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桥梁桩基下伏充填溶洞顶板安全厚度计算
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作者 王成成 张莎莎 +1 位作者 杨晓华 李吉富 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期177-186,共10页
当山区桥梁桩基存在下伏溶洞时,桩基应当与溶洞保持一定的安全厚度,以保证桩基和桥梁的稳定性。结合理论分析与数值试验对桩基下伏溶洞顶板安全厚度进行计算,将溶洞顶板分别简化为固支梁、简支梁和悬臂梁,基于结构力学理论推导出不同模... 当山区桥梁桩基存在下伏溶洞时,桩基应当与溶洞保持一定的安全厚度,以保证桩基和桥梁的稳定性。结合理论分析与数值试验对桩基下伏溶洞顶板安全厚度进行计算,将溶洞顶板分别简化为固支梁、简支梁和悬臂梁,基于结构力学理论推导出不同模型的充填溶洞顶板安全厚度计算公式;采用FLAC3D软件与正交试验设计方法,分析了围岩水平、溶洞跨度、高跨比、桩径、嵌岩深度对顶板安全厚度的影响规律及其显著性,建立了桥梁桩基下伏溶洞顶板最小安全厚度预测模型。结果表明:桩基下伏溶洞顶板安全厚度与围岩水平、溶洞跨度成正比,与高跨比成反比,随着嵌岩深度的增大呈现先增加后减小的趋势,随桩径的变化影响并不明显;整体影响程度从大到小依次为溶洞跨度、嵌岩深度、围岩水平、桩径、高跨比,各因子权重分别为0.679、0.140、0.044、0.018、0.011;工程实例检验结果表明,采用理论分析预测安全厚度与数值分析结果基本吻合,基于力学模型预测的安全厚度较为保守,两个工程实例的数值模拟预测安全厚度相比力学模型预测结果分别降低1.47 m与0.59 m,且数值分析方法在应用于不同地质情况时切实可行,具有一定的准确性和代表性。 展开更多
关键词 下伏溶洞 安全厚度 桥梁桩基 正交试验 多元回归分析
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基于塑性上限定理的承压水地层基坑底板抗突涌安全厚度研究
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作者 王洪涛 宣兆腾 +2 位作者 孔令辉 殷允腾 卢昭 《土木工程学报》 北大核心 2025年第7期77-86,109,共11页
文章针对承压水地层基坑开挖施工易产生突涌灾害问题,考虑基坑围护结构影响,构造提出一种由剪切区与被动区组成的底板突涌破坏机制。同时,假设基坑周边土体满足非线性Mohr-Coulomb破坏准则,并基于塑性上限定理,推导出基坑底板抗突涌临... 文章针对承压水地层基坑开挖施工易产生突涌灾害问题,考虑基坑围护结构影响,构造提出一种由剪切区与被动区组成的底板突涌破坏机制。同时,假设基坑周边土体满足非线性Mohr-Coulomb破坏准则,并基于塑性上限定理,推导出基坑底板抗突涌临界安全隔水层厚度的理论计算公式与土体破裂面函数表达式。在此基础上,与现有文献方法、室内试验、数值模拟及工程实例结果进行对比分析,验证本文方法的合理性,分析得到不同基坑设计参数、土体强度参数、承压水压力对底板临界安全厚度的影响规律。研究表明:基坑底板所需临界安全厚度随土体剪胀系数、黏聚力、重度、被动区厚度增加而减小,而随开挖宽度、承压水压力及非线性系数增加而增加。研究工作可为承压水地层基坑支护设计与突涌灾害防治提供一定理论参考。 展开更多
关键词 上限定理 承压水 基坑 临界安全厚度 非线性Mohr-Coulomb破坏准则
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隧道穿越断层破碎带突水机制及岩墙最小安全厚度研究
3
作者 袁东 肖坤 《地质力学学报》 北大核心 2025年第1期80-90,共11页
隧道穿越富水断层破碎带时,掌子面前方的隔水岩体在高渗压作用下容易发生水力劈裂破坏,诱发围岩塌方突水等灾害。基于翼裂纹模型,文章从断裂力学角度分析了岩体含水裂纹扩展及岩桥贯通破坏机理,并且重点考虑了隧道开挖扰动导致岩体损伤... 隧道穿越富水断层破碎带时,掌子面前方的隔水岩体在高渗压作用下容易发生水力劈裂破坏,诱发围岩塌方突水等灾害。基于翼裂纹模型,文章从断裂力学角度分析了岩体含水裂纹扩展及岩桥贯通破坏机理,并且重点考虑了隧道开挖扰动导致岩体损伤弱化,提出了临近断层隔水岩体的最小抗劈裂厚度计算方法。通过对不同影响因素的敏感性分析,发现岩体抗劈裂厚度随隧道断面尺寸、断层水压力、开挖扰动因子的增大而增大,随隧道竖向应力和岩体强度的增大而减小;同时开挖扰动损伤对于岩体抗劈裂厚度的计算结果影响最为显著。最后,以临近雅拉河断裂的川西某隧道为例,考虑实际工程扰动和断层水压力因素,计算了现场施工风险防控岩盘厚度,进一步为类似工程提供理论借鉴。 展开更多
