基于Hoek-Brown强度准则的锚杆支护效应研究 被引量：1

1

作者 金宇轩 《公路工程》 2024年第2期105-109,共5页

基于围岩增强理论原理,通过数值模拟对锚杆支护效应的量化问题进行了研究分析,建立锚杆密度与GSI之间的等效换算关系,从而对锚杆的支护效应进行量化,并得到以下结论:①锚杆密度与GSI分数之间成线性正相关,锚杆密度越大,GSI分数越高,对... 基于围岩增强理论原理,通过数值模拟对锚杆支护效应的量化问题进行了研究分析,建立锚杆密度与GSI之间的等效换算关系,从而对锚杆的支护效应进行量化,并得到以下结论:①锚杆密度与GSI分数之间成线性正相关,锚杆密度越大,GSI分数越高,对围岩的提升作用越大;②在锚杆密度一定的情况下,减小锚杆的排距比减小锚杆的间距对提高围岩强度的效果更为明显;③锚杆支护对硬岩的提升作用不显著,对软岩的增加效果十分明显,岩石越软锚杆的增强作用越明显。 展开更多

关键词 隧道 围岩稳定 锚杆 数值模拟 收敛-约束法

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基于极限抗力的微型群桩承载失效模式研究 被引量：1

2

作者 杨世捷 陈炜 +1 位作者 张笑 金宇轩 《公路工程》 2024年第2期97-104,151,共9页

基于刚度等效原则推导了微型桩组合结构极限承载力计算方法。结合现场试验及监测成果,采用数值分析方法研究了微型桩组合结构加固边坡的极限承载力及极限破坏模式。研究表明:微型桩间距与结构宽度对微型桩组合结构的极限抗力影响显著,... 基于刚度等效原则推导了微型桩组合结构极限承载力计算方法。结合现场试验及监测成果,采用数值分析方法研究了微型桩组合结构加固边坡的极限承载力及极限破坏模式。研究表明:微型桩间距与结构宽度对微型桩组合结构的极限抗力影响显著,微型桩间距越小,布置越密集,结构宽度越宽,组合结构的刚度越大,其极限抗力越大。微型桩组合结构破坏过程分为:滑面土层剪切破坏、微型桩桩体弯曲破坏、桩-土界面剪切破坏、微型桩桩体拔出破坏4个阶段。微型桩组合结构加固边坡最终的破坏形式是桩体拔出破坏,以桩体发生剪切破坏时的荷载作为极限抗力,低估了其承载能力。联系梁能增加微型桩组合结构的整体刚度,但不会显著提高其极限承载力。 展开更多

关键词 边坡支护 微型桩 极限抗力 抗拔承载力 数值模拟

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基于Mohr-Coulomb强度准则的锚杆支护效应研究

3

作者 王怀健 崔乃育 +2 位作者 金宇轩 石云冈 谭鑫 《路基工程》 2024年第3期47-53,共7页

从围岩与锚杆相互作用的力学特性出发,基于围岩增强理论,采用数值模拟手段,探究锚杆支护作用下隧道开挖后围岩的力学特性,得到围岩特性曲线(GRC曲线)。通过对比各种锚杆支护参数下与未支护状态下围岩特性曲线的差异,建立锚杆密度与围岩... 从围岩与锚杆相互作用的力学特性出发,基于围岩增强理论,采用数值模拟手段,探究锚杆支护作用下隧道开挖后围岩的力学特性,得到围岩特性曲线(GRC曲线)。通过对比各种锚杆支护参数下与未支护状态下围岩特性曲线的差异,建立锚杆密度与围岩收敛降低比例之间的关系。结果表明:锚杆对围岩收敛的限制作用显著,能很好地控制围岩变形,且锚杆密度越大,支护效果越明显,但当锚杆密度大于3时,收敛限制效果开始减弱;锚杆对围岩收敛的约束作用存在极限值,锚杆密度与收敛减低比例之间满足二次函数关系,Ⅳ级围岩限制比例极限为40.9%,Ⅴ级围岩限制比例极限为33.8%;锚杆支护对围岩收敛的约束作用与围岩性质有关,Ⅳ级围岩的约束效果显著优于Ⅴ级围岩。 展开更多

