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非等断面交叉洞室三角区围岩应力集中理论研究 被引量:2
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作者 刘宁 黄义雄 +1 位作者 蔡炜 陈坤 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第5期781-788,共8页
为研究非等断面洞室的围岩稳定性,对其交叉口处应力集中现象进行理论推导,以不同断面尺寸(两洞室间洞径差异为2、3、4倍)和不同交叉角度的交叉洞室三角区围岩破坏规律进行分析,得到其围岩应力变化规律。以贵阳市某人防扩建工程为算例,... 为研究非等断面洞室的围岩稳定性,对其交叉口处应力集中现象进行理论推导,以不同断面尺寸(两洞室间洞径差异为2、3、4倍)和不同交叉角度的交叉洞室三角区围岩破坏规律进行分析,得到其围岩应力变化规律。以贵阳市某人防扩建工程为算例,将理论、数值模拟计算结果进行对比,结果表明:1)随着交叉洞室间断面尺寸差异的增大,三角区围岩的应力集中系数K主要在大断面一侧分布范围增大;2)随着交叉洞室夹角的增大(30~90°),三角区围岩垂直应力减小,在垂直相交时最安全;3)2、3、4倍洞径差异时,在交叉顶点范围内围岩应力集中系数K的最大值分别为3.83、3.60、3.21,表明实际工程中,该部分发生破坏的可能性最大;4)三角区围岩垂直应力为明显的偏压分布,并呈现出曲边三角形的分布形状。 展开更多
关键词 地下工程 交叉洞室 三角区围岩应力 应力集中 断面差异
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爆破开挖诱发的地下交叉洞室微震特性及破裂机制分析 被引量:8
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作者 赵金帅 冯夏庭 +4 位作者 王鹏飞 江权 陈炳瑞 周扬一 裴书锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2563-2573,共11页
白鹤滩水电站右岸地下多洞室间相互施工扰动,使得母线洞等交叉洞室围岩的微震活动规律及破裂机制十分复杂。引进南非IMS微震监测系统,研究高地应力、多面临空卸荷应力环境下交叉洞室围岩的微震特性及破裂孕育机制。根据地下厂房区围岩... 白鹤滩水电站右岸地下多洞室间相互施工扰动,使得母线洞等交叉洞室围岩的微震活动规律及破裂机制十分复杂。引进南非IMS微震监测系统,研究高地应力、多面临空卸荷应力环境下交叉洞室围岩的微震特性及破裂孕育机制。根据地下厂房区围岩岩性、错动带及断层分布,选取监测效果较佳的传感器并合理布置;通过定点敲击试验进行波速反演,分析震源定位的精度;以10#母线洞掉块案例为工程背景,分析爆破开挖诱发的交叉洞室岩体破裂微震事件与能量释放时空演化规律,并基于S波和P波的能量比(ES/EP),归纳、总结了掉块发生过程中岩体破裂演化机制:大量张拉事件发生(爆破冲击诱发)→拉剪、压剪事件发生→张拉事件、剪切事件交替发生(集中应力和节理综合影响)→掉块发生(重力和节理综合作用)。研究结果有利于优化白鹤滩水电站右岸地下洞室群交叉部位的开挖方案,同时对类似工程的开挖和支护具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 高应力 地下交叉洞室 微震监测 时空演化 破裂机制
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开挖扰动下地下交叉洞室错动带岩体微震演化规律 被引量:6
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作者 赵金帅 裴书锋 +2 位作者 徐进鹏 江权 陈炳瑞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3789-3796,3822,共9页
错动带具有"历史上多次剪切错动、延伸范围广、遇水易软化、力学强度低"的软弱特性,致使其在开挖卸荷作用下极易诱发不同程度的变形和破坏,进而严重影响地下洞室的稳定性。针对白鹤滩水电站右岸9#母线洞(地下交叉洞室)发生的... 错动带具有"历史上多次剪切错动、延伸范围广、遇水易软化、力学强度低"的软弱特性,致使其在开挖卸荷作用下极易诱发不同程度的变形和破坏,进而严重影响地下洞室的稳定性。针对白鹤滩水电站右岸9#母线洞(地下交叉洞室)发生的错动带岩体塌方破坏,借助高精度、实时微震监测系统,系统地研究了塌方孕育过程中的微震活动性,包括微震事件时空演化规律、震级和视应力分布特征。采用矩张量理论,反演塌方孕育过程中的微震事件破裂机制(张拉、剪切或混合),归纳、总结其演化过程为:表层围岩卸荷张拉破裂→裂纹渐进向围岩深部扩展→破裂沿错动带方向萌生、扩展(张拉破裂为主,伴随剪切或混合破裂)→裂缝与错动带交汇,切割出不稳定楔形体→爆破振动或重力作用下,错动带岩体塌方。该研究结果可为高应力地下交叉洞室错动带岩体的开挖、支护提供参考,同时对类似工程的施工具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 地下交叉洞室 错动带 塌方 微震监测 时空演化 破裂机制
