基于应力路径的隧洞开挖扰动区空间演化机制研究 被引量：1

1

作者 陈金鹏 徐磊 +3 位作者 查新元 戴博伦 严鑫鹏 夏超杰 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期12-18,共7页

揭示隧洞开挖扰动区的空间演化机制对于隧洞施工安全防控与支护方案优化具有重要意义.本文立足于隧洞开挖空间效应,依托某深埋引水隧洞工程中岩体结构较完整的砂板岩洞段,通过精细模拟隧洞开挖施工过程,深入分析了隧洞开挖扰动区空间演... 揭示隧洞开挖扰动区的空间演化机制对于隧洞施工安全防控与支护方案优化具有重要意义.本文立足于隧洞开挖空间效应,依托某深埋引水隧洞工程中岩体结构较完整的砂板岩洞段,通过精细模拟隧洞开挖施工过程,深入分析了隧洞开挖扰动区空间演化过程中的应力调整路径、变形发展过程和塑性区扩展历程及其内蕴联系,系统揭示了隧洞开挖扰动区的空间演化机制.依托工程实例特定岩体力学参数,隧洞开挖扰动区分布于洞周深约4.6倍洞径围岩内,其空间演化主要发生于剖面后方约80%洞径和前方约1.7倍洞径范围内的岩体开挖过程中;应力场调整不仅体现在大小上,也体现在方向上,且在不同阶段呈现出有差异的调整规律,深度越小,调整幅度越大;开挖扰动区变形发展和塑性屈服破坏肇因于应力场调整,塑性区形成扩展是推动应力场调整向深部发展的重要致因,亦直接影响着开挖扰动区变形分布特征和变形量. 展开更多

关键词 水工隧洞 开挖扰动 空间演化 应力路径 数值分析

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考虑开挖扰动效应的敞开式TBM隧道围岩失稳分析模型

2

作者 王树英 杨泽斌 郑响凑 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第11期2007-2017,共11页

针对隧道穿越断层破碎带易发生围岩失稳的问题,基于突变理论提出考虑开挖扰动效应的敞开式TBM隧道围岩失稳分析模型。首先,通过建立简化的力学模型,引入采用Weibull分布函数描述的岩体本构模型,构建基于掘进参数的TBM开挖扰动参数拟合公... 针对隧道穿越断层破碎带易发生围岩失稳的问题,基于突变理论提出考虑开挖扰动效应的敞开式TBM隧道围岩失稳分析模型。首先,通过建立简化的力学模型,引入采用Weibull分布函数描述的岩体本构模型,构建基于掘进参数的TBM开挖扰动参数拟合公式,并综合考虑地下水弱化效应对岩体本构模型进行修正;其次,结合构建的简化力学模型与修正岩体本构模型,建立基于尖点突变理论的断层破碎带TBM隧道围岩失稳分析模型,进一步推导围岩失稳判据的量化评价参数;最后,以某TBM隧道工程为依托,检验失稳判据的可靠性及准确性。分析结果表明:围岩的稳定性受其抗剪能力影响显著,同时受开挖扰动和地下水的影响较为明显;随着扰动参数和地下水压力的增大,围岩失稳风险增大。注浆加固手段可有效提高围岩的稳定性,理论上可提高围岩剪切模量至加固前的1.2~1.8倍,围岩失稳临界扰动参数从0.06增加到0.38~0.95,失稳临界水压力提高了21.9%~101.2%。现场采用化学注浆措施后,浆液能有效地充填岩体裂隙并显著增强围岩的抗剪能力,提高断层破碎带隧道围岩稳定性。 展开更多

关键词 失稳判据 突变理论 隧道围岩 扰动参数 敞开式TBM 开挖扰动效应

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基于微震监测的矿山开挖扰动岩体稳定性评价 被引量：19

3

作者 郑超 杨天鸿 +3 位作者 于庆磊 张鹏海 刘洪磊 张省军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A02期280-286,共7页