关键词 断层破碎带 突涌灾害 最小安全厚度 翼裂纹模型 岩体力学 隧道工程
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基于离散-连续耦合的岩溶隧道防突岩体安全厚度预测 被引量:3
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作者 晏启祥 刘琛尧 +3 位作者 孙润方 王绪 谢文清 陈耀 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期90-100,共11页
为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏... 为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏模式并提出裂缝发育规律;然后,基于对防突岩体最小安全厚度造成影响的各因素,针对溶洞位于隧道上方、下方及侧方3种情况分别建立防突岩体最小安全厚度预测计算式;最后,依托德庆隧道工程进行验证。结果表明:防突岩体破坏模式主要有弯折破坏、整体剪切破坏和复合破坏3种,可基于裂隙发展速度将其破坏过程分为初始阶段、快速发育阶段、平缓发育阶段3个阶段;各因素按影响显著程度由大到小依次为溶腔内水压、围岩黏结参数、溶腔跨度、溶腔高跨比和隧道埋深;计算得到德庆隧道3处施工段的防突岩体最小安全厚度分别为2.964,5.263和0.961 m,突涌水评估结果准确。防突岩体最小安全厚度预测计算式可用于预测并评估岩溶隧道突涌水风险。 展开更多
关键词 岩溶隧道 离散-连续耦合模型 防突岩体 破坏模式 安全厚度
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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:3
5
作者 方林 龚晟 +1 位作者 王桂林 余浩 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期76-83,共8页
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... 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。 展开更多
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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侧部承压溶洞与深埋隧道间隔水岩体安全厚度研究 被引量:3
6
作者 乔栋磊 李文杰 +1 位作者 安艳军 梁斌 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第5期162-170,共9页
为保证深埋隧道安全通过侧部高压富水溶洞区段,在隧道突水发生机制分析与隔水岩体最小安全厚度划分的基础上,结合突变理论、鲁宾涅特方程及相关工程经验对隧道边墙岩体安全厚度进行研究,导出最小安全厚度计算公式,建立突水判据,分析相... 为保证深埋隧道安全通过侧部高压富水溶洞区段,在隧道突水发生机制分析与隔水岩体最小安全厚度划分的基础上,结合突变理论、鲁宾涅特方程及相关工程经验对隧道边墙岩体安全厚度进行研究,导出最小安全厚度计算公式,建立突水判据,分析相关影响因素对隧道边墙隔水岩体最小安全厚度的影响规律。结果表明:隔水岩体最小安全厚度H_(min)与围岩力学参数弹性模量E、内摩擦角φ呈正相关,与溶洞水压力q_(w)、岩梁跨度L及隧道埋深h呈负相关;各因素对H_(min)影响程度由大到小依次为h、φ、E、L与q_(w),其中h与φ影响程度相近,E在超过3 GPa的情况下H_(min)变化趋于平缓,E的影响程度与L相近;结合有限元模拟结果和工程实例分析,验证了H_(min)理论计算公式及突水判据的准确性与可行性,对相关工程建设具有指导意义。 展开更多
关键词 深埋岩溶隧道 富水溶洞 最小安全厚度 突变理论 突水判据
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竖井地面预注浆帷幕安全厚度研究及其在隧道通风井中应用——以天山胜利隧道4号通风竖井为例 被引量:3
7
作者 毛锦波 赵红刚 +3 位作者 韩强 姬中奎 张斌斌 李亚隆 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第2期266-273,共8页
