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考虑σ_(2)及围岩—支护结构相互作用的隧道力学模型 被引量:5
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作者 刘红岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第6期98-107,共10页
目前的隧道力学模型未能同时考虑中间主应力σ_(2)及围岩—支护结构相互作用对围岩塑性区等隧道力学特性的影响。为此,首先采用岩石统一强度理论替代目前常用的Mohr-Coulomb(M-C)强度准则以考虑σ_(2)对隧道围岩塑性区的影响。其次,针对... 目前的隧道力学模型未能同时考虑中间主应力σ_(2)及围岩—支护结构相互作用对围岩塑性区等隧道力学特性的影响。为此,首先采用岩石统一强度理论替代目前常用的Mohr-Coulomb(M-C)强度准则以考虑σ_(2)对隧道围岩塑性区的影响。其次,针对Kastner方法未能很好地考虑支护前隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的不足,在其基础上,结合圆形隧道实际施工特点,提出了能够同时考虑σ_(2)、隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的圆形隧道力学模型。最后,通过算例研究了σ_(2)、隧道围岩初始弹性位移、原始地应力、支护结构刚度和岩石内摩擦角等对围岩塑性区、隧道洞壁位移和支护力的影响规律。研究结果表明:σ_(2)的影响不可忽略;一定的隧道围岩初始弹性位移可以减少支护应力,但会导致围岩塑性区和隧道洞壁位移的增加;支护结构刚度的增加可以有效减小围岩塑性区及隧道洞壁位移,但会增加支护结构应力;初始地应力的增加将增大围岩塑性区、隧道洞壁位移及支护结构应力;随着岩石内摩擦角的增加,围岩塑性区、隧道洞壁位移及支护结构应力均减小。最后,通过工程实例对模型的合理性进行了验证。 展开更多
关键词 圆形隧道 统一强度理论 围岩—支护结构相互作用 隧道初始弹性位移 支护结构刚度
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基于收敛——约束法的剪胀——软化型隧道围岩——支护结构相互作用 被引量:1
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作者 赵浩 刘文学 +2 位作者 周书东 张光雄 刘红岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期45-53,共9页
目前的隧道围岩支护结构计算方法未能很好地同时考虑围岩剪胀及软化特性和中间主应力的共同影响。首先介绍了考虑岩石剪胀及软化效应的隧道围岩力学模型及考虑中间主应力的广义SMP强度准则。而后,根据收敛—约束法中隧道纵向变形曲线、... 目前的隧道围岩支护结构计算方法未能很好地同时考虑围岩剪胀及软化特性和中间主应力的共同影响。首先介绍了考虑岩石剪胀及软化效应的隧道围岩力学模型及考虑中间主应力的广义SMP强度准则。而后,根据收敛—约束法中隧道纵向变形曲线、围岩特征曲线、支护特征曲线的相互关系,建立了能够同时考虑隧道围岩剪胀及软化特性和中间主应力影响的隧道围岩—支护结构相互作用力学模型,并验证了其合理性。最后,采用敏感性分析分别探讨了地应力参数、支护结构参数和岩石参数对围岩最终位移、支护结构最终支护力及变形量的影响。结果表明:地应力的增加将导致围岩变形及塑性区增大,所需支护力增加。中间主应力系数对计算结果有较大影响,应予以考虑;支护结构弹性模量的增加可以提高支护力,并大幅度减少围岩和支护结构变形;岩石弹性模量及临界软化系数的增加可以降低围岩变形及支护结构受力。 展开更多
关键词 石剪胀及软化 广义SMP强度准则 中间主应力 围岩—支护结构相互作用 参数敏感性分析
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深部软岩巷道围岩与锚喷U型钢支护结构相互作用研究 被引量:7
3