基于已有的微震监测资料,借助有限元数值模拟手段,分析深部矿山开挖条件下围岩裂隙损伤演化机制,同时探寻微震监测数据与应力场变量之间对应关系。研究结果表明:微震监测系统可以有效的识别围岩微破裂孕育机制并圈定岩体潜在失稳区域;... 基于已有的微震监测资料,借助有限元数值模拟手段,分析深部矿山开挖条件下围岩裂隙损伤演化机制,同时探寻微震监测数据与应力场变量之间对应关系。研究结果表明:微震监测系统可以有效的识别围岩微破裂孕育机制并圈定岩体潜在失稳区域;结合数值模拟与微震监测结果发现3363号矿房围岩出现潜在失稳主要是由于矿房上覆岩层内部存在高水压含水层,在高水压力和开采扰动作用下,含水层与采空区之间形成条形的应力集中带,诱发微破裂的萌生、扩展和贯通,最终产生潜在失稳区;微震监测数据(累积事件数、累积能量、累积应力降)与应力场变量存在很好的对应关系,根据微震监测数据的时空分布规律可以对高应力区域的转移进行描述,并验证定量分析不同区域的应力状态的可能。研究结果为揭示复杂地质条件下深部矿山开挖岩体失稳机制及微震活动规律提供依据,指导矿山现场短期或者长期开采工艺的选择。 展开更多

关键词 开挖扰动 应力状态 微震监测 数值模型 震源参数

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高应力硬岩开挖扰动的能量耗散规律 被引量：13

4

作者 曹文卓 李夕兵 +2 位作者 周子龙 叶海旺 吴浩 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2759-2767,共9页

基于离散元PFC 2D软件建立的深部岩体模型,根据巷道围岩的可释放应变能、岩石耗散能以及岩石颗粒总动能的能量,描述深部硬岩的能量耗散和释放规律,揭示深部能量演化机制。研究结果表明:所建立岩体离散元模型及微观参数能有效反映深部开... 基于离散元PFC 2D软件建立的深部岩体模型,根据巷道围岩的可释放应变能、岩石耗散能以及岩石颗粒总动能的能量,描述深部硬岩的能量耗散和释放规律,揭示深部能量演化机制。研究结果表明:所建立岩体离散元模型及微观参数能有效反映深部开挖应变能释放规律;当侧压系数λ=2.1时,高地应力作用下巷道围岩的破裂形式以集中于巷道顶底板位置的拉伸破裂为主,破裂区域随采深增加而增加,破裂面积以圆形断面最小;开挖卸载后的能量演化是一个动态调整的过程,巷道附近围岩的应变能积累较动能释放有约2.5 ms的滞后;开挖后岩体后续应变能的积累量远大于巷道围岩总释放动能与总耗散能之和,约为两者之和的10倍,这也是开挖扰动容易引起围岩破裂的重要原因之一;岩体的总耗散能主要用于岩体颗粒间裂纹的萌生、扩展及贯通,裂纹总数和岩体总耗散能表现出极好的线性相关关系。 展开更多

关键词 开挖扰动 高应力卸荷 能量耗散 PFC 2D软件

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考虑自愈合效应的泥岩巷道开挖扰动区渗透性反演分析 被引量：5

5

作者 贾善坡 龚俊 +2 位作者 高敏 罗金泽 于洪丹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1444-1454,共11页

泥岩自愈合特性是核废料库选址评价及储库安全稳定性分析的一项重要研究内容。以某泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内和现场试验的基础上,采用指数模型建立了巷道围岩渗透性分布模型和裂隙渗透性自愈合模型;结合巷道围岩孔隙水压力... 泥岩自愈合特性是核废料库选址评价及储库安全稳定性分析的一项重要研究内容。以某泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内和现场试验的基础上,采用指数模型建立了巷道围岩渗透性分布模型和裂隙渗透性自愈合模型;结合巷道围岩孔隙水压力的多年观测资料,通过建立能够反映实际施工过程的水-力耦合计算模型,采用精确罚函数法以及Nelder-Mead算法相结合的有限元优化反分析程序,对巷道围岩渗透性参数进行反演研究。结果表明:反演所得的围岩渗透系数量级与试验值量级均为10-12m/s,反演孔隙水压力值与实测值比较接近;围岩垂向渗透系数的扰动程度和范围明显大于水平向渗透系数,垂向渗透系数提高了2个数量级,扰动范围约为25 m,渗透性恢复到初始水平时间约需5 a。 展开更多

关键词 泥岩 开挖扰动区 自愈合 渗透性演化 反演

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复杂地下洞室围岩开挖扰动空间效应参数化研究 被引量：11