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地下等截面交叉洞室扩建衬砌拆除及支护方法 被引量:3
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作者 段兆林 张搏 +2 位作者 姜晓博 杨辉 刘宁 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第34期15291-15303,共13页
为确保存在应力集中交叉口区域、衬砌老旧失效且为素砼结构的地下深埋废弃洞室改造扩建数据中心之后继续稳定服役,依托贵阳市地下某等截面交叉洞室改扩建数据中心工程,通过有限元数值模拟、现场监测的方法研究不同衬砌拆除方案、不同支... 为确保存在应力集中交叉口区域、衬砌老旧失效且为素砼结构的地下深埋废弃洞室改造扩建数据中心之后继续稳定服役,依托贵阳市地下某等截面交叉洞室改扩建数据中心工程,通过有限元数值模拟、现场监测的方法研究不同衬砌拆除方案、不同支护体系施工的围岩位移、应力以及主钢拱架变形受力特征。结果表明:首先开挖三角交叉区域衬砌,再以三角区为界,左右对称拆除衬砌的素砼衬砌拆除方案对围岩影响最小;Y形主拱架的整体竖向位移以及内力均为最小,但拱架整体有向右侧偏移的趋势;结合上述结论,提出了一种“三角交叉区开挖,Y形主拱架先行,左右对称拆除,随拆随支接搭拱架”的衬砌拆除+支护一体化施工控制方法;数值模拟与现场监测变形趋势一致,斜长拱架拱脚钢拱架应变、围岩压力、混凝土应变最大,但皆满足工程支护要求。可见该方法满足数据中心的服役要求。 展开更多
关键词 等截面交叉洞室 衬砌拆除 Y形主拱架 数值模拟 现场监测
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一座洞室群立体交叉的明暗挖结合地铁车站的设计 被引量:14
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作者 吕剑英 《隧道建设》 2009年第3期284-289,共6页
以广州地铁5号线小北站为例,对线路两端或中间不具备明挖条件的地铁车站的修建,提出了"分离暗挖站厅隧道"的概念。通过将站厅隧道与站台隧道空间十字交叉布置,并竖向和斜向联通,构成了立体交叉洞室群结构,较好地实现了车站功... 以广州地铁5号线小北站为例,对线路两端或中间不具备明挖条件的地铁车站的修建,提出了"分离暗挖站厅隧道"的概念。通过将站厅隧道与站台隧道空间十字交叉布置,并竖向和斜向联通,构成了立体交叉洞室群结构,较好地实现了车站功能;阐述这种明暗挖结合车站的设计概念,介绍该站建筑、结构的施工设计,并对其复杂的结构设计难点进行了论述。最后,对类似环境下的车站设计提出了几点建议。 展开更多
关键词 小北站 明暗挖结合车站 分离暗挖站厅隧道 立体交叉洞室
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地冲击荷载作用下等跨正交洞室动力响应研究 被引量:3
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作者 赵跃堂 刘绍鎏 胡康 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期319-328,I0006,共11页
交叉洞室是地下防护工程常见的结构形式,它的安全稳定性能直接控制着整个防护工程的服役性能。通过数值模拟方法研究了典型等跨正交洞室在地冲击荷载作用下交叉区域的动力响应。研究表明,相同荷载、埋深和跨度条件下,交叉洞室的变形和... 交叉洞室是地下防护工程常见的结构形式,它的安全稳定性能直接控制着整个防护工程的服役性能。通过数值模拟方法研究了典型等跨正交洞室在地冲击荷载作用下交叉区域的动力响应。研究表明,相同荷载、埋深和跨度条件下,交叉洞室的变形和破坏范围明显大于单向洞室;随着地冲击荷载峰值的增加,衬砌直墙交叉部位逐渐形成两个中心对称的V型相交塑性带,且衬砌拱脚和直墙底部逐渐屈服;随着洞室跨度的增加,交叉部位拱顶沉降量增量和圆拱最大质点速度逐渐增加,跨度较小时破坏主要集中在直墙部位,跨度较大时破坏主要集中在拱顶部位;地下洞室交叉部位的影响范围长度为距离交叉中心1.6倍的洞室跨度,交叉部位拱脚和直墙底部是受力薄弱部位,建议局部加厚支护,提高洞室的稳定性。 展开更多
关键词 交叉洞室 地冲击荷载 初始地应力 动力响应
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