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公路隧道工程三维模型试验中数据采集技术
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作者 陈继光 杨奎清 宋淑启 《建筑技术开发》 2006年第4期48-48,53,共2页
介绍三维地质力学模型试验中的几项数据采集关键技术,包括地应力场的生成和监测隧道围岩收敛、拱顶沉降的数码摄影测量方法及模型岩体内部位移的数据采集。目前,这些技术已成功的应用于公路隧道工程的施工模拟三维地质力学模型试验中... 介绍三维地质力学模型试验中的几项数据采集关键技术,包括地应力场的生成和监测隧道围岩收敛、拱顶沉降的数码摄影测量方法及模型岩体内部位移的数据采集。目前,这些技术已成功的应用于公路隧道工程的施工模拟三维地质力学模型试验中,取得了令人满意的成果。 展开更多
关键词 三维模型试验 施工过程模拟 监控量测
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水利工程三维模型试验变形的数码摄影监测 被引量:2
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作者 赵中原 张强勇 《水电能源科学》 北大核心 2009年第5期69-71,共3页
在水利工程隧道三维立体模型观测面设置测量标点,采用数码相机监测模型试验过程,通过数码图像识别监测物体变形前后标记点的变形数据。基于BP神经网路的图像识别,对某隧道施工开挖、加固过程进行三维地质力学模型试验,取得了满意的观测... 在水利工程隧道三维立体模型观测面设置测量标点,采用数码相机监测模型试验过程,通过数码图像识别监测物体变形前后标记点的变形数据。基于BP神经网路的图像识别,对某隧道施工开挖、加固过程进行三维地质力学模型试验,取得了满意的观测结果,为三维力学模型试验收敛变形观测提供了一种新方法。 展开更多
关键词 三维地质力学模型试验 施工过程模拟 BP神经网络 影像点集
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双隧道对群桩影响的三维离心模型试验研究 被引量:10
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作者 马少坤 吕虎 +2 位作者 Wong K S 吴宏伟 赵乃峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1337-1342,共6页
在膨胀土地基中进行了双隧道对群桩影响的三维离心模型试验,目标地层损失比为2%,着重研究引起的地基沉降槽、附加弯矩、轴力的变化规律。试验得出:膨胀土地基中每个隧道开挖形成的地表沉降槽仍符合Peck高斯曲线,双隧道共同作用形成的沉... 在膨胀土地基中进行了双隧道对群桩影响的三维离心模型试验,目标地层损失比为2%,着重研究引起的地基沉降槽、附加弯矩、轴力的变化规律。试验得出:膨胀土地基中每个隧道开挖形成的地表沉降槽仍符合Peck高斯曲线,双隧道共同作用形成的沉降槽可以看作是每个隧道单独作用形成的沉降槽的叠加;两个隧道开挖引起的前后桩弯矩规律类似,最大附加弯矩均出现在拱冠附近,但存在明显的前桩遮拦效应;随着第一个隧道开挖的临近及远离,前后桩轴力会发生明显不同变化,而第二个隧道影响明显不同,附加轴力最大值约为工作荷载的10%。 展开更多
关键词 双隧道 三维离心模型试验 群桩 膨胀土
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三维注浆模型试验系统研制及应用 被引量:20
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作者 张伟杰 李术才 +4 位作者 魏久传 张庆松 张霄 李志鹏 谢道雷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期902-911,共10页
为研究注浆扩散规律和加固机制,研制了三维注浆模型试验系统,该系统由承载试验台、伺服稳压供水单元、注浆单元、多元信息监测单元及图像采集单元组成。该系统主要功能包括不同岩体介质中参数灵活可调的多孔注浆、多序次注浆模拟试验及... 为研究注浆扩散规律和加固机制,研制了三维注浆模型试验系统,该系统由承载试验台、伺服稳压供水单元、注浆单元、多元信息监测单元及图像采集单元组成。该系统主要功能包括不同岩体介质中参数灵活可调的多孔注浆、多序次注浆模拟试验及被注岩体内部物理场信息实时采集,其主要优势体现在:(1)试验腔设计为组合桶式结构,密封性强,拆卸方便,利于注浆加固体细部研究;(2)多腔气动联合控制水压加载方式可提供持续稳压的地下水环境;(3)多元信息并行实时监测系统可同时采集被注岩体内不同空间位置的总压力、孔隙水压力及位移等信息,实现注浆过程中物理参量时空变化规律的研究。利用该试验系统进行黏土介质单孔注浆和多孔分序次注浆模拟试验,获得注浆压力p变化特征及土体内部力学响应规律:p-t曲线呈多个波峰-波谷旋回,表征劈裂注浆为主的加固模式;注浆荷载作用下,总压力、孔隙水压力、有效应力与注浆压力基本同步变化,注浆结束点达到峰值,其后开始衰减并逐渐趋于稳定;与单孔注浆相比,多孔、多序次注浆可显著提高土体有效应力,黏土逐渐压缩固结,力学性质改善。试验表明,黏土介质以劈裂注浆为主,不同序次浆脉间接触关系复杂,可划分为剪切劈裂、原位顺层劈裂及入侵劈裂3种基本模式;采用多孔、小注浆速率试验方法,可减小围岩扰动,增大注浆量及土体压缩固结程度,提高注浆加固效果。研究成果对揭示黏土介质注浆机制具有一定的科学价值。 展开更多