6

作者 刘会波 肖明 陈俊涛 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期47-54,共8页

复杂地下洞室围岩开挖扰动区的形成和发展具有明显的空间效应。岩体开挖扰动损伤总体上表现为岩体变形模量的劣化。考虑到基于厚壁圆筒弹性力学分析的弹性模量压力和半径相关模型的应用局限性,提出开挖扰动区岩体变形模量的半径-位移相... 复杂地下洞室围岩开挖扰动区的形成和发展具有明显的空间效应。岩体开挖扰动损伤总体上表现为岩体变形模量的劣化。考虑到基于厚壁圆筒弹性力学分析的弹性模量压力和半径相关模型的应用局限性,提出开挖扰动区岩体变形模量的半径-位移相关模型,并对模型的多洞室适用性和参数敏感性进行了分析。该模型实质上是一个参数场模型,通过变形模量劣化参数场分布量化揭示开挖扰动的空间效应。以瀑布沟水电站大型地下厂房洞室群工程为例,基于位移监测信息,应用半径-位移相关模型对主厂房围岩开挖扰动的空间效应及围岩稳定性进行了参数化分析。围岩变形模量劣化参数场沿厂房轴线具有明显的空间不均匀性,沿深度方向呈现指数函数分布特征。结果表明:该模型为开挖扰动区岩体变形模量参数的确定提供了合理的数值计算方法;通过岩体变形模量半径-位移相关模型参数化分析开挖扰动的空间效应,对于地下洞室施工期快速监测反馈和围岩安全稳定性评判以及支护优化设计具有显著的工程适用性。 展开更多

关键词 地下洞室 开挖扰动区 空间效应 变形模量 劣化参数场

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考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性研究 被引量：8

7

作者 李兆平 张弥 王连俊 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2000年第5期13-17,共5页

在传统的边坡安全性分析中 ,人们都不考虑开挖扰动和基质吸力的影响。笔者通过试验 ,研究了开挖扰动对土体工程性质的影响 ,并且建立了考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性分析模型 ,还给出了计算实例。研究结果表明 ,开挖扰动... 在传统的边坡安全性分析中 ,人们都不考虑开挖扰动和基质吸力的影响。笔者通过试验 ,研究了开挖扰动对土体工程性质的影响 ,并且建立了考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性分析模型 ,还给出了计算实例。研究结果表明 ,开挖扰动和基质吸力对边坡安全系数有较大的影响。 展开更多

关键词 开挖扰动 基质吸力 边坡安全性 土体工程 边坡安全系数

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开挖扰动对露天矿边坡稳定性影响分析 被引量：5

8

作者 刘飞 胡斌 +1 位作者 宋丹 饶晨曦 《金属矿山》 CAS 北大核心 2013年第12期111-114,共4页

对西藏某露天矿边坡的稳定性进行深入研究,在综合分析工程地质条件的基础上,运用FLAC3D软件对开挖扰动作用下岩质边坡的位移场和应力场的变化规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:采用分步开挖能真实模拟开挖扰动对边坡稳定性的影响;... 对西藏某露天矿边坡的稳定性进行深入研究,在综合分析工程地质条件的基础上,运用FLAC3D软件对开挖扰动作用下岩质边坡的位移场和应力场的变化规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:采用分步开挖能真实模拟开挖扰动对边坡稳定性的影响;在开挖扰动作用下,岩体的卸荷量和回弹变形量随开挖深度的增大而增加,水平位移量最大值位于坡面岩体的中下部;在坡面及坡肩附近岩体形成拉应力区,坡脚处剪应力显著增高;随着开挖的进行,位移场和应力场还分别表现出"位移陡升"和"应力跌落"的现象。 展开更多

关键词 边坡稳定 数值模拟 开挖扰动 FLAC^3D

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长河坝水电站高边坡开挖扰动及支护效应研究 被引量：4

9

作者 张正虎 邓建辉 +2 位作者 魏进兵 裴建良 胡金山 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第9期120-123,126,共5页

通过对开挖、支护等施工过程的详尽数值模拟,深入分析了长河坝水电站左坝肩边坡的开挖扰动特征及支护效应,得出该岩石高边坡岩体变形、应力及塑性屈服区的开挖扰动及支护效应,并和监测成果相对比,进一步验证所得结论的合理性。采用分步... 通过对开挖、支护等施工过程的详尽数值模拟,深入分析了长河坝水电站左坝肩边坡的开挖扰动特征及支护效应,得出该岩石高边坡岩体变形、应力及塑性屈服区的开挖扰动及支护效应,并和监测成果相对比,进一步验证所得结论的合理性。采用分步开挖并逐级锚固支护的方案对边坡的加固作用明显。锚固支护除了可以约束岩体的变形,还可以降低边坡岩体的卸荷强度。对类似的西南岩质高边坡开挖支护提出了若干建议。 展开更多