针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作... 针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作用下的注浆帷幕体力学分析模型。然后,基于弹塑性力学理论,分析有效注浆帷幕体的径向位移;同时,通过预测竖井开挖爆破后围岩粉碎区范围,确定注浆帷幕体的无效厚度。最后,运用厚壁圆筒理论,结合有效注浆帷幕体在弹塑性交界面处的位移协调条件,确定注浆帷幕体的有效厚度,并验算注浆帷幕体强度及稳定性。将上述理论应用到天山胜利隧道4号通风竖井,确定其注浆帷幕体安全厚度为6.5 m。现场监测结果表明,该厚度满足工程要求,堵水效果良好。 展开更多
关键词 天山胜利隧道 通风竖井 地面预注浆 注浆帷幕 安全厚度
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胶结充填体拱效应作用下的水平矿柱回采安全厚度研究 被引量:2
8
作者 蒋江晨 叶永飞 柳小胜 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期39-43,共5页
通过建立三维胶结充填体拱应力模型,得到胶结充填体竖向荷载计算公式,并根据四边固支顶板模型和岩体极限抗拉强度准则,得到了水平矿柱回采安全厚度确定方法。在某铅锌矿612采场水平矿柱回采的运用实践表明,解析模型计算的胶结充填体竖... 通过建立三维胶结充填体拱应力模型,得到胶结充填体竖向荷载计算公式,并根据四边固支顶板模型和岩体极限抗拉强度准则,得到了水平矿柱回采安全厚度确定方法。在某铅锌矿612采场水平矿柱回采的运用实践表明,解析模型计算的胶结充填体竖向应力与数值模拟结果基本吻合,数值模拟中顶板未出现塑性区,验证了计算确定的保留顶板厚度满足安全生产需求;回采过程监测结果表明,监测点附近的最大累计位移低于极限位移,保留顶板趋于稳定,确定的水平矿柱回采安全厚度具有足够的可靠性。 展开更多
关键词 胶结充填体 拱效应 水平矿柱 薄板理论 回采 安全厚度
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岩溶及采空区桥梁桩基桩端岩层安全厚度研究 被引量:105
9
作者 赵明华 曹文贵 +1 位作者 何鹏祥 杨明辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期64-68,共5页
通过对桩端岩层变形特性及破坏机理的深入分析,针对岩溶及采空区桥梁桩基桩端持力岩层安全厚度的确定进行了较全面的探讨,提出了一系列经济合理、安全可靠、且便于工程应用的计算公式,并对公式的使用范围、注意事项、影响因素以及其合... 通过对桩端岩层变形特性及破坏机理的深入分析,针对岩溶及采空区桥梁桩基桩端持力岩层安全厚度的确定进行了较全面的探讨,提出了一系列经济合理、安全可靠、且便于工程应用的计算公式,并对公式的使用范围、注意事项、影响因素以及其合理安全系数的选取等进行了讨论。 展开更多
关键词 岩溶 破坏机理 桩基础 安全厚度
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钻爆施工条件下岩溶隧道掌子面突水机制及最小安全厚度研究 被引量:46
10
作者 李术才 袁永才 +3 位作者 李利平 叶志华 张乾青 雷霆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期313-320,共8页
岩体裂纹的水力劈裂破坏是岩溶隧道突水灾害发生的主要影响因素之一。从断裂力学角度分析了在钻爆施工条件下爆炸应力波对含水裂纹岩体扩展的影响,结果表明爆炸应力波通过增大孔隙水压力影响裂纹扩展模式;通过建立的岩体含水裂纹扩展计... 岩体裂纹的水力劈裂破坏是岩溶隧道突水灾害发生的主要影响因素之一。从断裂力学角度分析了在钻爆施工条件下爆炸应力波对含水裂纹岩体扩展的影响,结果表明爆炸应力波通过增大孔隙水压力影响裂纹扩展模式;通过建立的岩体含水裂纹扩展计算模型,推导了在爆炸应力波作用下裂纹发生压剪扩展破坏时的临界水压力Pc,并被实例所验证。基于理论分析、数值试验及工程实例,得出了岩体含水裂纹压剪扩展破坏突水存在滞后效应,施工人员可利用这一特点,在发生突水灾害前,及时停工并迅速撤离,保证人员与机械设备的安全。最后,通过对岩溶隧道掌子面与高压含水体之间裂隙岩体的防突最小安全厚度的研究,提出"两带"理论,推导了合理反映爆破开挖扰动与水压作用下裂纹岩体最小安全厚度计算公式,并为工程实例所验证,其结果可为高风险岩溶地区隧道突水预测及防治提供理论依据。 展开更多
关键词 钻爆施工 裂纹扩展 突水滞后 最小安全厚度 应力波
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基于SVM的溶洞顶板安全厚度智能预测模型 被引量:36