关键词 隧道锚杆 围岩特性 收敛-约束法 支护效应 锚杆密度 数值模拟

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基于数值法的围岩特性曲线计算方法研究

4

作者 黄宇卓 毛阿立 +1 位作者 金宇轩 谭鑫 《湖南交通科技》 2024年第3期85-89,共5页

采用反力释放法与材料软化法,通过数值模拟对收敛-约束法中的围岩特性曲线进行了计算求解,明确了围岩特性曲线的数值计算方法,并通过研究分析得到以下结论:(1)收敛-约束法是一种在新奥法基础上,用于确定最佳围岩支护时机的理论方法,围... 采用反力释放法与材料软化法,通过数值模拟对收敛-约束法中的围岩特性曲线进行了计算求解,明确了围岩特性曲线的数值计算方法,并通过研究分析得到以下结论:(1)收敛-约束法是一种在新奥法基础上,用于确定最佳围岩支护时机的理论方法,围岩特性曲线反映的是围岩应力释放过程中的应力应变关系,是收敛-约束法中最核心的组成部分。(2)反力释放法与材料软化法均可以较准确地计算得到围岩特性曲线,采用数值法计算围岩特性曲线准确且高效。(3)相比于反力释放法,料软化法有更高的计算精度,建议在数值法中多采用。 展开更多

关键词 新奥法 收敛-约束法 围岩特性曲线 数值模拟

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不同隧道开挖方式对连拱隧道稳定性的研究

5

作者 罗健 贺春宁 金宇轩 《公路工程》 2024年第3期42-48,95,共8页

以湖南某公路隧道为工程背景,利用FLAC 3D对不同开挖方式的施工过程进行模拟计算,研究了不同开挖方式对围岩稳定性的影响。研究表明:①隧道的拱顶及仰拱两侧极易出现裂缝,应加强支护;②隧道开挖方式对围岩稳定影响巨大,应根据工程地质... 以湖南某公路隧道为工程背景,利用FLAC 3D对不同开挖方式的施工过程进行模拟计算,研究了不同开挖方式对围岩稳定性的影响。研究表明:①隧道的拱顶及仰拱两侧极易出现裂缝,应加强支护;②隧道开挖方式对围岩稳定影响巨大,应根据工程地质条件、施工条件等因素选择合适的隧道开挖方法;③三导洞法开挖相比于全断面开挖法,能较好地控制围岩变形及变形速率,有效地限制围岩塑性区的发展. 展开更多

关键词 隧道 围岩稳定 隧道开挖 数值模拟 三导洞开挖法

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复杂条件下深水沉井基础偏位数值模拟分析

6

作者 石云冈 徐霞飞 +3 位作者 田鹏 李婷 钟卫 金宇轩 《水利与建筑工程学报》 2024年第1期126-133,155,共9页

为了深入了解复杂条件下深水沉井基础偏位问题,采用大型岩土仿真分析软件midas GTS对多种工况下深水沉井的下沉受荷过程进行仿真模拟,并通过对比现场监控结果,对沉井偏位情况进行分析并总结沉井偏位的作用规律,分析依托工程沉井发生偏... 为了深入了解复杂条件下深水沉井基础偏位问题,采用大型岩土仿真分析软件midas GTS对多种工况下深水沉井的下沉受荷过程进行仿真模拟,并通过对比现场监控结果,对沉井偏位情况进行分析并总结沉井偏位的作用规律,分析依托工程沉井发生偏位的原因,计算评估各种纠偏方式的作用效果。结果表明:车辆荷载是引起沉井顺桥向偏位的主要原因之一;沉井整体偏移将随外侧堆土高度的增加而增大,二者呈正相关,但非线性相关;通过堆土回填调整沉井高差能逐步回调偏差达到沉井纠偏的目的。该分析结果可为深水沉井纠偏、防护方式的确定提供依据及理论支撑。 展开更多