作者 孟庆彬 宋子鸣 +4 位作者 刘滨 黄炳香 浦海 王从凯 辛学奎 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期23-36,共14页
收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程... 收敛-约束法(特性曲线法)是将理论解析、现场实测、工程经验相结合的一种地下工程结构设计方法,是目前分析围岩-支护相互作用关系及开展支护优化设计的常用方法。基于收敛-约束法的基本原理,总结给出了经典的支护特征与支护结构变形方程,理论计算获得了喷射混凝土、锚杆(索)、U型钢支架等支护结构的支护特征曲线,分析了支护结构的几何尺寸(直径、长度)、间排距、材料强度等参数对支护压力的影响特征;随着喷射混凝土厚度及强度等级的增加,喷射混凝土提供的支护刚度和支护压力逐渐增大;随着锚杆(索)直径、长度、杆体材料强度的增加及间排距的减小,锚杆的支护压力显著增加;U型钢支架的排距越小及材料强度越大,其提供的支护压力越大。采用FLAC^(3D)内嵌的莫尔库伦应变软化本构模型,建立了考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的深部软岩巷道数值分析模型,计算获得了不同应力状态下巷道纵剖面变形曲线、围岩特征曲线,分析了锚喷、锚杆(索)喷、锚喷U型钢等3种联合支护技术对深部巷道围岩大变形控制的适用性,验证了锚喷U型钢联合支护技术应用于深部巷道支护工程的可行性。考虑岩石峰后应变软化与扩容特性的应变软化本构模型和经典的莫尔库伦本构模型的数值模拟结果相差较大,采用莫尔库伦本构模型的数值模拟结果保守,支护结构提供的支护压力无法满足深部巷道稳定性控制要求,支护后巷道围岩变形较大甚至会发生冒顶、片帮等安全事故。 展开更多
关键词 深部巷道 收敛-约束法 -支护相互作用 巷道支护
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高应力软岩巷道围岩与支护结构相互作用分析 被引量:51
4
作者 孙闯 张向东 李永靖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2601-2607,2614,共8页
基于Mohr-Coulomb应变软化模型,将收敛-约束法应用于高应力软岩巷道围岩-支护相互作用分析中,构建典型支护结构特征曲线。以FLAC3D数值模拟软件为工具,分析应变软化模型、剪胀角及不同巷道断面类型对围岩-支护相互作用的影响,并对支护... 基于Mohr-Coulomb应变软化模型,将收敛-约束法应用于高应力软岩巷道围岩-支护相互作用分析中,构建典型支护结构特征曲线。以FLAC3D数值模拟软件为工具,分析应变软化模型、剪胀角及不同巷道断面类型对围岩-支护相互作用的影响,并对支护系统稳定性进行评价。研究结果表明:考虑应变软化行为的围岩所需支护压力与Mohr-Coulomb模型计算结果相差较大,剪胀角对围岩应力释放过程及围岩-支护相互作用影响较小,巷道不同断面形式及断面不同位置点围岩所需支护压力有一定差异性;初期支护系统的稳定性是围岩与支护系统最终稳定的关键,采用收敛-约束法评价高应力软岩巷道初期支护系统的稳定性,对高应力软岩巷道的支护结构设计及施工具有一定指导意义。 展开更多
关键词 高应力软 应变软化 收敛-约束法 -支护相互作用
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隧道超挖处充填参数对围岩及支护结构的影响研究
5
作者 蒋坪临 廖秋林 +3 位作者 胡皓 江玉生 武福美 江华 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期315-326,共12页
隧道超挖会对隧道的围岩及支护结构产生不利影响,超挖出现后如何选取合适的支护参数来填充超挖空隙处减少超挖带来的影响具有实际意义。本文依托重庆市郊铁路璧铜线云雾山隧道工程,运用解析法和数值模拟方法研究了超挖隧道无支护状态的... 隧道超挖会对隧道的围岩及支护结构产生不利影响,超挖出现后如何选取合适的支护参数来填充超挖空隙处减少超挖带来的影响具有实际意义。本文依托重庆市郊铁路璧铜线云雾山隧道工程,运用解析法和数值模拟方法研究了超挖隧道无支护状态的围岩应力分布以及超挖空隙处3种不同填充参数方案:全部覆盖混凝土、喷射等厚混凝土空隙注浆、扩大钢拱架增大断面的围岩及支护结构受力和位移分布,并与按设计轮廓线开挖理想无超挖隧道的围岩及支护结构的受力和位移分布进行了对比分析,得出了以下结论:塑性区半径与开挖半径呈线性关系,超挖隧道各处开挖半径不均会导致塑性区的形状不均匀。超挖会导致支护结构的受力增大,支护结构在承受不均匀超挖导致的偏压荷载时敏感。对不同支护参数的超挖隧道模拟结果表示不同支护参数在不同方面各有优势,应该结合实际现场情况,选择合理的填充参数方案。 展开更多
