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题名基于突变理论的隔水岩体失稳分析及安全厚度计算
被引量：4
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作者
方林
龚晟
王桂林
余浩
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机构
招商局重庆交通科研设计院有限公司
重庆大学土木工程学院
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出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期76-83,共8页
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文摘
为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方程,并采用Matlab软件编程,求解顶板的最小安全厚度;同时,为了避免当静水压力过大时,突变理论公式的不合理性,单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度,并取两者计算值中的更大值。结果表明:隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的;岩体跨度越长,岩体最小安全厚度越大;岩体弹性模量越大,岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时,爆破荷载越大,岩体最小安全厚度越大;在爆破荷载的大小一定时,爆破振动的频率越大,岩体最小安全厚度越小;静水压力越大,岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。
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关键词
突变理论
隔水岩体失稳
安全厚度
动荷载
静水压力
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Keywords
mutation theory
waterproof rock mass instability
safe thickness
dynamic loading
hydrostatic pressure
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分类号
X935
[环境科学与工程—安全科学]
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题名临近富水破碎构造带隧道开挖面稳定性的极限平衡分析
被引量：5
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作者
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
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机构
中铁工程设计咨询集团有限公司
北京交通大学土木建筑工程学院
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出处
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2020年第S02期380-384,共5页
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基金
中国中铁股份公司科研开发计划重点课题(2018-重点-14)
中铁工程设计咨询集团有限公司课题(研2018-29)
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文摘
为有效降低山岭隧道施工临近富水破碎构造带的水害风险,针对隧道开挖面临近富水破碎构造带时的稳定性预判问题,考虑渗流影响,对开挖断面进行等效代换,建立关于开挖面前方岩体破裂角的极限平衡方程,进行牛顿法迭代求解和数值模拟验证。经计算分析结果对比表明,牛顿迭代法求解与数值模拟验证结果接近;在此基础上分别考虑隧道埋深、岩体重度和强度参数、富水破碎构造带水头高度等变量因素,计算分析岩体破裂角及必要自稳厚度的变化规律。通过计算分析结果表明,开挖面前方岩体必要自稳厚度随前方富水破碎构造带水头高度的增大而增大,随自身内摩擦角的增大而线性减小,随自身黏聚力的增大而减小,随自身重度的增大而增大,随隧道埋深的增大而减小并趋于定值。
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关键词
富水破碎构造带
隧道开挖面稳定性
岩体破裂角
前方岩体必要自稳厚度
渗流影响
极限平衡法
参数分析
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Keywords
water-rich fractured tectonic zone
tunnel face stability
rupture angle
necessary self-stable thickness of rock ahead
seepage effect
limit equilibrium method
parametric analysis
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分类号
U455
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名隧道突涌水灾害防突厚度计算方法及适用性评价
被引量：20
- 3
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作者
李利平
朱宇泽
周宗青
石少帅
陈雨雪
屠文锋
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机构
山东大学齐鲁交通学院
山东大学岩土与结构工程研究中心
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期41-50,170,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(No.51679131)
山东省自然科学基金项目(No.ZR2014EEM019)
+2 种基金
国家优秀青年科学基金项目(No.51722904)
山东省杰出青年基金项目(No.JQ201611)
山东省重点研发计划(No.2017GSF220014)
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文摘
将10余种常见的突涌水灾害防突厚度计算方法分类归纳,并与隔水岩体破坏和充填结构失稳两大类突涌水灾害类型对应统一。对于隔水岩体破坏型突涌水,按照力学模型和适用对象的不同将计算公式归类划分为完整岩体型与裂隙岩体型两类,改进了裂隙岩体三区模型的最小安全厚度计算公式,对比了不同工况下各个公式的计算结果,表明适用于完整岩体的三维岩柱剪切模型和适用于裂隙岩体的单裂纹扩展三区模型与工程经验公式一致性较好,具有更好的准确性和适用性。对于充填结构失稳型突涌水,颗粒受力启动适合于作为充填介质渗透失稳开始的标志,流体流态转变可作为失稳发生的临界判别标准。最后,文中对理论分析、数值模拟、模型试验与工程类比等方法的适用条件、判断标准与优缺点做了系统的评价,可为实际工程中监控物理量的选择、临灾状态的识别与灾害预警提供参考。
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关键词
突涌水灾害类型
隔水岩体破坏
充填结构失稳
最小安全厚度
适用性评价
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Keywords
types of water inrush
failure of water-resisting rock
failure of filling media
applicability evaluation
the minimum safe thickness
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分类号
U457.2
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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