关键词 岩石高边坡 开挖扰动 支护效应 数值模拟 监测成果 长河坝水电站

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开挖扰动及非达西渗流对隧道涌水的影响分析 被引量：13

10

作者 傅鹤林 安鹏涛 +1 位作者 伍毅敏 成国文 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第7期80-85,共6页

研究目的:隧道开挖扰动对渗透系数的改变及扰动区的非达西渗流是影响隧道涌水预测精度的重要因素,为提高涌水预测精度,构建含扰动区的隧道涌水简化计算模型,基于地下水力学理论、非达西定律及线性叠加原理推导涌水量及结构外水压力计算... 研究目的:隧道开挖扰动对渗透系数的改变及扰动区的非达西渗流是影响隧道涌水预测精度的重要因素,为提高涌水预测精度,构建含扰动区的隧道涌水简化计算模型,基于地下水力学理论、非达西定律及线性叠加原理推导涌水量及结构外水压力计算表达式,并进行退化分析,后对特征参数进行敏感性研究,最后通过与现场实测数据对比检验构建模型的合理性及公式推导的正确性。研究结论:(1)扰动区厚度及渗透系数的增加,减弱了围岩的阻水能力,导致隧道涌水量增加,提高施工技术水平,降低扰动程度与扰动范围可减弱扰动区围岩渗透系数的变异性,对隧道运营期阻水有积极作用;(2)适当提高注浆圈的抗渗性能可有效降低隧道涌水量,但随注浆圈抗渗性能的增加,对隧道涌水量降低的作用逐渐趋于平缓;(3)考虑扰动区对围岩渗透系数的改变及非达西渗流影响时,涌水量预测误差可由8.9%降低为4.2%;(4)本研究成果可为考虑开挖扰动对隧道涌水影响的研究提供理论指导。 展开更多

关键词 开挖扰动 非达西定律 反映法 涌水量预测

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开挖扰动下矿柱损伤破裂失稳细观机制研究 被引量：8

11

作者 谢学斌 谢和荣 +2 位作者 田听雨 熊胡晨 李建坤 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期30-36,共7页

为揭示开挖扰动下矿柱损伤破裂失稳的细观机制,以盘龙铅锌矿采场间柱破裂为原型,运用PFC^(2D)对其破坏机理进行反演分析,建立基于声发射累计数的尖点突变失稳判别模型。研究结果表明:采空区上方形成压力拱,拱内岩体自重转移到附近围岩... 为揭示开挖扰动下矿柱损伤破裂失稳的细观机制,以盘龙铅锌矿采场间柱破裂为原型,运用PFC^(2D)对其破坏机理进行反演分析,建立基于声发射累计数的尖点突变失稳判别模型。研究结果表明:采空区上方形成压力拱,拱内岩体自重转移到附近围岩和矿柱,产生应力集中;矿柱受压逐渐产生损伤,其损伤破裂失稳演化过程分为3个阶段:弹性阶段、屈服阶段、失效阶段;矿柱内部以拉裂纹为主,细观破坏形式主要为拉伸破坏,宏观表现为剪切滑移破坏。经验证,基于声发射累计数的尖点突变模型能够有效判别矿柱失稳状态。 展开更多

关键词 开挖扰动 矿柱 矿柱失稳 裂纹扩展 PFC2D 尖点突变模型

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开挖扰动导致黄土边坡产生剥落病害的机理分析 被引量：12

12

作者 郭利平 叶万军 +1 位作者 方鹏 朱富俊 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期462-465,470,共5页

通过对黄土边坡开挖扰动引起的力学性状改变的分析,探讨应力在节理黄土中的分布特征。考虑弹性波衰减,结合黄土土体的抗拉特性,建立了基于开挖扰动引起黄土边坡剥落破坏的分析模型。应用结果和实例吻合较好。研究结果具有重要的理论意... 通过对黄土边坡开挖扰动引起的力学性状改变的分析,探讨应力在节理黄土中的分布特征。考虑弹性波衰减,结合黄土土体的抗拉特性,建立了基于开挖扰动引起黄土边坡剥落破坏的分析模型。应用结果和实例吻合较好。研究结果具有重要的理论意义和实用价值,为黄土边坡剥落的研究提供理论基础。 展开更多

