地下工程开挖面空间效应特征研究及应用 被引量：18

1

作者 乔丽苹 刘杰 +3 位作者 李术才 王者超 姜彦彦 王子豪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期481-487,共7页

地下工程开挖面对围岩变形具有约束作用,在该约束作用下开挖面表现出显著的空间效应。通过开展地下工程开挖面空间效应现场试验,获得了开挖面空间效应特征。根据现场试验结果,提出了描述开挖面空间效应的双曲正切函数经验公式。利用上... 地下工程开挖面对围岩变形具有约束作用,在该约束作用下开挖面表现出显著的空间效应。通过开展地下工程开挖面空间效应现场试验,获得了开挖面空间效应特征。根据现场试验结果,提出了描述开挖面空间效应的双曲正切函数经验公式。利用上述经验公式,开展了洞室围岩稳定性控制研究,获得了不同预警等级条件下拱顶沉降值控制标准。研究发现,对某特定断面,空间效应最显著时并非开挖面透过该断面时;地下工程围岩稳定性越差,开挖面空间约束效应越不明显;若采用常规先开挖再监测的方法,不能监测到围岩全部位移,从而影响参数反分析的准确性;利用开挖面空间效应原理可以获得地围岩稳定性位移控制标准。研究结果为深入了解地下工程空间效应和开展地下工程稳定性控制提供了借鉴和参考。 展开更多

关键词 地下工程 开挖面 空间效应 稳定性 参数反分析 位移控制标准 经验公式

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收敛约束法中隧道开挖面空间效应方法比较 被引量：22

2

作者 张常光 曾开华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1417-1424,共8页

合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研... 合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研究结果表明:2种开挖面空间效应方法都易与围岩特征曲线相结合,便于实际工程应用,且在一定参数范围内二者具有很好的一致性;T-N(09)支护力系数法仅适用于理想弹-塑性围岩,得到的支护压力偏小、围岩稳定变形偏大,应对其材料模型及参数范围进行有效拓展;V-D(09)位移释放系数法适用于各种弹塑性围岩,能较直观地反映开挖面空间效应的变化及影响范围,具有广泛的工程应用前景。 展开更多

关键词 开挖面空间效应 支护力系数 位移释放系数 支护压力 围岩稳定变形

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考虑开挖面空间效应的隧道支护设计新方法 被引量：5

3

作者 曾开华 韩小川 张常光 《铁道建筑》 北大核心 2015年第5期62-64,82,共4页

隧道开挖面的空间效应对选择合理的支护时机十分重要。本文利用位移释放系数来确定隧道前期变形,提出了考虑开挖面空间效应的隧道支护设计新方法,给出了其具体应用步骤,并得出因素影响特性。研究结果表明:中间主应力、围岩剪胀特性及不... 隧道开挖面的空间效应对选择合理的支护时机十分重要。本文利用位移释放系数来确定隧道前期变形,提出了考虑开挖面空间效应的隧道支护设计新方法,给出了其具体应用步骤,并得出因素影响特性。研究结果表明:中间主应力、围岩剪胀特性及不同施作距离对支护的起始作用位置及围岩稳定变形均有显著影响,但支护压力间的差异却相对较小,因而隧道支护设计既要依据支护压力,还要保证对围岩变形的有效限制作用。 展开更多

关键词 开挖面空间效应 支护设计 位移释放系数 支护压力 围岩稳定变形

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隧道开挖面空间效应特征研究及应用 被引量：9

4

作者 姜彦彦 姜建平 纪宏 《交通科技》 2014年第S1期44-47,共4页

地下工程开挖,是一个在空间上动态变化的过程。由于开挖面的向前掘进,围岩所受约束条件不断变化,其变形和受力也将随之相应变化。因此开挖面的空间效应是影响地下工程稳定性的重要因素。文中采用大型有限元软件ABAQUS,对地下工程开挖面... 地下工程开挖,是一个在空间上动态变化的过程。由于开挖面的向前掘进,围岩所受约束条件不断变化,其变形和受力也将随之相应变化。因此开挖面的空间效应是影响地下工程稳定性的重要因素。文中采用大型有限元软件ABAQUS,对地下工程开挖面的空间效应进行了分析,得到隧道开挖过程中开挖面拱顶点的沉降分布规律和经验表达式,以及小净距隧道开挖面空间效应的相互影响规律,并将分析结果与现场实测数据进行比较验证。 展开更多

关键词 开挖面 空间效应 有限元法 拱顶沉降

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洋碰隧道开挖面空间效应的数值模拟研究

5

作者 徐林生 孙钧 蒋树屏 《矿产勘查》 2001年第6期42-44,共3页

本文采用洞周围岩位移释放系数的概念，对京珠高速公路粤境北段洋碰隧道Ⅳ类围岩在 全断面和上下台阶开挖方式下的开挖面空间效应问题进行了三维有限元仿真数值模拟研究，所得结果 对类似公路隧道的施工和监控量测等工作均有借鉴和指导... 本文采用洞周围岩位移释放系数的概念，对京珠高速公路粤境北段洋碰隧道Ⅳ类围岩在 全断面和上下台阶开挖方式下的开挖面空间效应问题进行了三维有限元仿真数值模拟研究，所得结果 对类似公路隧道的施工和监控量测等工作均有借鉴和指导作用。 展开更多

