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基于特征曲线法的围岩-支护系统安全性分析 被引量：6
1
作者 赵昌杰 饶军应 +2 位作者 熊鹏 王亚奇 陈忆 《水利规划与设计》 2022年第11期158-167,共10页
为探明围岩-支护系统的稳定性,文章基于围岩特征曲线(GRC)原理,分析了围岩级别、埋深和洞径对GRC的影响。并依据GRC、支护特征曲线和纵向变形曲线间关系,以围岩稳定安全系数(Q_(1))、支护结构安全系数(Q_(2))和围岩变形控制率(Ψ)为评... 为探明围岩-支护系统的稳定性,文章基于围岩特征曲线(GRC)原理,分析了围岩级别、埋深和洞径对GRC的影响。并依据GRC、支护特征曲线和纵向变形曲线间关系,以围岩稳定安全系数(Q_(1))、支护结构安全系数(Q_(2))和围岩变形控制率(Ψ)为评价指标,结合实际工程给出了最优支护起点。结果表明:①围岩支护力与围岩级别呈正比,埋深对GRC的影响明显,洞径愈大,塑性变形愈大;②Q_(1)、Q_(2)和Ψ对于最优支护起点和支护刚度的选择具有实用性。 展开更多
关键词 围岩-支护系统 围岩特征曲线 支护特征曲线 纵向变形曲线 支护起点
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让压锚杆在大变形隧道支护应用中试验研究 被引量：33
2
作者 张彪 张志强 +1 位作者 汪波 周立 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2047-2055,共9页
锚杆在支护大变形隧道工程时常因变形过大而发生拉断破坏,为推广可延伸性锚杆在大变形隧道中的应用,提出了恒阻挤压滑移让压锚杆,通过挤压并拉伸锚杆杆体来消耗高地应力引起的围岩形变能量,实现让压功能;通过调整挤压套的位置、握裹力,... 锚杆在支护大变形隧道工程时常因变形过大而发生拉断破坏,为推广可延伸性锚杆在大变形隧道中的应用,提出了恒阻挤压滑移让压锚杆,通过挤压并拉伸锚杆杆体来消耗高地应力引起的围岩形变能量,实现让压功能;通过调整挤压套的位置、握裹力,可以依据具体大变形隧道工程的围岩特性,调节让压锚杆的让压荷载、最大让压量。通过室内试验,证明了恒阻挤压滑移让压锚杆让压装置可靠性,获得了恒阻挤压滑移让压锚杆力学特性。以兰渝线毛羽山隧道为应用工程,试验结果表明:让压锚杆在大变形隧道工程中可以保证可靠的让压效果;在软弱不良大变形隧道工程中,宜采用注浆等手段以保证让压锚杆的有效支护性能;让压锚杆可以有效控制围岩变形,保证大变形隧道中围岩的收敛效果。 展开更多
关键词 让压锚杆 大变形隧道 支护特征曲线 现场试验
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基于Duncan–Fama收敛曲线的隧道结构安全系数计算 被引量：4
3
作者 刘少峰 苏永华 李帅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1307-1315,共9页
首先基于Duncan–Fama收敛函数及锚杆、喷射混凝土与金属网等支护单元特征函数,建立圆形巷道围岩收敛–约束关系曲线,同时建议非圆形断面巷道转化为圆形断面的适用方法,并剖析收敛–约束曲线所涵盖的围岩与支护体系间的动态发展关系。... 首先基于Duncan–Fama收敛函数及锚杆、喷射混凝土与金属网等支护单元特征函数,建立圆形巷道围岩收敛–约束关系曲线,同时建议非圆形断面巷道转化为圆形断面的适用方法,并剖析收敛–约束曲线所涵盖的围岩与支护体系间的动态发展关系。然后引入隧道洞壁径向位移沿隧道径向的开挖间隔的变化规律曲线,与收敛–约束曲线相结合从而共同形成岩体的开挖、支护与信息反馈的动态发展关联过程。最后,建议了隧道围岩稳定安全系数计算表达式,探讨了相关支护时机确定方法,并分析隧道开挖后其支护起始位置对围岩约束力的影响。基于上述成果,探讨了现有的根据岩体分级类比的地下结构支护设计方法不能定量评价其安全程度的缺陷。通过两个工程实例,详细说明所构建方法的操作和运行过程,并初步验证了其有效性。 展开更多
关键词 Mohr–Coulomb准则 收敛曲线 支护结构特征曲线 收敛–约束原理 稳定性系数
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基于收敛-约束法的广西某隧道围岩支护时机研究
4
作者 周小生 陈嘉臻 +1 位作者 李宇峰 潘宇 《西部交通科技》 2023年第7期174-177,共4页