11
作者 王勇 乔春生 +1 位作者 孙彩红 刘开云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1000-1004,共5页
以某岩溶隧道为背景,采用二维弹塑性有限元方法对隧道开挖进行数值模拟计算,分析了隧道底部溶洞顶板安全厚度的影响因素,用支持向量机方法得出了能综合体现各影响因素的溶洞顶板安全厚度预测模型,并和多元线性回归得到的预测模型进行对... 以某岩溶隧道为背景,采用二维弹塑性有限元方法对隧道开挖进行数值模拟计算,分析了隧道底部溶洞顶板安全厚度的影响因素,用支持向量机方法得出了能综合体现各影响因素的溶洞顶板安全厚度预测模型,并和多元线性回归得到的预测模型进行对比。计算结果表明,支持向量机预测模型较之多元线性回归模型,不但具有方便快捷的优点,而且具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 岩溶隧道 有限元 安全厚度 支持向量机 预测模型
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岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度的研究 被引量:99
12
作者 赵明华 蒋冲 曹文贵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1618-1622,共5页
根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,建立了符合其工程特点的岩溶区嵌岩桩的固支梁力学模型,基于突变理论导出了岩溶区嵌岩桩的能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度确定的尖点突变模型。根据岩溶区嵌岩... 根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,建立了符合其工程特点的岩溶区嵌岩桩的固支梁力学模型,基于突变理论导出了岩溶区嵌岩桩的能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度确定的尖点突变模型。根据岩溶区嵌岩桩下伏溶洞顶板失稳破坏条件,提出了岩溶区嵌岩桩承载力及其下伏溶洞顶板安全厚度的确定方法。工程实例分析表明该方法能满足工程要求,具有一定的理论与工程实用价值。 展开更多
关键词 岩溶 突变理论 嵌岩桩 尖点突变模型 承载力 安全厚度
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岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究 被引量:55
13
作者 赵明华 雷勇 张锐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期524-530,共7页
针对岩溶区桩基冲切破坏模式研究的不足,结合混凝土平板受力特性,运用极限分析原理确立了符合工程实际的岩溶区桩端溶洞顶板冲切破坏机制。引进格里菲斯非线性岩石强度准则,基于功能原理导出了桩端岩层抗冲切破坏的极限荷载,然后通过变... 针对岩溶区桩基冲切破坏模式研究的不足,结合混凝土平板受力特性,运用极限分析原理确立了符合工程实际的岩溶区桩端溶洞顶板冲切破坏机制。引进格里菲斯非线性岩石强度准则,基于功能原理导出了桩端岩层抗冲切破坏的极限荷载,然后通过变分原理求得了冲切破坏体的母线方程,最后通过微分获得了岩层抗冲切安全厚度计算公式。参数分析表明:冲切破坏模式主要取决岩石抗压与抗拉强度之比n,n值越小,冲切破坏体底部直径d1越小;反之,冲切破坏体底部直径d1越大。一般情况下,d1/d的值在2.0~4.0之间。岩石抗压与抗拉强度的比n也是抗冲切安全厚度确定的主要影响因素,随n值的提高,安全厚度应适当增大。对于石灰岩地区,安全厚度一般取2~3倍桩径较为合理。工程算例对比分析表明,理论计算与实测结果吻合较好,其结果对岩溶区桩基设计有一定参考价值。 展开更多
关键词 桩基 岩溶 极限分析 功能方程 破坏模式 安全厚度
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基于条分法原理的充填型岩溶蓄水构造突水突泥最小安全厚度 被引量:20
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作者 李术才 林鹏 +5 位作者 许振浩 李利平 郭明 孙超群 王旌 宋曙光 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1989-1994,2002,共7页