关键词 超挖隧道 超挖处支护参数 填充超挖空隙 支护结构
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郑万高铁隧道大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性研究 被引量:16
6
作者 于丽 蔡闽金 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2018年第8期1316-1323,共8页
为研究郑万高铁大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性,依托郑万高铁隧道现场实测数据,确定台阶法和大型机械化配套全断面法2种工法施工的围岩压力分布特征,并采用数值模拟的方法建立围岩-支护结构有限元模型,分析2... 为研究郑万高铁大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性,依托郑万高铁隧道现场实测数据,确定台阶法和大型机械化配套全断面法2种工法施工的围岩压力分布特征,并采用数值模拟的方法建立围岩-支护结构有限元模型,分析2种工法对围岩压力和结构内力的影响规律。研究结果表明:1)台阶法多次施工扰动易导致支护结构和围岩之间产生空隙而发生脱空,大型机械化配套全断面法施工对围岩扰动次数少,初期支护快速封闭成环,可保证初期支护及围岩之间良好的密贴性;2)在软弱围岩中,采用大型机械化配套全断面法施工比台阶法更有利于改善结构受力,减缓结构内部偏心受压的程度,能有效发挥拱形隧道结构承载力;3)大型机械化配套全断面法在软弱围岩快速施工、控制支护结构变形、保证支护结构受力安全等方面具有综合优势。 展开更多
关键词 郑万高铁隧道 大型机械化配套全断面法 台阶法 -支护结构 现场监测 数值模拟
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热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构耦合力学特性及相互作用机制 被引量:7
7
作者 张玉洁 李晓哲 +1 位作者 姜海波 侍克斌 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期191-201,共11页
在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围... 在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围岩-衬砌相互作用的弹塑性解析解,分析热力作用下隧洞耦合结构温度场和应力场的时空分布特征。结果表明:洞内低温对耦合结构的温度场和应力场影响较大,应实施防寒保温措施,保证在极端天气下,结构沿径向2.7 m内温度不低于0℃;通风前期,温度应力对耦合结构的应力变化起主导作用,21 d后还要考虑衬砌支反力、围岩被动支反力以及围岩外边界约束的共同耦合作用;对流前48 d结构内侧受拉,结构洞腰内侧出现最大拉应力155 kPa, 48 d后结构压应力激增,并且48~60 d内耦合应力增长速率最快。随着温度的降低,-1.95℃为洞顶和洞底的拉应力激增点,洞腰前期拉应力急剧增大,于-3.5℃开始缓慢减小。本次研究揭示了热-力作用下围岩支护结构相互作用的动态全过程,可为寒区隧洞安全施工提供依据。 展开更多
关键词 水工隧洞 -支护结构耦合 热-力作用 力学特性 相互作用机制 数值模拟
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基于D-P准则的盾构隧道围岩与衬砌结构相互作用分析 被引量:28