关键词 三维注浆模型试验系统 黏土介质 单孔注浆试验 多孔注浆试验 实时监测
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牛头山双曲拱坝整体稳定三维地质力学模型试验研究 被引量:12
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作者 黄国军 周澄 赵海涛 《西北水电》 2004年第2期49-52,共4页
介绍了牛头山双曲拱坝三维地质力学模型试验,包括模型设计、模型制作、加荷和量测等。试验给出了拱坝在正常蓄水位荷载作用下的位移场,测出了坝体、坝肩、断层出露处以及坝基内部断层各部位的位移,揭示了拱坝坝体和基础失稳前位移和裂... 介绍了牛头山双曲拱坝三维地质力学模型试验,包括模型设计、模型制作、加荷和量测等。试验给出了拱坝在正常蓄水位荷载作用下的位移场,测出了坝体、坝肩、断层出露处以及坝基内部断层各部位的位移,揭示了拱坝坝体和基础失稳前位移和裂缝发展的全过程及其破坏机理。对试验数据的综合分析,可以评价边坡的稳定性,并得到拱坝的整体安全度。 展开更多
关键词 拱坝 位移场 三维地质力学模型试验 稳定分析
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大型地下结构下修建盾构隧道模型试验 被引量:66
6
作者 李围 何川 张志强 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期478-483,共6页
采用三维相似模型试验,研究了在南京玄武湖公路隧道下新建地铁盾构隧道时,两重叠隧道间的相互影响.试验结果表明:盾构隧道施工对玄武湖隧道周围土体的扰动十分有限,不会产生因下方土体变形过大导致玄武湖隧道出现“漂移”现象;对玄武湖... 采用三维相似模型试验,研究了在南京玄武湖公路隧道下新建地铁盾构隧道时,两重叠隧道间的相互影响.试验结果表明:盾构隧道施工对玄武湖隧道周围土体的扰动十分有限,不会产生因下方土体变形过大导致玄武湖隧道出现“漂移”现象;对玄武湖隧道下方土体进行加固和加设抗拔桩后,结构附加内力和变形值明显减小;地表下沉很小,不会造成路面结构破坏.最后,用有限元计算进行了对比分析,表明盾构隧道施工中,玄武湖隧道和盾构隧道是安全的,不需进行特殊处理. 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 大型地下结构物 三维模型试验 有限元法
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岩体相似材料及其在公路隧道工程模型试验中的应用 被引量:1
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作者 陈继光 冯美军 《建筑技术开发》 2006年第5期92-92,98,共2页
介绍三维地质力学模型试验中的高密度岩石材料的应用,对相似材料的特点、相关参数、配比组合及物理性能进行简要介绍,应用于公路隧道工程的施工模拟三维地质力学模型试验中,取得了令人满意的成果,并为设计方案和三维弹塑性有限元数... 介绍三维地质力学模型试验中的高密度岩石材料的应用,对相似材料的特点、相关参数、配比组合及物理性能进行简要介绍,应用于公路隧道工程的施工模拟三维地质力学模型试验中,取得了令人满意的成果,并为设计方案和三维弹塑性有限元数值仿真模拟提供了数据验证。 展开更多
关键词 三维模型试验 岩体相似材料 施工过程模拟
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水轮机预应力混凝土蜗壳三维仿真模型试验成果分析 被引量:1
8
作者 苏振 李国勇 蒋为群 《水利水电快报》 2005年第20期13-16,共4页
清江高坝洲水利枢纽混凝土蜗壳采用预应力加固在国内外均属首次。对预应力混凝土蜗壳在各工况下的应力分布进行三维仿真模型试验研究,以验证预应力加固效果并对蜗壳运行条件和安全条件做出评价。三维仿真试验研究的成果,对工程设计方案... 清江高坝洲水利枢纽混凝土蜗壳采用预应力加固在国内外均属首次。对预应力混凝土蜗壳在各工况下的应力分布进行三维仿真模型试验研究,以验证预应力加固效果并对蜗壳运行条件和安全条件做出评价。三维仿真试验研究的成果,对工程设计方案优化具有指导意义,表明蜗壳后张预应力加固作用显著,结构整体应力水平合理,工程安全可靠并具有良好的运行条件。 展开更多
