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基于破碎带围岩变形受力特征的偏压隧道控制措施研究
1
作者 陈孔福 申玉生 +4 位作者 赵何霖 张熙 朱正超 孔德高 周鹏发 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期621-631,共11页
穿越破碎带的偏压隧道开挖后,围岩变形与支护受力较大,同时表现为深浅埋侧非对称性,导致隧道一侧混凝土剥落与钢架扭曲等,严重影响隧道施工的安全和进度。依托九绵高速公路水牛家隧道,根据现场试验所得数据分析隧道的变形与围岩接触压... 穿越破碎带的偏压隧道开挖后,围岩变形与支护受力较大,同时表现为深浅埋侧非对称性,导致隧道一侧混凝土剥落与钢架扭曲等,严重影响隧道施工的安全和进度。依托九绵高速公路水牛家隧道,根据现场试验所得数据分析隧道的变形与围岩接触压力变化与分布规律;结合数值模拟,对隧道开挖顺序与长短锚杆布置形式进行优化。在双层超前小导管的基础上,提出“先挖深埋的三台阶七步法+长短锚杆非对称布置+径向注浆”的针对性措施,并开展现场试验验证其可行性。结果表明:变形与围岩接触压力在隧道两侧呈现出明显的非对称性,变形缺少收敛阶段,说明原设计方案不能提供足够的支护力。采取针对性措施后,拱顶沉降均值降低40.4%,水平收敛均值减小54.0%,隧道变形得到较好的控制,左拱肩与左拱脚围岩接触压力分别减小了25.4%、29.7%;左右拱腰收敛比值由1.60降低为1.12,左右拱脚围岩接触压力比值由2.13减小为1.46倍,变形与受力的非对称性明显降低。同时混凝土剥落与钢拱架扭曲等大变形灾害的发生减少,施工效率明显提高。研究成果为类似偏压隧道的施工与设计提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 偏压隧道 破碎带 变形受力特征 非对称支护 径向注浆 现场试验
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黄土-古土壤地层深竖井受力变形特征研究
2
作者 罗章波 亢佳伟 +1 位作者 李仑 邓国华 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1-6,16,共7页
研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构... 研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构整体变形较小,水平变形“先挤出后收敛”,竖向变形“先下沉后隆起”,竖井开挖至设计深度后,15~30 d进入结构受力变形稳定阶段;(2)竖井井壁收敛变形、侧向土压力和结构内力在深度方向上存在拐点,出现在0.5~0.7倍竖井设计深度处,其受力变形指标和土层性质存在良好的对应关系,在古土壤范围内,井壁变形量和土压力明显减小,约为邻近深度处黄土层的40%~50%,古土壤的存在,限制了竖井变形和土压力的发展;(3)黄土-古土壤地层深竖井井壁结构侧向土压力与静止土压力和主动土压力有显著差异,在0~12 m深度范围内,侧向土压力接近静止土压力;12~28 m范围内,侧向土压力接近主动土压力;28~48 m范围内,侧向土压力均小于主动土压力,为其35%~65%;(4)本研究成果可为相近地层条件下深竖井的土压力计算和支护结构设计提供参考依据。 展开更多
关键词 深竖井 黄土-古土壤结构剖面 现场原位监测 受力变形特征
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溶洞对隧道结构变形与受力特征的影响研究--以大方隧道为例 被引量：12
3
作者 郭瑞 黎晨 +1 位作者 郑波 舒波 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第9期3770-3777,共8页