关键词 深水 沉井基础 智能监控 纠偏 数值模拟

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隧道复合式衬砌病害处治及套衬加固技术研究

7

作者 刘雄 金宇轩 +1 位作者 张敬宇 毛阿立 《湖南交通科技》 2024年第4期141-144,150,共5页

以永州市双牌县阳明公路隧道复合式衬砌加固为例,使用大型有限差分计算软件FLAC 3D对隧道衬砌病害处治过程进行模拟分析,评估衬砌内嵌套衬、衬砌内设置钢板等加固方案对隧道衬砌病害的处治效果,并确定合理的加固方案。同时,对各方案不... 以永州市双牌县阳明公路隧道复合式衬砌加固为例,使用大型有限差分计算软件FLAC 3D对隧道衬砌病害处治过程进行模拟分析,评估衬砌内嵌套衬、衬砌内设置钢板等加固方案对隧道衬砌病害的处治效果,并确定合理的加固方案。同时,对各方案不同设计参数的处治效果进行评估,由此确定最优支护参数。结果表明:内嵌套衬加固处治方案围岩塑性区范围、隧道变形及洞顶位移等均小于内设钢板加固方案,套衬结构的加固效果更好。同时,支护结构越厚,其刚度越大,对围岩变形的控制效果越好;在不侵限前提下,应尽可能地增加支护结构厚度,以提高既有隧道的安全性。 展开更多

关键词 围岩稳定性 衬砌加固 有限差分法 数值模拟

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不同降雨条件下对山区公路弃土场稳定性影响分析 被引量：1

8

作者 杨煜 金宇轩 +2 位作者 常森 何忠明 郭芳 《公路工程》 2023年第5期85-90,100,共7页

降雨是诱发山区公路弃土场失稳的重要原因之一。为研究不同降雨条件下弃土场失稳破坏机理,提出了一种同时考虑弃土场填料饱和度、孔隙水压力及软化效应的稳定性计算方法,通过Geo-Studio有限元seep模块建立降雨入渗模型,分析不同降雨条... 降雨是诱发山区公路弃土场失稳的重要原因之一。为研究不同降雨条件下弃土场失稳破坏机理,提出了一种同时考虑弃土场填料饱和度、孔隙水压力及软化效应的稳定性计算方法,通过Geo-Studio有限元seep模块建立降雨入渗模型,分析不同降雨条件下弃土体内部孔隙水压力和饱和度的变化规律,结合弃土场暂态饱和区域内软化效应,将降雨渗流结果与slope稳定性模块进行耦合,分析不同降雨类型下弃土场稳定性变化规律。研究结果表明:降雨入渗阶段,暂态饱和区首先在弃土场坡脚处和表层逐渐发育,并指向斜坡深层土体延伸,导致部分填料负孔隙水压力随着降雨历时增加逐渐增大,在孔隙水压力、重度及软化效应共同作用下,弃土场由稳定削弱至欠稳定,该影响具有一定的滞后性。安全系数受降雨类型影响不同,弃土场边坡稳定性影响顺序为:前锋型>中锋型>等强型>后锋型。 展开更多