关键词 预应力加固 混凝土蜗壳 试验研究 三维仿真模型试验
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采场覆岩变形和来压判别的分布式光纤监测模型试验 被引量:32
9
作者 柴敬 霍晓斌 +3 位作者 钱云云 张丁丁 袁强 李毅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期36-43,共8页
为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工作面... 为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工作面的开采,工作面共开挖60次,累计推进2 400 mm,获得3根分布式光纤的180组布里渊(Brillouin)频移试验数据。提出了分布式光纤频移平均变化度的概念,采用光纤频移来表征采场上覆岩层变形垮落,判别工作面初次来压和周期来压情况;并将其测试结果和内部位移测试结果进行对比。结果表明,光纤频移平均变化度可以反映工作面上覆岩层变形、来压及其变化情况,该方法及其技术推广应用可以为上覆岩层变形信息化提供依据。 展开更多
关键词 采矿工程 覆岩变形 三维立体模型试验 光纤频移平均变化度 来压判别
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基于神经网络的直接线性变换在地质力学模型试验中的应用 被引量:1
10
作者 陈继光 张强勇 +2 位作者 李术才 马国梁 张建国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期897-900,共4页
三维地质力学模型的变形数据主要由岩体内部变形和收敛变形两部分构成。寻找满足高精度位移测量的收敛变形观测方法已成为三维地质力学模型试验数据采集的重要研究方向。修正了传统的数码相机摄影测量基于图像坐标变换的计算思路,改善... 三维地质力学模型的变形数据主要由岩体内部变形和收敛变形两部分构成。寻找满足高精度位移测量的收敛变形观测方法已成为三维地质力学模型试验数据采集的重要研究方向。修正了传统的数码相机摄影测量基于图像坐标变换的计算思路,改善了试验中5×5小模板作业方式,采用大模板标准点布设方案和标志点相邻坐标数据点的选择方法,有效地减小了镜头畸变对标准点、标志点的影响。基于BP神经网络的直接线性变换原理进行了图像间的坐标识别和试验阶段测量观测点的坐标比较,实现了三维地质力学模型的收敛变形观测。将数码相机数字近景摄影方法应用于某大型分岔隧道的三维地质力学模型试验研究,取得了满意的研究成果。 展开更多
关键词 收敛变形 神经网络 直接线性变换 分岔隧道 三维地质力学模型试验
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复杂地质条件下大埋深隧洞衬砌与围岩协同作用物理模型试验研究 被引量:14
11
作者 任明洋 张强勇 +4 位作者 陈尚远 尹相杰 李帆 向文 余光远 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期98-109,共12页
围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作... 围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作用真三维地质力学模型试验,真实再现隧洞开挖与支护的施工全过程。模型试验研究表明:1)不同地质条件下隧洞围岩的应力释放过程不同,硬岩隧洞围岩应力释放速率先慢后快,软岩隧洞应力释放速率先快后慢;2)不同地质条件下隧洞衬砌与围岩接触压力的分布形式不同,硬岩隧洞最大接触压力位于拱肩,软岩隧洞最大接触压力位于拱顶;3)衬砌与围岩协同作用包括两种应力释放机制、3个施工阶段和4种承载状态;4)不同地质条件下隧洞衬砌施作后围岩和衬砌承担的荷载比例不同,硬岩隧洞围岩平均承担约85%的荷载,衬砌约承担15%的荷载,软岩隧洞围岩平均承担约25%的荷载,衬砌承担约75%的荷载。 展开更多
关键词 大埋深隧洞 围岩-支护协同作用 三维地质力学模型试验 应力释放机制 接触压力
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巨厚砾岩层下采场支承压力分布的理论及试验研究 被引量:4
12
作者 柴敬 王丰年 +4 位作者 张丁丁 李毅 钱云云 彭钰博 袁强 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期43-50,共8页