首次将条分法引入到充填型岩溶蓄水构造突水、突泥研究当中,基于边坡稳定性分析的条分法原理,对隧道-岩溶充填物-岩溶管道系统进行了抽象概化,建立了充填型岩溶蓄水构造充填物条分解析计算模型。假设充填物在滑动面上各处均达到极限平... 首次将条分法引入到充填型岩溶蓄水构造突水、突泥研究当中,基于边坡稳定性分析的条分法原理,对隧道-岩溶充填物-岩溶管道系统进行了抽象概化,建立了充填型岩溶蓄水构造充填物条分解析计算模型。假设充填物在滑动面上各处均达到极限平衡状态,且在滑动面上的破坏服从Mohr-Coulomb破坏准则,通过力的平衡条件推导了充填型岩溶蓄水构造突水突泥的最小安全厚度计算公式,形成了一种求解充填型岩溶蓄水构造突水、突泥最小安全厚度的工程实用解析方法。该方法为岩溶隧道突水、突泥计算提供了一种新思路,计算结果与数值计算吻合性较好且符合实际工程情况,具有一定的理论研究与工程应用价值。 展开更多
关键词 条分法 充填型 岩溶 蓄水构造 突水、突泥 最小安全厚度
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考虑基桩嵌岩段侧阻的岩溶区顶板安全厚度计算 被引量:19
15
作者 赵明华 朱志仁 +2 位作者 黄明华 杨超炜 徐卓君 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4201-4209,共9页
为考虑岩溶区基桩嵌岩段侧阻力的影响,提出了一组确定岩溶区桩端顶板安全厚度的计算方法。考虑顶板的整体承载效应,结合弹性力学及第一强度理论,得到了顶板抗弯安全厚度计算式;考虑嵌岩段桩侧摩阻力对桩顶荷载的分担作用,结合格里菲斯... 为考虑岩溶区基桩嵌岩段侧阻力的影响,提出了一组确定岩溶区桩端顶板安全厚度的计算方法。考虑顶板的整体承载效应,结合弹性力学及第一强度理论,得到了顶板抗弯安全厚度计算式;考虑嵌岩段桩侧摩阻力对桩顶荷载的分担作用,结合格里菲斯判据及摩尔判据,获得了顶板抗冲切和剪切的安全厚度计算公式,进而运用ABAQUS建立了岩溶顶板与基桩整体分析计算模型,有限元计算结果与理论计算值吻合良好。结合工程实例重点分析了顶板厚跨比对抗弯安全厚度的影响,顶板岩层厚度对抗冲切、剪切安全厚度的影响以及嵌岩段侧摩阻力系数?对顶板安全厚度计算的影响。 展开更多
关键词 岩溶 桩基础 溶洞顶板 最小安全厚度
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公路路基岩溶顶板安全厚度确定的数值流形方法研究 被引量:73
16
作者 曹文贵 程晔 赵明华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期621-625,共5页
利用数值流形方法具有两套分析网格即数学覆盖网格和物理覆盖网格,因而处理开挖模拟问题具有灵活性的特点,重点解决了数值流形分析的开挖模拟分析方法问题;然后引入强度折减技术,结合数值流形方法提出了公路路基岩溶顶板稳定性的评价方... 利用数值流形方法具有两套分析网格即数学覆盖网格和物理覆盖网格,因而处理开挖模拟问题具有灵活性的特点,重点解决了数值流形分析的开挖模拟分析方法问题;然后引入强度折减技术,结合数值流形方法提出了公路路基岩溶顶板稳定性的评价方法。在此基础上,引进枚举优化分析法,通过分析岩溶顶板稳定性与岩溶埋深和溶洞几何形态等因素的关系,建立了公路路基岩溶顶板安全厚度确定的新方法;最后利用本文研究方法确定了某实际工程的岩溶顶板最小安全厚度,实践证明效果良好。 展开更多
关键词 数值流形方法 岩溶 顶板安全厚度 开挖模拟 强度折减技术
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水平应力与裂隙密度对顶板安全厚度的影响 被引量:25
17
作者 江学良 曹平 +1 位作者 杨慧 林杭 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期211-216,共6页
将地下空区顶板视为梁模型,采用结构稳定理论,建立水平应力与地下空区顶板安全厚度之间的关系;以裂隙张量为基础,将岩体中的裂隙看作初始损伤,对含随机分布裂隙的顶板岩体进行分析,推求裂隙岩体的等效变形模量和等效泊松比,从而建立地... 将地下空区顶板视为梁模型,采用结构稳定理论,建立水平应力与地下空区顶板安全厚度之间的关系;以裂隙张量为基础,将岩体中的裂隙看作初始损伤,对含随机分布裂隙的顶板岩体进行分析,推求裂隙岩体的等效变形模量和等效泊松比,从而建立地下空区顶板厚度与岩体裂隙密度之间的关系,并探讨水平应力与岩体裂隙密度对地下空区顶板厚度的影响。研究结果表明:地下空区顶板厚度与水平应力及岩体裂隙密度具有较大的相关性,最小安全厚度随着水平应力的增大而增大,当水平应力由0MPa增加到15MPa时,对安全厚度的影响较大;当水平应力大于15MPa时,随着水平应力的增大,安全厚度的增加幅度较小;最小安全厚度随着岩体裂隙密度的增大而增大,安全厚度与裂隙密度近似呈直线关系。 展开更多
