轴向时对围岩稳定性基本无影响;当中间主应力沿水平方向时隧道围岩稳定性随着中间主应力的增大逐渐增强;软弱夹层越靠近隧道边界产生的影响越大;软弱夹层倾角对隧道围岩的影响程度随角度增长先增大后减小,在60°至75°范围内影响程度达到最大。
关键词
爆破荷载
软弱夹层
EPCA3D
中间主应力
等效塑性应变
Keywords
blasting load
weak interlayer
EPCA3D
intermediate principal stress
equivalent plastic strain
分类号
TD235 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞动力响应解析解及影响因素研究
李梅
陆宇嘉
梅万全
韩高升
陈光海
赵明生
柯昌均
任高峰
《爆破》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
平面爆破P波扰动下深埋圆形衬砌隧道瞬态动力响应解析解研究
李梅
高鑫鑫
梅万全
雷涛
韩高升
潘鹏志
张义云
《爆破》
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
爆破荷载对含软弱夹层隧道围岩稳定性和变形破坏特征的影响
徐叶勤
李梅
姚俊伟
梅万全
熊永亮
《爆破》
CSCD
北大核心
2020
21
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职称材料
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