巨厚砾岩层下的采场围岩极易形成应力集中而引发巷道失稳,其倾向支承压力分布规律是该问题的核心。文中通过建立采场倾向支承压力理论模型,对巨厚砾岩层下采场倾向支承压力进行了理论计算。随后搭建了巨厚砾岩层下采场三维物理相似模型... 巨厚砾岩层下的采场围岩极易形成应力集中而引发巷道失稳,其倾向支承压力分布规律是该问题的核心。文中通过建立采场倾向支承压力理论模型,对巨厚砾岩层下采场倾向支承压力进行了理论计算。随后搭建了巨厚砾岩层下采场三维物理相似模型,将分布式光纤技术用于模型试验采场支承压力测试,并对比研究了模型开挖过程中支承压力与光纤测试Brillouin频移之间的关系。结果表明,巨厚砾岩下倾向采动支承压力分布具有峰值大和影响范围大的特点,理论计算支承压力峰值为35 MPa,影响范围约200 m;模型试验光纤测试曲线表明支承压力分布规律为从不变→增大→峰值→减小→不变的变化趋势,光纤测试结果与理论计算一致,通过光纤频移变化可以反映倾向支承压力的变化规律,为采场倾向支承压力监测提供了新的研究手段。 展开更多
关键词 倾向支承压力 三维模型试验 分布式光纤传感 Brillouin频移 压力传感器
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STEM波作用下斜坡式结构护面块体稳定性的物理模型研究 被引量:7
13
作者 张慈珩 陈汉宝 +1 位作者 耿宝磊 张维 《水道港口》 2013年第6期488-492,共5页
文章通过对规范公式、断面物理模型及三维物理模型试验结果的对比,对STEM波作用下护面块体的稳定性进行验证,分析失稳原因,提出加强稳定性的措施。通过不同手段得到结果的对比,三维模型试验对表现复杂波浪对结构物的影响效果较好,得到... 文章通过对规范公式、断面物理模型及三维物理模型试验结果的对比,对STEM波作用下护面块体的稳定性进行验证,分析失稳原因,提出加强稳定性的措施。通过不同手段得到结果的对比,三维模型试验对表现复杂波浪对结构物的影响效果较好,得到的结果远大于公式计算和断面模型试验结果,可以有效保证工程安全。 展开更多
关键词 三维物理模型试验 扭王字块 稳定性 STEM波
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盾构隧道近接下穿地下大型结构施工影响研究 被引量:90
14
作者 李围 何川 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1277-1282,共6页
建立了盾构掘进三维有限元模型,针对不同的盾构推进力和同步注浆未及时起到支撑作用的施工工况,采用数值模拟和室内相似模型试验方法进行了盾构隧道近接下穿地下大型结构施工的影响研究。研究结果表明,盾构掘进对地下结构周围土体扰动有... 建立了盾构掘进三维有限元模型,针对不同的盾构推进力和同步注浆未及时起到支撑作用的施工工况,采用数值模拟和室内相似模型试验方法进行了盾构隧道近接下穿地下大型结构施工的影响研究。研究结果表明,盾构掘进对地下结构周围土体扰动有限,不会产生隧道整体漂移。抗拔桩对地下结构的支撑作用明显,使得地下结构底板的拉应力和压应力交替出现,从而减小了应力量值。新建隧道和既有隧道衬砌结构受力是安全的,不需进行特殊设计。建议在近接地下结构之前10m处,调整盾构机姿态,放慢掘进速度,并将推进力控制在10000kN以内,以确保施工的安全进行。 展开更多
关键词 盾构隧道 地下大型结构 近接施工 三维模型试验 盾构掘进模型 有限元法
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不同埋深盾构双隧道及开挖顺序对临近管线的影响研究 被引量:16
15
作者 马少坤 邵羽 +2 位作者 刘莹 冯野 韦朝华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2487-2495,共9页
以不同埋深双隧道、不同开挖顺序对临近地埋管线的影响为研究目的,在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,并采用考虑土体非线性小应变特性的HP(Hypoplasticity亚塑性)模型和基于地层损失比的位移控制法进行... 以不同埋深双隧道、不同开挖顺序对临近地埋管线的影响为研究目的,在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,并采用考虑土体非线性小应变特性的HP(Hypoplasticity亚塑性)模型和基于地层损失比的位移控制法进行有限元模拟分析。研究结果表明,不同埋深双隧道、不同开挖顺序对地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变的影响较大。双隧道开挖完成后管线下凸区(管线底部受拉区)分布范围为-2.5D_T^1.5D_T(DT为隧道外径),且管线下凸区最大弯曲应变约为管线上凸区(管线底部受压区)最大弯曲应变的2倍。不应简单采用叠加原理对不同埋深先后开挖双隧道所致地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变进行预测,应合理考虑后继隧道开挖所致土体的累积剪切应变及管-土相对刚度对预测结果的影响。 展开更多
关键词 三维离心模型试验 三维数值模拟 双隧道 开挖顺序 隧道-管-土相互作用