关键词 黄土地区 黄土边坡 开挖扰动

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双线盾构隧道开挖诱发的地层沉降模型研究

13

作者 史盛 朱建才 +1 位作者 祝凤金 徐日庆 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1108-1120,共13页

双线盾构隧道开挖将导致地层原有的应力平衡状态受到扰动,诱发隧道顶部的地层产生沉降,对地表建筑和隧道附近的地下管线等工程产生重要的影响。为了建立双线盾构隧道施工引起的地层沉降模型,本文首先根据国内外文献分析了双线隧道盾构... 双线盾构隧道开挖将导致地层原有的应力平衡状态受到扰动,诱发隧道顶部的地层产生沉降,对地表建筑和隧道附近的地下管线等工程产生重要的影响。为了建立双线盾构隧道施工引起的地层沉降模型,本文首先根据国内外文献分析了双线隧道盾构掘进过程中诱发的地表及地下不同深度处的地层沉降规律,发现后行线隧道开挖引起的地层沉降受先行线的开挖影响较大,后行线诱发的沉降曲线最大值大于先行线,且偏离隧道轴线,偏向先行线一侧;然后基于随机介质理论,通过引入波的传播模型描述隧道上部地层的沉降机理,根据Fourier变换推导了均质地层中单个隧道开挖诱发的地层沉降模型,基于双线隧道诱发的地层沉降特性定义了双线隧道开挖过程中的扰动影响因子,建立了双线隧道的地层沉降模型;最后采用实际工程监测数据对模型的合理性进行了验证,发现当先行线对后行线的影响较大时,地层总沉降曲线表现为单峰“V”型,而且最大沉降值偏向先行线一侧,当距隧道顶部较远时,先行线开挖对后行线的影响减小,总的沉降曲线表现为双峰值“W”型。本文提出的模型参数较少而且易于确定,不但能够对双线隧道开挖引起的地表沉降进行预测,也能对隧道顶部不同深度处的地层沉降传播规律进行描述。 展开更多

关键词 双线盾构隧道 沉降模型 地表沉降 地下沉降 开挖扰动

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软土浅埋暗挖隧道开挖面扰动特性及稳定性分析 被引量：16

14

作者 吉小明 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期56-60,共5页

分析了浅埋暗挖地铁软土隧道开挖后围岩扰动带应力、变形特性、表征方法。利用特征曲线法分析了地层预加固机理。以国内常用的管棚预加固技术为例,提出了利用混合物理论中体积分数概念来分析加固效果的方法,并给出了应用实例。实例计算... 分析了浅埋暗挖地铁软土隧道开挖后围岩扰动带应力、变形特性、表征方法。利用特征曲线法分析了地层预加固机理。以国内常用的管棚预加固技术为例,提出了利用混合物理论中体积分数概念来分析加固效果的方法,并给出了应用实例。实例计算分析结果表明:采用管棚预加固技术加固隧道拱部可降低地表沉降,但对降低开挖面挤出效应效果有限。 展开更多

关键词 开挖面稳定性 开挖扰动带 管棚加固法 有限元分析

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岛礁的隧洞开发初探及珊瑚砂层地表预注浆后开挖特性研究 被引量：1

15

作者 魏强 陈旭光 +2 位作者 李鹏 刘茜茜 王阳 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期151-162,共12页

由于岛礁空间有限,且陆域吹填受制于海洋地质条件,因此亟需探求拓展岛礁空间的新方案。本文针对岛礁空间不足的现状,提出了建设岛礁隧洞的方案,并基于岛礁工程环境的特殊性,提出了珊瑚砂软弱地层的地表预注浆加固方法,并研发了控压式预... 由于岛礁空间有限,且陆域吹填受制于海洋地质条件,因此亟需探求拓展岛礁空间的新方案。本文针对岛礁空间不足的现状,提出了建设岛礁隧洞的方案,并基于岛礁工程环境的特殊性,提出了珊瑚砂软弱地层的地表预注浆加固方法,并研发了控压式预注浆试验系统,开展了珊瑚砂软弱地层结构的地表预注浆扩散试验,得到了浆液运移扩散特性;通过优选注浆参数,开展了饱和条件下珊瑚砂层隧洞预注浆加固与未注浆的开挖力学模型试验,分析了围岩应力、地表沉降、涌水量的响应特征。研究结果表明:在珊瑚砂软弱地层中,浆液运移扩散距离同浆液水灰比和注浆压强均有正相关性,渗透系数在水灰比为2.0时突然增大;渗流条件下,隧洞1倍洞径处的围压受到开挖扰动的影响而增大;通过对比预注浆段和未注浆段试验结果,隧洞掘进过程中地表沉降值缩减了92.68%,涌水速率下降为0.3 mL/min。试验结论验证了岛礁环境中开挖隧洞的可行性,对于岛礁隧洞的预加固工程有一定的参考作用。 展开更多