关键词 洋碰隧道 位移释放系数 开挖面空间效应 数值模拟

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岩石隧道开挖面空间效应及其机理的研究 被引量：1

6

作者 陈柚州 何文正 巩雯 《黑龙江科技信息》 2010年第26期302-302,共1页

在岩石地层中开挖隧道的过程,是一个在时间和空间上动态变化的过程,由于隧道掌子面的向前掘进,隧道围岩将不断受到扰动,其受力和变形随时间与空间将相应发展,对于岩石地层隧道,隧道掘进时空效应更加显著。如何尽可能地使岩体初始应力状... 在岩石地层中开挖隧道的过程,是一个在时间和空间上动态变化的过程,由于隧道掌子面的向前掘进,隧道围岩将不断受到扰动,其受力和变形随时间与空间将相应发展,对于岩石地层隧道,隧道掘进时空效应更加显著。如何尽可能地使岩体初始应力状态不受过大扰动,从而使围岩处于相对稳定状态是一个非常复杂的问题。因此,有必要研究岩石隧道施工过程中开挖面的空间效应问题,这对于围岩稳定性对隧道的顺利施工起着至关重要的作用,并能进行有针对性的设计和施工。 展开更多

关键词 岩石隧道 开挖面 空间效应 隧道支护

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弹塑性变形条件下围岩-支护相互作用全过程解析 被引量：46

7

作者 侯公羽 李晶晶 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期961-970,共10页

围岩-支护作用机制是正确认识支护结构对围岩进行有效支护作用的基础理论问题。根据开挖面的空间效应及Hoek拟合方程计算了某工程实例的巷道顶板径向位移沿巷道纵向剖面方向分布的曲线,建立了围岩-支护耦合作用的力学模型,进而建立了描... 围岩-支护作用机制是正确认识支护结构对围岩进行有效支护作用的基础理论问题。根据开挖面的空间效应及Hoek拟合方程计算了某工程实例的巷道顶板径向位移沿巷道纵向剖面方向分布的曲线,建立了围岩-支护耦合作用的力学模型,进而建立了描述巷道顶板径向位移与力学模型中的虚拟支护力的关系的数学模型。通过对数学、力学模型的解析与分析,研究了围岩-支护在其相互作用的全过程中的相互作用路径。在此基础上,对弹塑性变形阶段围岩-支护的相互作用原理给出了最新的认识。应用该研究成果,对某工程实例进行了支护作用效果的计算与分析研究。本文的研究成果实现了对围岩-支护耦合作用的全过程解耦,可以对围岩-支护的相互作用进行实时地预测或再现。 展开更多

关键词 围岩-支护相互作用 全过程解析:开挖面空间效应 虚拟支护力 围岩弹塑性变形

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浅埋偏压大跨度隧道开挖面合理间距研究 被引量：2

8

作者 林辉 《低温建筑技术》 2017年第2期96-98,102,共4页

施工浅埋偏压大跨度隧道时,先后行洞不同开挖面间距下易产生不同程度的相互干扰。两隧道开挖面常需要保持在一定的距离内同时施工以满足进度要求,同时保证两隧道的支护结构及周边围岩受到的相互影响情况控制在可接受的范围内。本文利用F... 施工浅埋偏压大跨度隧道时,先后行洞不同开挖面间距下易产生不同程度的相互干扰。两隧道开挖面常需要保持在一定的距离内同时施工以满足进度要求,同时保证两隧道的支护结构及周边围岩受到的相互影响情况控制在可接受的范围内。本文利用FLAC3D对某浅埋偏压大跨度隧道不同开挖面间距情况进行数值分析,并提出开挖面合理间距,对该类隧道施工提供合理建议。 展开更多

关键词 浅埋 偏压 空间效应 开挖面间距

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岩质隧道施工过程变形时空问题的位移释放系数法 被引量：6

9

作者 张建智 俞缙 +2 位作者 张小燕 刘士雨 蔡燕燕 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期98-107,共10页