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盾构双隧道不同开挖顺序及不同布置形式对管线的影响研究 被引量:21
16
作者 马少坤 刘莹 +2 位作者 邵羽 段智博 吕海波 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期689-697,共9页
在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,研究不同开挖顺序及不同布置形式下双隧道开挖对管线的影响规律。同时采用基于地层损失比的位移控制有限单元法对离心模型试验及其他4组拓展工况进行分析,其中土体本... 在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,研究不同开挖顺序及不同布置形式下双隧道开挖对管线的影响规律。同时采用基于地层损失比的位移控制有限单元法对离心模型试验及其他4组拓展工况进行分析,其中土体本构模型采用考虑土体小应变特性的HP(Hypoplasticity model)模型,并将试验结果与已有的解析方法进行对比。研究结果表明,双隧道不同开挖顺序及不同布置形式对地表沉降、管线沉降、管线弯曲应变的影响显著;管线存在所产生的"遮拦"效应对管线正上方地表沉降的影响程度随着自由场最大地表沉降的增加而逐渐加剧;双隧道开挖所致管线沉降的主要影响区域为-1.2DT~1.2DT;实际工程中应加强浅埋后继隧道开挖时管线工作性状的监测工作,且不应简单采用叠加原理对不同施工工序及不同布置形式的双隧道开挖所致地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变进行预测,应合理考虑后继隧道开挖所致土体的累计剪切应变及上覆隧道的遮拦效应对管–土相对刚度的影响。 展开更多
关键词 双隧道 管线 三维离心模型试验 三维数值模拟 隧道-管-土相互作用
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地下水位循环变化时隧道开挖对群桩的长期影响研究 被引量:3
17
作者 马少坤 邵羽 +4 位作者 吕虎 WONG K S 吴宏伟 陈欣 江杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1563-1568,1578,共7页
为解决地下水位随季节升降变化时隧道开挖对邻近桩基的长期影响难题,通过三维离心模型试验,研究了地下水位循环变化时隧道对群桩的长期影响。主要分析水位循环变化时地表长期沉降、桩顶长期附加沉降、桩身长期附加弯矩和附加轴力的变化... 为解决地下水位随季节升降变化时隧道开挖对邻近桩基的长期影响难题,通过三维离心模型试验,研究了地下水位循环变化时隧道对群桩的长期影响。主要分析水位循环变化时地表长期沉降、桩顶长期附加沉降、桩身长期附加弯矩和附加轴力的变化规律。试验结果表明:在隧道附近,地下水位循环变化尤其是降水对地表长期沉降影响更为明显。地表长期附加沉降随着地下水位循环次数增加而增大,且呈衰减式变形,即使经过3次水位升降循环也不能稳定;桩基长期附加沉降显著,其附加沉降量占总沉降量的50%以上;前、后桩的长期附加轴力基本为正值,桩总轴力增加,对既有受压桩极为不利,附加轴力拐点位置及最大值有所区别;经过3次地下水位循环变化后,前、后桩桩身弯矩反弯点个数减少,但桩身最大附加弯矩均明显变大,当达到极限弯矩,桩身出现塑性铰,这对穿越厚软弱层地基中的既有受压柔性桩极为危险。 展开更多
关键词 三维离心模型试验 双隧道 群桩 长期影响 地下水位变化
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复杂地基上重力坝的破坏过程及稳定安全度研究 被引量:8
18
作者 李征 张林 +1 位作者 陈媛 黄刚海 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第2期130-133,138,共5页
复杂地基上重力坝的整体稳定一直备受关注。为了对复杂地基上重力坝整体稳定及破坏过程进行研究,对某水电枢纽典型坝段进行三维地质力学模型试验,采用超载法对该水电枢纽天然地基方案的典型坝段进行破坏试验。得到坝基的破坏过程及变形... 复杂地基上重力坝的整体稳定一直备受关注。为了对复杂地基上重力坝整体稳定及破坏过程进行研究,对某水电枢纽典型坝段进行三维地质力学模型试验,采用超载法对该水电枢纽天然地基方案的典型坝段进行破坏试验。得到坝基的破坏过程及变形变位特点,并得出超载安全系数Kp=3.0。再结合有限元,采用综合法进行计算,所得综合安全系数Kc=2.5。模型试验和计算所得大坝破坏失稳过程相似,两者进行对照,相互验证确保工程稳定分析成果的准确性与可靠性,且研究成果可为类似问题中综合法的使用提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 重力坝 三维地质力学模型试验 破坏过程 超载法
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