关键词 弃土场 稳定性 数值模拟 安全系数

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极端降雨条件下红黏土边坡灾变机理及处治对策 被引量：2

9

作者 杨煜 常森 +1 位作者 金宇轩 何忠明 《湖南交通科技》 2022年第4期10-14,19,共6页

以湖南省某高速公路红黏土路堑边坡为依托,借助室内路堤模型试验结果,采用GeoStudio有限元软件,对降雨前、中、后期边坡土体含水率及安全系数变化进行了分析,描述了降雨中和降雨后边坡内部水力矢量分布规律,研究了极端降雨条件下红黏土... 以湖南省某高速公路红黏土路堑边坡为依托,借助室内路堤模型试验结果,采用GeoStudio有限元软件,对降雨前、中、后期边坡土体含水率及安全系数变化进行了分析,描述了降雨中和降雨后边坡内部水力矢量分布规律,研究了极端降雨条件下红黏土边坡的稳定性时变规律,并结合失稳机理提出了红黏土边坡滑塌应急处治对策。研究结果表明:降雨条件下,红黏土边坡坡脚处孔隙水压力变化最大,表现为基质吸力对受力平衡的影响;水力矢量呈现倒V型,随着雨水入渗,V型区域逐渐扩大,水流存在沿交界面贯通的可能;其中土体的变形、强度及渗透力度是边坡滑塌的主要原因,且降雨对边坡的稳定性影响具有滞后性,安全系数变化演变规律为短暂上升阶段、急速下降阶段、缓慢下降阶段;仰斜排水孔和支挡结构可有效处治边坡滑塌。 展开更多

关键词 极端降雨 红黏土 数值模拟 安全系数

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中-大型炭质页岩滑坡稳定性分析及处治研究 被引量：5

10

作者 蔡利平 金宇轩 +2 位作者 刘峥嵘 李志勇 刘文劼 《公路工程》 2023年第4期98-104,共7页

以湖南某高速公路右侧山体滑坡为例,采用简化Bishop法、不平衡推力法及有限差分法对开挖后炭质页滑坡稳定性进行评估。同时,结合现场深层测斜与地表位移监控,研究滑坡发生的原因及可行的处治方案。研究表明:①该滑坡为中-大型炭质页岩... 以湖南某高速公路右侧山体滑坡为例,采用简化Bishop法、不平衡推力法及有限差分法对开挖后炭质页滑坡稳定性进行评估。同时,结合现场深层测斜与地表位移监控,研究滑坡发生的原因及可行的处治方案。研究表明:①该滑坡为中-大型炭质页岩深层滑坡,滑坡的主要诱因是工程开挖破坏了边坡的原始平衡状态,而滑坡发生的深层原因是该区域存在深厚软弱带,炭质页岩岩性差,在人类活动干扰下,易发生边坡失稳。深层测斜结果是确定滑动面位置的重要依据,是滑坡防治的重要基础,在控制性工程中,应尽可能进行测斜工作。②在路线设计时,应尽可能考虑地质因素,尽量避免大挖大填与地质条件较差的区域。③针对中-大型滑坡,处治时应以“动态设计”为原则,并结合现场监测技术,分期处治滑坡病害。 展开更多

关键词 滑坡 边坡支护 抗滑桩 数值模拟 强度折减法

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斜交地道桥下穿高速公路顶进过程中的偏位分析 被引量：4

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作者 巢万里 黄勇军 +1 位作者 潘世强 金宇轩 《公路工程》 2022年第3期57-62,共6页

依托平益高速平江南互通E匝道下穿平汝高速地道桥顶推工程,结合理论分析与现场监控,对斜交地道桥顶进全过程的偏位问题进行了研究,推导了斜交地道桥顶进全过程平面初始偏转力矩的力学表达式,明确了地道桥预制角度、首节长度、斜交角度... 依托平益高速平江南互通E匝道下穿平汝高速地道桥顶推工程,结合理论分析与现场监控,对斜交地道桥顶进全过程的偏位问题进行了研究,推导了斜交地道桥顶进全过程平面初始偏转力矩的力学表达式,明确了地道桥预制角度、首节长度、斜交角度和净宽等设计参数对地道桥偏位的影响,并提出相应的工程对策。最后,通过对比现场监测所反映的偏位趋势,验证了理论公式的正确性,理论公式反映地道桥偏位趋势与现场监测结果基本一致。该理论公式可为类似项目的纠偏控制提供理论指导。 展开更多

关键词 斜交地道桥 顶推施工 初始偏转力矩 现场监测 平面姿态 纠偏

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