关键词 岛礁隧洞 预注浆 钙质珊瑚砂 浆液扩散模型 开挖扰动

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深部开采中的强扰动特性探讨 被引量：33

16

作者 彭瑞东 薛东杰 +1 位作者 孙华飞 周宏伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1359-1368,共10页

深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深... 深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深部开采中的应力变化路径,给出了不同深度类型下原岩应力状态以及扰动应力状态的分布区域,揭示了深部开采中应力变化更加复杂的必然性,并初步给出了考虑赋存深度、开采工艺、岩体重度、残余应力以及采动速度影响的岩体卸荷速率计算公式。根据深部开采中的动力扰动类型和波动传播规律,分析指出了深部岩体中的流体压力传播特征,揭示了深部动力扰动时间延长和扰动范围扩大的特点。然后基于扰动状态概念(DSC)对扰动影响水平进行了分析。通过对深部岩体能量蓄积、能量耗散以及释放规律的分析,定义了基于能量特征的扰动函数,可以籍此构建基于DSC的深部岩体统一本构模型,并定量描述深部岩体扰动的大小。最后定性描述了深部岩体开采中开挖扰动区的分布特点以及相应的应力应变状态,将其划分为原岩弹性区、开挖损伤区(EDZ)以及开挖破碎区,其中开挖损伤区又可分为峰前损伤区、塑性流变区、外部损伤区。并初步给出了开挖损伤区大小的计算公式,讨论了各项参数的意义及影响因素。研究表明,深部岩体的高应力状态以及复杂的多场多相耦合环境使其在更大范围内受到扰动的影响,EDZ的范围将显著增大,并表现出复杂的时空演化特征。利用扰动状态概念(DSC)建立的扰动函数,以及基于能量分析建立的开挖损伤区(EDZ)大小计算公式,可以定量刻画深部扰动的程度,分别反映了深部扰动激励增大和扰动影响增大的特点。 展开更多

关键词 岩石 深部开采 扰动 能量 损伤 开挖扰动区

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隧道开挖问题中的流固耦合模型及数值模拟 被引量：27

17

作者 吉小明 王宇会 阳志元 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期379-384,共6页

隧道工程中的地下水问题是富水地层中普遍存在的重要问题,地下水流动对隧道围岩稳定性有重要影响。给出了描述隧道开挖过程中力学与水力特征及表征方法,根据岩体的基本结构特征及代表性单元体(REV)是否存在提出了流固耦合模型的建立方法... 隧道工程中的地下水问题是富水地层中普遍存在的重要问题,地下水流动对隧道围岩稳定性有重要影响。给出了描述隧道开挖过程中力学与水力特征及表征方法,根据岩体的基本结构特征及代表性单元体(REV)是否存在提出了流固耦合模型的建立方法;提出了隧道水力耦合数值分析中的耦合计算模型的建立方法;利用数值法研究了隧道开挖渗流与应力耦合问题,得到变形和渗流场的变化规律。结果表明,隧道开挖引起的渗流影响边界大于力学影响边界,由于渗流引起的渗流力增加了围岩的应力、位移,从围岩-支护结构共同作用原理考虑,进行隧道支护结构设计时是应该考虑渗流效应的。 展开更多

关键词 隧道开挖 地质环境 开挖扰动带 水力耦合数值模拟

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隧道洞口段边坡开挖稳定性及加固设计 被引量：3

18

作者 宋洋 张向东 +1 位作者 于国旺 祝百茹 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第7期923-926,共4页