8
作者 何川 齐春 +1 位作者 封坤 肖明清 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期31-40,共10页
在进行盾构隧道管片衬砌结构载荷计算时,常采用全土柱或压力拱理论计算围岩松动压力,但当盾构隧道面临深埋条件且需计入形变压力时,该方法难以适用.鉴于此,基于Drucker-Prager屈服准则,推导了考虑渗流效应影响下围岩与衬砌结构相互作用... 在进行盾构隧道管片衬砌结构载荷计算时,常采用全土柱或压力拱理论计算围岩松动压力,但当盾构隧道面临深埋条件且需计入形变压力时,该方法难以适用.鉴于此,基于Drucker-Prager屈服准则,推导了考虑渗流效应影响下围岩与衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,给出了围岩弹、塑性区应力与位移、塑性区半径等关键参数与支护阻力间关系的解析式.阐述了上述解析结果在确定衬砌结构载荷中的应用,即建立围岩与衬砌结构静力平衡状态并求二者对应曲线的交点.进一步地,考虑接头引起管片衬砌结构整体刚度降低对围岩与衬砌结构相互作用的影响,引入刚度折减系数,并在衬砌结构围岩压力确定中对施工期流固耦合效应的影响和渗流力对衬砌结构支护特性曲线的影响进行了简化处理.最后,通过算例将解析解与水下盾构隧道载荷实测值和数值计算值进行了比较.结果表明:用解析方法得到的施工期和稳定期的管片衬砌结构围岩压力比现场实测值分别大28%和12%,稳定期围岩压力比数值计算值大5%,可为类似工程的设计施工提供一定的参考价值. 展开更多
关键词 盾构隧道 衬砌结构 相互作用 压力 D-P准则 收敛约束法
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考虑超前支护作用效应的围岩-支护相互作用机制研究 被引量:16
9
作者 王志龙 王明年 +1 位作者 严志伟 刘大刚 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第10期1748-1755,共8页
隧道支护结构参数的合理性设计是隧道建设安全经济性的重要保证,而围岩-支护相互作用机制是隧道支护结构设计的核心问题。基于开挖面空间效应的等效力学模型,引入超前支护对开挖面空间效应的影响,建立超前支护、隧道支护-围岩耦合作用模... 隧道支护结构参数的合理性设计是隧道建设安全经济性的重要保证,而围岩-支护相互作用机制是隧道支护结构设计的核心问题。基于开挖面空间效应的等效力学模型,引入超前支护对开挖面空间效应的影响,建立超前支护、隧道支护-围岩耦合作用模型,得到支护结构与围岩动态相互作用的全过程解析。通过计算实例分析,主要得到如下结论:1)从控制隧道围岩变形角度分析,超前支护、隧道支护均可有效控制隧道围岩变形,说明控制隧道围岩变形不仅要重视隧道支护结构的作用,同时也要考虑超前支护结构的作用;2)当隧道围岩变形量控制到一定程度时,可通过同时调节超前支护参数和隧道支护参数来达到预期的变形控制效果。 展开更多
关键词 隧道工程 超前支护 隧道支护 -支护相互作用 空间效应
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融化作用下多年冻土隧道围岩的弹塑性解及其与支护的相互作用分析 被引量:10
10
作者 夏才初 黄继辉 +1 位作者 卞跃威 唐志成 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1987-1994,共8页
多年冻土隧道修建中,施工活动产生的热量将导致多年冻土围岩中出现一定范围的融化圈,进而影响支护的受力以及隧道洞室的收敛。将围岩分为融化区和未融化区,将融化区围岩视为弹塑性介质,未融化区围岩视为弹性介质,建立并求解融化作用下... 多年冻土隧道修建中,施工活动产生的热量将导致多年冻土围岩中出现一定范围的融化圈,进而影响支护的受力以及隧道洞室的收敛。将围岩分为融化区和未融化区,将融化区围岩视为弹塑性介质,未融化区围岩视为弹性介质,建立并求解融化作用下多年冻土隧道围岩弹塑性模型,对不同的围岩条件及支护工况下多年冻土段隧道施工中围岩与支护的相互作用进行分析。结果表明,该模型表现了融化作用下多年冻土围岩与支护相互作用的特征;在较差围岩中,喷射混凝土支护的强度是控制融化作用下多年冻土围岩稳定以及隧道周边位移量的关键因素。在多年冻土隧道施工中,可采用本模型确定施工中容许的最大围岩融化深度,施工中应采取有效措施避免围岩中出现过大的融化圈。 展开更多