为探究溶洞对隧道结构变形与受力特征的影响,采用数值模拟方法,通过改变溶洞分布位置、尺寸大小以及与隧道结构净距等不同因素,建立了二维有限元模型,分析了溶洞对隧道结构位移与内力的影响。结果表明:溶洞使隧道结构变形与受力发生了改... 为探究溶洞对隧道结构变形与受力特征的影响,采用数值模拟方法,通过改变溶洞分布位置、尺寸大小以及与隧道结构净距等不同因素,建立了二维有限元模型,分析了溶洞对隧道结构位移与内力的影响。结果表明:溶洞使隧道结构变形与受力发生了改变,伴随溶洞与隧道距离的增大,隧道结构产生的位移逐渐减小,在同一净距下,随溶洞尺寸增大隧道结构位移逐渐增大,与无溶洞工况对比,溶洞使得隧道结构内力发生了重新分布,在靠近溶洞一侧隧道结构变形与内力均较大。当溶洞直径小于0.4倍隧道尺寸时,溶洞对隧道结构变形与内力影响均较弱,当溶洞直径大于0.6倍隧道尺寸,且与隧道净距小于0.3倍隧道尺寸时,溶洞对隧道结构变形与内力影响显著,最后通过对比分析,得出对隧道稳定性最不利的溶洞位置是隧道侧部溶洞。研究成果可为岩溶隧道设计施工提供科学参考和借鉴。 展开更多
关键词 溶洞 隧道结构 数值模拟 变形受力特征
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综合管廊大角度斜穿地裂缝的变形及受力特征研究 被引量：7
4
作者 王启耀 卢刚刚 +2 位作者 张亚国 胡志平 王少卿 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第6期825-832,共8页
根据西安地裂缝的分布特征和活动方式,结合综合管廊规划情况,采用有限元软件ABAQUS建立以70°大角度斜穿地裂缝的双舱综合管廊模型,研究分析了在活动地裂缝环境下管廊的受力变形特征.计算结果表明,管廊结构除产生较大的纵向弯曲变形... 根据西安地裂缝的分布特征和活动方式,结合综合管廊规划情况,采用有限元软件ABAQUS建立以70°大角度斜穿地裂缝的双舱综合管廊模型,研究分析了在活动地裂缝环境下管廊的受力变形特征.计算结果表明,管廊结构除产生较大的纵向弯曲变形外,还伴随有横向剪切变形和扭转变形;在活动地裂缝作用下,管廊在上盘85 m和下盘80 m内纵向应力变化显著,但这一显著变化范围不随地裂缝活动而变化;剪应力在地裂缝段最大,并呈“V”形变化趋势,而在上、下盘段表现出先增大后减小的变化特征;管廊底部脱空区开始出现于上盘近地裂缝处,并不断向上盘远端扩展.因此在结构设计时,应适当提高地裂缝两侧管廊结构的抗弯、抗剪承载力及裂缝宽度要求或采取分段设缝、设置柔性接头等措施. 展开更多
关键词 综合管廊 地裂缝 脱空区 受力变形特征
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铁路隧道斜穿滑坡体受力变形特征三维分析 被引量：6
5
作者 王雷 沈远 白朝能 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第1期16-22,共7页
研究目的:在工程实践中,因选线空间及线型条件受到限制,铁路隧道必须穿越滑坡体并将隧道洞门设置于滑坡上。目前已有的研究大多基于理论上的二维模型分析,而对于隧道–滑坡体斜交情形,建立真三维模型能更真实地反映隧道与滑坡体的相互... 研究目的:在工程实践中,因选线空间及线型条件受到限制,铁路隧道必须穿越滑坡体并将隧道洞门设置于滑坡上。目前已有的研究大多基于理论上的二维模型分析,而对于隧道–滑坡体斜交情形,建立真三维模型能更真实地反映隧道与滑坡体的相互作用和结构受力变形特征。本文以甘钟铁路洛阳村隧道改线工程右嘴头隧道进口滑坡治理项目为背景,应用MIDAS GTS有限元计算软件建立滑坡、抗滑桩、隧道三维空间模型,模拟抗滑桩施工、路基及隧道洞身开挖支护施工过程。从数值计算结果中提取各施工步骤抗滑桩、隧道结构的受力变形数据,研究铁路隧道斜向穿越滑坡体时的受力变形特征,以及隧道洞身开挖对滑坡稳定的影响过程。研究结论:(1)隧道洞身在滑体和滑床中的受力特征分别表现为偏压和围压;(2)隧道结构纵向变形主要位于滑带附近隧道结构;(3)当隧道洞身开挖完全进入滑床段时,对滑坡的稳定及抗滑桩受力影响逐渐消失。 展开更多