依托庙岭隧道实际工程,基于Hoek-Brown准则并通过数值模拟重点分析隧道开挖对洞口段边坡的扰动影响,获得了边坡滑移的危险区域及锚固影响范围,对锚固设计方案进行了优化.研究结果表明：隧道开挖之前坡体应力变化场比较均匀,主要是水平... 依托庙岭隧道实际工程,基于Hoek-Brown准则并通过数值模拟重点分析隧道开挖对洞口段边坡的扰动影响,获得了边坡滑移的危险区域及锚固影响范围,对锚固设计方案进行了优化.研究结果表明：隧道开挖之前坡体应力变化场比较均匀,主要是水平向的位移为主,位移主要集中在断层破碎带周围,在边坡上亦有一定范围的潜在滑移面,尤其是在断层破碎带的影响下,可能产生较大地表沉降及沿坡体向下滑移趋势;锚固支护方案较好的减小了边坡的变形量,边坡在隧道开挖过程中存在一定范围的开挖扰动区域与锚固影响区域,开挖扰动区域大约在开挖面周围50 m内,锚固影响范围一般在15~45 m;在高应力范围的基岩中,可以适当调整锚杆作用方向来加固土体、优化设计. 展开更多

关键词 边坡工程 HOEK-BROWN准则 开挖扰动效应 稳定性 加固设计

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基坑开挖对下卧地铁隧道影响的解析计算方法 被引量：44

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作者 刘建文 施成华 +3 位作者 雷明锋 彭立敏 曹成勇 林越翔 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2215-2225,共11页

为利用城市有限的土地资源,在密集的地铁邻近区域进行新建工程施工不可避免。以深圳市桂庙路改造工程为背景,考虑基坑开挖扰动导致抵抗下卧盾构隧道隆起的土体地基参数沿隧道纵向不均匀分布,将盾构隧道简化为Vlazov地基中的Timoshenko梁... 为利用城市有限的土地资源,在密集的地铁邻近区域进行新建工程施工不可避免。以深圳市桂庙路改造工程为背景,考虑基坑开挖扰动导致抵抗下卧盾构隧道隆起的土体地基参数沿隧道纵向不均匀分布,将盾构隧道简化为Vlazov地基中的Timoshenko梁,对作用在下卧盾构隧道上的基坑开挖卸荷作用采用Mindlin解计算,建立基坑开挖引起既有下卧盾构隧道隆起变形量的理论计算模型,并与既有研究成果和现场实测结果进行对比验证;基于建立的模型对深圳市桂庙路新建基坑施工参数进行优化设计。研究结果表明:所建立的模型能够准确、有效地评估基坑开挖对下卧盾构隧道的影响;建议将原施工方案的3个台阶开挖高度分别调整为4,4和6 m,台阶步长调整为11 m。 展开更多

关键词 基坑开挖 开挖扰动 TIMOSHENKO梁 Vlazov地基 施工参数优化

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复杂环境下基于CPTU的深基坑土压力模型与工程应用 被引量：3

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作者 刘松玉 赖丰文 +3 位作者 蔡国军 李洪江 鲁泰山 张超哲 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1563-1572,共10页

土压力计算是深基坑围护结构设计的重要组成部分,但现有土压力模型难以合理地考虑开挖扰动诱发土体工程性质演化影响。孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)能够有效避免取样扰动,并快速提供连续的原位土测试参数(锥尖阻力、... 土压力计算是深基坑围护结构设计的重要组成部分,但现有土压力模型难以合理地考虑开挖扰动诱发土体工程性质演化影响。孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)能够有效避免取样扰动,并快速提供连续的原位土测试参数(锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力)。基于CPTU原位测试和位移相关土压力模型,结合库仑土压力框架,综合考虑开挖诱发土体工程性质演化、邻近地下结构(受限空间)、土拱效应、地基土强度参数和土-结构界面摩擦角等影响因素,构建了复杂环境下深基坑土压力统一计算模型(主动状态至被动状态)。分别通过与室内1g模型试验和离心机试验结果对比,验证了所构建模型的准确性与合理性。进一步将所构建模型应用至太湖冲湖积相软土地区某邻近地铁车站的深基坑工程。现场分别在基坑开挖前后对围护结构的两侧(基坑内外)开展了CPTU原位测试,并监测得到了围护结构侧向变形与土压力变化。原位测试解译结果表明,基坑开挖显著地改变了周边土体状态参数,但对于有效内摩擦角的影响甚微。与现场所测土压力对比指出,基于CPTU的土压力模型能够较好地反映复杂环境下基坑土压力变化,成功实现了工程应用。 展开更多

关键词 孔压静力触探(CPTU) 原位土力学 开挖扰动 受限空间 位移相关土压力

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