关键词 多年冻土隧道 融化作用 支护相互作用 收敛约束法
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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:49
11
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 -支护相互作用 全过程解析:开挖面空间效应 虚拟支护 弹塑性变形
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波形钢腹板支架结构与围岩的相互作用分析 被引量:3
12
作者 吴丽丽 王云飞 贾丽娜 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期28-36,共9页
为了解决深部地区巷道的支护问题,通过有限元数值模拟分析了单一岩性圆形断面、极软岩层复杂岩性圆形断面、高应力复杂岩层直墙半圆拱断面3种工况下,波形钢腹板金属支架联合支护结构与围岩的相互作用问题。3种岩性工况下,相对仅锚杆(锚... 为了解决深部地区巷道的支护问题,通过有限元数值模拟分析了单一岩性圆形断面、极软岩层复杂岩性圆形断面、高应力复杂岩层直墙半圆拱断面3种工况下,波形钢腹板金属支架联合支护结构与围岩的相互作用问题。3种岩性工况下,相对仅锚杆(锚索)支护的情况,波形钢腹板联合支护对巷道的变形有明显的改善效果。与此同时,还分析了在3种岩性下,考虑支架与围岩相互作用与否时支架的内力图。分析结果表明:不考虑相互作用的情况时支架的内力大于考虑相互作用时的内力,这是由于考虑相互作用后,围岩与支架会共同承担压力,且围岩的应力重分布也会对支架的受力产生一定的影响。 展开更多
关键词 波形钢腹板支架 联合支护 相互作用
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爆炸波作用下地下防护结构与围岩的非线性动力相互作用分析 被引量:5
13
作者 曹志远 曾三平 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期385-390,共6页
针对实际地下工程中普遍存在的材料非线性以及半无限介质域的处理问题,给出了基于时间有关基本解的时域边界元法与非线性动力有限元法的耦合方法,应用该耦合方法计算了一马蹄形截面地下防护结构与围岩受爆炸冲击波作用下非线性相互作用... 针对实际地下工程中普遍存在的材料非线性以及半无限介质域的处理问题,给出了基于时间有关基本解的时域边界元法与非线性动力有限元法的耦合方法,应用该耦合方法计算了一马蹄形截面地下防护结构与围岩受爆炸冲击波作用下非线性相互作用的时间历程,并与线弹性情况进行了比较分析。结果表明:本文的方法具有较高精度,真实地再现了波在弹性层中传播以及反射的全过程。 展开更多
关键词 爆炸力学 耦合法 边界元 有限元 动力相互作用 非线性分析 爆炸波 地下防护结构
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回采巷道内岩体结构与支护体相互作用分析 被引量:7
14
作者 伍永平 柴敬 《阜新矿业学院学报》 1997年第1期55-59,共5页
通过对回采巷道内的岩体结构——“壳”的内力及位移分析,探讨了具有不同特性的巷道支护体与其相互作用的关系,从而提出了控制岩体结构运动,提高巷道稳定性。
关键词 结构 支护 结构控制 回采巷道 相互作用
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高水位隧道堵水限排围岩与支护相互作用分析 被引量:21
15
作者 王秀英 谭忠盛 +1 位作者 王梦恕 张弥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1623-1628,共6页