岩质隧道施工过程变形具有显著的成洞时间效应与开挖面空间效应。由于应力释放率与施工过程参数、围岩力学性态等的关系难以量化,应力释放系数法在解析岩质隧道施工过程变形问题时存在局限性。为描述岩质隧道与时间、空间相关的复杂的... 岩质隧道施工过程变形具有显著的成洞时间效应与开挖面空间效应。由于应力释放率与施工过程参数、围岩力学性态等的关系难以量化,应力释放系数法在解析岩质隧道施工过程变形问题时存在局限性。为描述岩质隧道与时间、空间相关的复杂的施工力学过程,假设围岩为Burgers体和Drucker–Prager组合模型。利用弹性–黏弹性对应原理与非关联流动法则建立无支护隧道变形解,采用位移释放系数法描述隧道施工过程变形的时空效应。获得的2维平面应变无支护隧道最大径向位移的数学函数形式与Manh解一致;当不考虑时间因素时,本文解可退化为Park解。通过与既有数值解和解析解对比,验证了本文解的正确有效性。进而分析隧道时空变形曲线,包括隧道蠕变特征曲线、围岩变形径向分布曲线和隧道纵剖面变形曲线,得到关于黏聚力、内摩擦角、扩容角与延迟时间等参数的敏感性规律。结果表明:随着时间推移或纵向距离的增大,隧道变形非线性递增;随着围岩深度的增加,隧道变形递减,隧道变形和塑性区半径均为黏聚力与内摩擦角的非线性递减函数;围岩扩容加剧了隧道变形;延迟时间控制了隧道变形的时程规律;隧道时空变形对介入参数的敏感性与其物理意义一致。位移释放系数法成功描述了岩质隧道施工过程变形的时空效应,可为施工过程提供理论指导。 展开更多

关键词 岩质隧道 施工过程 时间效应 开挖面空间效应 位移释放系数法 解析解

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考虑渗流影响的隧道开挖支护力分析 被引量：5

10

作者 朱明俊 饶平平 《水利与建筑工程学报》 2021年第3期137-143,共7页

在计算富水地层中隧道开挖稳定性时,同时考虑开挖面空间效应与渗流场效应具有重要意义,可更加贴合实际施工情况。为了研究在二者同时作用下,隧道稳定性的变化规律,基于统一强度理论推导了考虑渗流体积力影响的隧道开挖弹塑性解答。并运... 在计算富水地层中隧道开挖稳定性时,同时考虑开挖面空间效应与渗流场效应具有重要意义,可更加贴合实际施工情况。为了研究在二者同时作用下,隧道稳定性的变化规律,基于统一强度理论推导了考虑渗流体积力影响的隧道开挖弹塑性解答。并运用Hoek拟合方程求解了空间效应影响下隧道的洞壁位移,以此建立了因空间效应而产生的围岩附加位移场、应力场力学模型。进而推导出了在渗流影响下,开挖隧道时渗流体积力、支护阻力、径向位移与掘进面间纵向距离的关系式。根据隧道径向位移以及支护阻力的变化规律,对实际施工中支护时机的选择提供了一定参考。结果表明:在考虑渗流体积力影响时,空间效应作用下的支护结构所受压力较小,可适当提前支护时机,充分发挥支护结构作用,从而有效降低围岩变形,有利于隧道保持稳定。 展开更多

关键词 开挖面 空间效应 虚拟支护力 渗流 支护技术

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矩形巷道冲击地压影响因素研究 被引量：3

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作者 李忠华 包思远 +1 位作者 梁影 尹万蕾 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第10期51-57,共7页

为研究矩形断面巷道冲击地压问题,采用顶板剪切梁模型,考虑煤层损伤软化特性,根据冲击地压响应失稳理论,对矩形断面巷道发生冲击地压的临界载荷和影响因素进行了研究。结果表明:通过分析巷道两帮煤层塑性区宽度和上覆岩层载荷之间关系,... 为研究矩形断面巷道冲击地压问题,采用顶板剪切梁模型,考虑煤层损伤软化特性,根据冲击地压响应失稳理论,对矩形断面巷道发生冲击地压的临界载荷和影响因素进行了研究。结果表明:通过分析巷道两帮煤层塑性区宽度和上覆岩层载荷之间关系,得到巷道发生冲击地压的临界载荷;临界载荷与矩形断面巷道宽高比呈良好负相关关系,但随顶板厚度增大而增大,表明在一定范围内,矩形断面巷道宽高比越小,顶板越厚,越不易发生冲击地压;临界载荷随煤层与顶板的刚度比增大而减小,随煤模量比增大而增大;考虑开挖空间效应影响,提出了适用于矩形断面巷道的位移释放系数数学模型,解释了在煤矿现场,巷道冲击地压不是发生在掘进面附近,而是滞后一定距离的现象。 展开更多

关键词 矩形巷道 临界载荷 顶板剪切梁模型 开挖面空间效应

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非均匀应力场中巷道围岩变形控制研究 被引量：7

12

作者 刘海龙 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第6期66-69,共4页

根据岩石的力学特征及峰值应力前后的力学性能,结合岩体损伤特性,得到三维连续损伤演化方程。利用Mohr-Coulomb强度准则和连续损伤力学方法,考虑巷道开挖过程中的空间效应,分析并推导出巷道围岩处于非均匀应力场中损伤应力场的分布,以... 根据岩石的力学特征及峰值应力前后的力学性能,结合岩体损伤特性,得到三维连续损伤演化方程。利用Mohr-Coulomb强度准则和连续损伤力学方法,考虑巷道开挖过程中的空间效应,分析并推导出巷道围岩处于非均匀应力场中损伤应力场的分布,以及围岩—支护达到平衡时的相互作用力解析解。通过现场支护设计和监测,验证了计算分析的有效性,在实际工程计算中有一定的应用前景。 展开更多

关键词 巷道围岩 损伤理论 非均匀应力场 开挖面空间效应 变形控制

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