关键词 地下空区 顶板安全厚度 水平应力 岩体裂隙密度
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动荷载作用下采空区顶板安全厚度确定方法及其工程应用 被引量:35
18
作者 王树仁 贾会会 武崇福 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1263-1268,共6页
基于Reissner厚板理论,考虑施工机械的动荷载作用,概化了采空区顶板力学模型,推导了在集中简谐动荷载作用下采空区顶板的挠度方程和内力表达式,揭示了动荷载作用下采空区顶板应力和挠度随顶板厚跨比、动荷载振动频率变化的规律。以顶板... 基于Reissner厚板理论,考虑施工机械的动荷载作用,概化了采空区顶板力学模型,推导了在集中简谐动荷载作用下采空区顶板的挠度方程和内力表达式,揭示了动荷载作用下采空区顶板应力和挠度随顶板厚跨比、动荷载振动频率变化的规律。以顶板岩层抗拉强度为控制条件,推导了采空区顶板安全厚度计算公式,并结合实际工程,进行了验证分析。 展开更多
关键词 动荷载 采空区 顶板 安全厚度 厚板理论
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桩端荷载与地震耦合作用下溶洞顶板的破坏特征及安全厚度计算 被引量:15
19
作者 黄明 付俊杰 +1 位作者 陈福全 江松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3154-3162,共9页
桩基支撑于溶洞顶板的情况时有发生,研究地震作用下桩端溶洞顶板的稳定性具有重要意义。根据相似定理和分离相似设计方法,基于振动台模型试验对顶板厚度及溶洞直径变化下桩端顶板的动力响应特征进行了研究。结果表明,桩端溶洞顶板在地... 桩基支撑于溶洞顶板的情况时有发生,研究地震作用下桩端溶洞顶板的稳定性具有重要意义。根据相似定理和分离相似设计方法,基于振动台模型试验对顶板厚度及溶洞直径变化下桩端顶板的动力响应特征进行了研究。结果表明,桩端溶洞顶板在地震作用下的破坏模式与顶板厚度及溶洞尺寸大小密切相关,一定顶板厚度情况下溶洞尺寸较小时(洞径l≤2d,d为桩径)表现为剪切破坏,而洞径较大时(如l≥4d)为显著的冲剪破坏,洞径越大,冲切块体积所占比例越大;基于振动台试验得到的岩溶顶板破坏模式,结合拟静力法构建了可考虑岩体特性、地震烈度及桩径大小影响的最小顶板安全厚度理论计算模型。通过算例分析表明,最小安全厚度相比静力条件下要大,且随地震烈度的增强而增大,相同条件下冲-剪破坏的计算值均大于剪切破坏情况,说明地震环境下溶洞尺寸越大,所需顶板厚度越大。其成果可为实际工程中岩溶顶板安全厚度的计算提供理论基础。 展开更多
关键词 岩溶桩基 地震作用 振动台试验 顶板破坏模式 安全厚度
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基于开采环境再造顶板最小安全厚度研究 被引量:12
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作者 朱和玲 周科平 +1 位作者 肖雄 胡建华 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期13-17,共5页
针对高价值软破矿体的特殊性,设计采用开采环境再造深孔诱导崩矿充填采矿法回采,并着重对顶板最小安全厚度进行研究。首先通过结构力学解析法对顶板沉降量的计算,估算出能维持顶板稳定的厚度取值范围;然后运用FLAC3D软件建立了开采环境... 针对高价值软破矿体的特殊性,设计采用开采环境再造深孔诱导崩矿充填采矿法回采,并着重对顶板最小安全厚度进行研究。首先通过结构力学解析法对顶板沉降量的计算,估算出能维持顶板稳定的厚度取值范围;然后运用FLAC3D软件建立了开采环境再造采场数值模型,并对不同厚度顶板进行模拟计算,揭示了顶板厚度对采场稳定性、应力分布以及顶板沉降量的影响规律,表明了塑性区、应力扰动范围以及沉降量都随着顶板厚度的增加而减小,且减小的幅度趋缓。以顶板沉降量为判据,模拟结果得出顶板厚度为9 m时的最大沉降量为7.67 cm,满足矿山安全要求。同时,兼顾顶板施工工艺、构筑成本和服务年限,得出顶板的最小安全厚度宜取9 m。 展开更多
关键词 复杂难采矿体 开采环境再造 安全厚度 人工顶板 FLAC^3D 数值模拟
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