为了保护环境并尽可能降低衬砌结构所受的水压力,提出高水位山岭隧道应采取"以堵为主,限量排放",即"堵水限排"的防排水设计原则。但对于堵水限排情况下衬砌结构的设计,目前尚没有规范可依,这是目前隧道设计施工亟... 为了保护环境并尽可能降低衬砌结构所受的水压力,提出高水位山岭隧道应采取"以堵为主,限量排放",即"堵水限排"的防排水设计原则。但对于堵水限排情况下衬砌结构的设计,目前尚没有规范可依,这是目前隧道设计施工亟待解决的问题。在隧道力学和渗流力学的基础上进行理论分析,研究渗流应力耦合作用下围岩的力学特性,利用特征曲线法分析了不同排放量下围岩与支护的相互作用,并与数值方法计算结果进行对比。计算结果表明:不同排水量下围岩特性曲线不同,支护阻力也不同,不同排水条件下围岩有效切向应力和有效径向应力的变化很明显,排水对围岩应力以及支护体系受力的影响是不容忽视的。另外,传统隧道设计方法在全排水时完全不考虑水的作用是不安全的。所得结论可为堵水限排衬砌结构设计提供理论依据。 展开更多
关键词 高水位山岭隧道 堵水限排 渗流应力耦合 支护相互作用 特征曲线法
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基于Mohr-Coulomb准则隧道围岩-支护体系协同作用下支护强度分析 被引量:4
16
作者 梁译文 查文华 +2 位作者 许涛 刘造保 刘小虎 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第1期378-385,共8页
确定围岩-支护结构体系动态协同变形关系是地下工程支护需要解决的关键问题之一。运用Mohr-Coulomb准则推导隧道开挖支护后围岩径向变形与支护结构径向变形的协同方程,探讨Ⅳ级围岩塑性半径、围岩位移及支护刚度随支护强度的变化关系;... 确定围岩-支护结构体系动态协同变形关系是地下工程支护需要解决的关键问题之一。运用Mohr-Coulomb准则推导隧道开挖支护后围岩径向变形与支护结构径向变形的协同方程,探讨Ⅳ级围岩塑性半径、围岩位移及支护刚度随支护强度的变化关系;并运用FLAC3D数值模拟验证协同变形方程的合理性和有效性。结果表明,围岩-支护结构体系协同变形方程能很好地反映围岩位移和塑性区半径随支护强度变化的关系,且相互关系是非线性的。支护强度为0.75 MPa时,理论计算拱顶沉降为18.9 mm,数值模拟拱顶沉降为21.6 mm;支护强度为1.5 MPa时,理论计算拱顶沉降为11.2 mm,数值模拟拱顶沉降为11.1 mm,表明围岩-支护结构动态协同变形方程的有效性。针对Ⅳ级围岩在采用超前支护和交叉中隔壁法(cross diaphragm,CRD)施工时,建议支护强度设计为0.75~1.5 MPa,支护刚度设计为59.8~375.0 kN/mm。 展开更多
关键词 MOHR-COULOMB准则 -支护结构体系 支护强度 支护刚度
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地下结构与岩体动力相互作用的一种解析解 被引量:5
17
作者 杨昇田 曹志远 《应用数学和力学》 EI 1983年第6期861-868,共8页
本文根据大量试验和数值分析结果指出:在侧向爆荷下岩洞在厚度为跨度三分之一围岩中具有厚壁受弯构件的力学特征,而在该围岩区外即基本上接近自由场应力状态,并可用厚板理论方程在自由场压力的外载下进行求解.因此,地下结构与围岩动力... 本文根据大量试验和数值分析结果指出:在侧向爆荷下岩洞在厚度为跨度三分之一围岩中具有厚壁受弯构件的力学特征,而在该围岩区外即基本上接近自由场应力状态,并可用厚板理论方程在自由场压力的外载下进行求解.因此,地下结构与围岩动力相互作用,可用分别代表衬砌及介质的基于薄板与厚板理论的受弯构件动力方程宋描述.围岩和衬砌二者之间的相互作用力用接触压力函数q(x,t)加以联系.通过解一组联立方程,给出了计入与弹性半空间相互作用效应的直墙拱顶衬砌时动力分析的解析解,同时列出了函数q(x,t)的解析表达式. 本解析解将有助于从理论上探讨地下结构与介质动力共同作用的一些本质问题. 展开更多
关键词 方程 地下结构 动力相互作用 代入 解析解
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围岩−支护结构时效性共同作用下运营隧道服役特性 被引量:4