隧道开挖后支护时机的选择对隧道的安全建设具有重要影响。文章以广西天峨县境内岗岭隧道为研究案例,采用基于收敛-约束法的隧道支护时机确定方法,通过隧道开挖弹塑性变形解析计算、支护结构的力-变形响应分析及联合支撑结构作用下隧道... 隧道开挖后支护时机的选择对隧道的安全建设具有重要影响。文章以广西天峨县境内岗岭隧道为研究案例,采用基于收敛-约束法的隧道支护时机确定方法,通过隧道开挖弹塑性变形解析计算、支护结构的力-变形响应分析及联合支撑结构作用下隧道的收敛-约束状态分析,将岗岭隧道开挖后拱顶沉降达到3.87 mm时确定为围岩最佳支护时机。研究结果可为我国西部和南部同类型山岭隧道支护时机的选择提供参考。 展开更多
关键词 收敛-约束法 位移释放系数 支护特征曲线 岗岭隧道
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收敛约束法在挤压性围岩隧道中的应用
5
作者 刘志春 柳平洋 +2 位作者 陶正委 孙明磊 郭小龙 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第2期48-55,126,共9页
由于挤压性围岩隧道围岩性质与应力环境的特殊性,其围岩特征曲线与常规隧道有明显差异。为研究挤压性围岩隧道围岩-支护相互作用关系,考虑支护效应修正围岩特征曲线,研究不同变形等级对修正围岩特征曲线的影响规律,优化挤压性围岩双线... 由于挤压性围岩隧道围岩性质与应力环境的特殊性,其围岩特征曲线与常规隧道有明显差异。为研究挤压性围岩隧道围岩-支护相互作用关系,考虑支护效应修正围岩特征曲线,研究不同变形等级对修正围岩特征曲线的影响规律,优化挤压性围岩双线铁路隧道初期支护。研究结果表明,毛洞状态下,受双线隧道断面应力集中影响,拱脚和墙脚为安全控制位置;随着变形等级和侧压力系数增加,支护特征曲线与修正围岩特征曲线不再相交;Ⅰ、Ⅱ级变形采用单层支护可满足安全要求,锚杆只需布置在拱部和边墙位置,Ⅱ级及以上变形锚杆需要全环布置;Ⅳ级变形在采用双层支护的同时,需考虑改善洞室形状、超前加固等措施。 展开更多
关键词 挤压性围岩隧道 变形等级 应力释放法 修正围岩特征曲线 支护特征曲线
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基于收敛–约束原理的地下结构稳定性分析 被引量：29
6
作者 苏永华 刘少峰 +1 位作者 王凯旋 梁斌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2002-2009,共8页
基于Hoek-Brown岩体失效准则,根据开挖空间围岩变形压力与收敛的关系,导出了圆形隧道围岩荷载计算公式,然后利用隧道非规则断面等价圆算法,将其拓展成任意断面隧道围岩荷载确定方法。在分别建立起锚杆、喷射混凝土及钢拱架等支护单元特... 基于Hoek-Brown岩体失效准则,根据开挖空间围岩变形压力与收敛的关系,导出了圆形隧道围岩荷载计算公式,然后利用隧道非规则断面等价圆算法,将其拓展成任意断面隧道围岩荷载确定方法。在分别建立起锚杆、喷射混凝土及钢拱架等支护单元特征函数的基础上,基于并联模型导出了锚喷组合支护结构刚度、抗力计算公式。根据开挖面的空间效应建议了支护特征曲线起点确定方法。利用上述成果,结合收敛–约束原理构建了支护结构稳定性系数计算方法,克服了基于岩体分级类比的地下结构支护设计方法不能定量评价其安全程度的缺陷。通过案例分析,示范了所构建方法的操作和运行过程,并初步验证了其有效性。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 地层特征曲线 支护特征曲线 收敛-约束原理 稳定性系数
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深部高应力软岩巷道注浆时机优化分析 被引量：21
7
作者 孟庆彬 韩立军 +4 位作者 王琦 张建 范加冬 聂军委 文圣勇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2767-2778,共12页
基于支护-围岩共同作用原理分析,揭示朱集西煤矿深部高应力软岩巷道围岩收敛变形与支护强度及围岩自承力的变化关系,获得巷道围岩位移与支护强度的关系曲线。采用FLAC3D内嵌的Fish语言编程,提取巷道围岩塑性区、拉伸破坏区及剪切破坏区... 基于支护-围岩共同作用原理分析,揭示朱集西煤矿深部高应力软岩巷道围岩收敛变形与支护强度及围岩自承力的变化关系,获得巷道围岩位移与支护强度的关系曲线。采用FLAC3D内嵌的Fish语言编程,提取巷道围岩塑性区、拉伸破坏区及剪切破坏区体积数,揭示不同岩性与埋深条件下巷道围岩变形和塑性区扩展随应力释放率的演化规律,再现巷道围岩从局部破坏直至整体失稳破坏的演化过程,提出以应力释放率阈值作为判定注浆时机的指标。研究结果表明:确定当围岩变形量为150 mm时,实现存储于围岩内变形能的充分释放及围岩自承力的最大利用。采用应力释放率阈值60%和围岩变形量150 mm作为判定注浆时机的指标是合理的,两者可相互验证。提出"锚网索喷+注浆+底板锚注"联合支护技术方案,解决了深部高应力软岩巷道支护难题,验证了所确定的注浆时机是合理、可行的。 展开更多