关键词 铁路隧道 滑坡 三维 受力变形特征
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山区拓宽公路挡土墙路基的受力与变形特征分析 被引量：15
6
作者 万智 邓宗伟 +1 位作者 刘宝琛 吴亚中 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期921-926,938,共7页
采用数值计算方法,分析了山区拓宽改造公路挡土墙路基的受力与变形特征。有限元分析结果表明,山区公路填方拓宽工程中,路基顶面沉降曲线呈“勺子”形状,区别于新建公路的抛物线形沉降曲线;与一般公路路基拓宽工程不同,山区拓宽公路不仅... 采用数值计算方法,分析了山区拓宽改造公路挡土墙路基的受力与变形特征。有限元分析结果表明,山区公路填方拓宽工程中,路基顶面沉降曲线呈“勺子”形状,区别于新建公路的抛物线形沉降曲线;与一般公路路基拓宽工程不同,山区拓宽公路不仅要重视新老路基结合部位的处治,新路基与挡墙结合部位的处治也不能忽视;山区公路填方拓宽路基外侧挡墙土压力的分布基本呈抛物线形状,不同于经典土压力理论得出的三角形土压力分布形式。通过分析路基拓宽宽度、老路路堤边坡坡度、新老路基路基材料性能等因素对路基受力的影响,揭示了山区拓宽改造公路新老路基不协调变形及挡墙的受力与变形特征规律。 展开更多
关键词 山区公路 拓宽 路基 挡土墙 不协调变形 受力与变形特征
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开采沉陷区埋地管道变形及力学特征分析 被引量：16
7
作者 任建东 王文 +1 位作者 董淼 高诗松 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期82-89,共8页
为研究气煤重叠区内煤层开采对天然气埋地管道的影响,采用理论分析和数值模拟研究采动影响下埋地管道的受力变形特征,建立不同开采程度埋地管道变形的数学模型,得出竖向应力作用下管道顶部受力状态由受拉转为受压、底部由受压转为受拉;... 为研究气煤重叠区内煤层开采对天然气埋地管道的影响,采用理论分析和数值模拟研究采动影响下埋地管道的受力变形特征,建立不同开采程度埋地管道变形的数学模型,得出竖向应力作用下管道顶部受力状态由受拉转为受压、底部由受压转为受拉;水平应力作用下管道顶底部均受拉应力作用,拐点左侧与右侧受力方向相反。研究结果表明:开采沉陷区内埋地管道变形可由高斯函数表示;竖向应力作用下管道顶底部受力状态呈现上下反向对称、关于沉陷中心呈现左右对称;整体受力状态关于沉陷中心呈现左右对称。 展开更多
关键词 开采沉陷区 天然气埋地管道 数值模拟 受力变形特征 下沉曲线
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斜向水泥土桩加固路基室内模型试验研究 被引量：9
8
作者 王铸 宋绪国 《铁道标准设计》 北大核心 2013年第9期22-26,共5页
通过室内模型试验研究斜向水泥土桩加固技术的工作机理是一种比较有效的方法,在国内尚无先例。此次模型试验设计,主要考虑在线路荷载作用下路基本体的沉降变形相似和桩体材料的刚度相似两个方面出发,共设计了8组模型试验,通过模型试验... 通过室内模型试验研究斜向水泥土桩加固技术的工作机理是一种比较有效的方法,在国内尚无先例。此次模型试验设计,主要考虑在线路荷载作用下路基本体的沉降变形相似和桩体材料的刚度相似两个方面出发,共设计了8组模型试验,通过模型试验研究了路基顶面沉降变化规律、路基边坡位移变形规律、路基土体内部竖向应力分布规律及水泥土桩体受力变形特征,得到了一系列有价值的结论。 展开更多
关键词 铁路路基 斜向水泥土桩 室内模型试验 沉降 竖向应力 受力变形特征
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