18
作者 杜建明 房倩 +1 位作者 程荔琼 王军 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4001-4011,共11页
为探究围岩与支护结构共同作用下运营隧道的服役特性,通过虚拟支护力法实现隧道开挖过程的可视化,考虑围岩时变、支护结构劣化及损伤的同时,构建围岩时变−支护结构性能退化共同作用下的力学分析模型。通过与既有研究成果及三维数值仿真... 为探究围岩与支护结构共同作用下运营隧道的服役特性,通过虚拟支护力法实现隧道开挖过程的可视化,考虑围岩时变、支护结构劣化及损伤的同时,构建围岩时变−支护结构性能退化共同作用下的力学分析模型。通过与既有研究成果及三维数值仿真结果对比分析,验证本文所提力学模型的正确性,然后探究围岩时变、支护结构劣化和损伤、支护结构厚度等参数影响下围岩−支护结构接触面位移及压力、支护结构服役寿命的变化规律。研究结果表明:围岩−支护结构接触面位移与围岩时变系数、支护结构劣化及损伤系数呈正相关,与支护结构厚度呈负相关;接触面压力与围岩时变系数及支护结构厚度呈正相关,与支护结构劣化及损伤系数呈负相关;支护结构寿命与围岩时变系数、支护结构劣化及损伤系数呈负相关,与支护结构厚度呈正相关;在不同条件下,支护结构服役寿命变化幅度与围岩时变系数变化幅度、支护结构劣化系数变化幅度、损伤系数变化幅度、厚度变化幅度的比值分别为1.3,0.278,0.061和0.787。 展开更多
关键词 运营隧道 时变 支护结构 服役性能
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超大跨度隧道围岩作用效应与支护结构设计方法研究 被引量:13
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作者 吕刚 刘建友 +2 位作者 赵勇 王婷 岳岭 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期73-79,共7页
超大跨隧道受结构尺寸较大的影响,围岩的作用效应明显放大,主要包括断面尺寸放大效应、围岩缺陷放大效应、承载圈范围放大效应和施工步骤敏感效应。隧道结构荷载通过圈层传递效应由浅层逐渐向深层传递,各圈层承载力由浅层向深层逐渐增... 超大跨隧道受结构尺寸较大的影响,围岩的作用效应明显放大,主要包括断面尺寸放大效应、围岩缺陷放大效应、承载圈范围放大效应和施工步骤敏感效应。隧道结构荷载通过圈层传递效应由浅层逐渐向深层传递,各圈层承载力由浅层向深层逐渐增大。锚杆、锚索、喷射混凝土等支护结构共同作用提高了加固圈的承载力,并通过圈层传递效应增强了各圈层拱的承载力。通过围岩圈应力分布的图形分析,可以定量确定围岩加固圈、塑性圈和承载圈的范围及其承载力,在此基础上采用迭代试算的方法进行锚杆、锚索等支护结构设计。二次衬砌作为受力储备,当未经防腐处理的锚杆、锚索锈断后,二次衬砌承担锚杆、锚索的抗拔力,通过采用荷载-结构模型进行二次衬砌结构设计。 展开更多
关键词 隧道 超大跨度 承载圈 支护结构 设计方法
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深埋隧道围岩-支护结构稳定性研究 被引量:52
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作者 靳晓光 李晓红 +1 位作者 杨春和 张宪鑫 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1473-1476,共4页
依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征... 依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征。结果表明,在相同的地质条件和支护条件下,台阶法较全断面法没有明显的优势,为深埋公路隧道优化设计和施工提供了科学依据。 展开更多
关键词 深埋隧道 -支护结构(SRSS) 位移 应力 数值模拟
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