关键词 深部高应力 软岩巷道 注浆时机 应力释放率 围岩.支护特征曲线
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基于收敛约束原理的大断面黄土隧道围岩与初支稳定性分析 被引量：19
8
作者 陈峰宾 张顶立 +1 位作者 扈世民 张素磊 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期28-32,共5页
黄土特殊的工程性质决定了黄土隧道结构的受力复杂性.大断面黄土隧道由于开挖断面大,开挖方法一般采用台阶法或交叉中隔壁法(CRD).因此,沿用传统的观测点布置方法进行测点布置和位移观测,存在一定的困难.收敛约束法应用方便,思路明确.... 黄土特殊的工程性质决定了黄土隧道结构的受力复杂性.大断面黄土隧道由于开挖断面大,开挖方法一般采用台阶法或交叉中隔壁法(CRD).因此,沿用传统的观测点布置方法进行测点布置和位移观测,存在一定的困难.收敛约束法应用方便,思路明确.用收敛约束法对隧道初期支护进行稳定性分析,不仅能正确地反映隧道施工中的各种力学现象和过程,还能弄清楚围岩与支护"相互作用"和"动态作用"的特点.本文基于收敛约束原理,结合现场实测数据,对兰渝高铁某大断面黄土隧道的围岩稳定性和初支的安全性进行评价,为隧道的后续施工,提供参考. 展开更多
关键词 收敛约束法 围岩特征曲线 支护特征曲线 安全评价
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基于均匀化方法的破碎千枚岩隧道稳定性分析 被引量：2
9
作者 席海龙 张凯 +3 位作者 朱滨 胡宏博 吴红刚 周鑫陆 《铁道勘察》 2023年第2期38-43,共6页
隧道穿越高地应力破碎千枚岩段时,容易造成围岩压力和能量的释放,导致隧道支护结构产生大变形破坏。当前的隧道围岩稳定性分析多将围岩与支护结构分开研究,分别求解特征曲线,但是锚杆注浆支护的原理是增强围岩的强度,与围岩成为一个整... 隧道穿越高地应力破碎千枚岩段时,容易造成围岩压力和能量的释放,导致隧道支护结构产生大变形破坏。当前的隧道围岩稳定性分析多将围岩与支护结构分开研究,分别求解特征曲线,但是锚杆注浆支护的原理是增强围岩的强度,与围岩成为一个整体共同承载地应力,不能单独作为支护结构考虑。以兰州-张掖三四线铁路XQ2标段新乌鞘岭隧道为研究背景,通过均匀化方法对锚杆注浆加固下的隧道围岩进行等效化处理,并基于约束-收敛理论计算出等效围岩特征曲线及支护特征曲线。结果表明,原支护结构强度不能有效地控制围岩变形,将隧道稳定性分析结果与现场监测数据进行对比,发现新方法能够很好地反映工程实际情况,为锚注加固作用下的破碎千枚岩隧道稳定性分析提供一种相对简便的定量计算方法。 展开更多
关键词 铁路隧道 千枚岩 均匀化方法 收敛-约束理论 围岩特征曲线 支护特征曲线
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基于收敛约束原理的高铁隧道力学分析 被引量：1
10
作者 王婷 《铁路技术创新》 2013年第5期21-24,共4页
1 概述 隧道工程的核心问题是保证隧道围岩的稳定性,科研人员在隧道围岩稳定性控制方面进行了大量研究,提出了围岩塑性区分布、位移场、应力场、块体稳定性安全系数等一系列指标,作为围岩稳定性的评价标准,取得了较好的研究成果[1-4].... 1 概述 隧道工程的核心问题是保证隧道围岩的稳定性,科研人员在隧道围岩稳定性控制方面进行了大量研究,提出了围岩塑性区分布、位移场、应力场、块体稳定性安全系数等一系列指标,作为围岩稳定性的评价标准,取得了较好的研究成果[1-4].在隧道围岩稳定性分析中,解析方法、数值方法、人工智能方法、经验类比法等得到了大量成功应用[5-8].在隧道工程中,变形量测远比应力量测简单、准确,可作为直观的指标反应隧道稳定性.因而基于隧道围岩变形控制的“收敛-约束”法在隧道工程中得到了大量应用[9-10]. 结合张家口—呼和浩特铁路(张呼铁路)福生庄一号隧道,采用“收敛-约束”法原理,对Ⅳ级围岩条件下大断面高铁隧道的稳定性及初期支护的安全性进行系统评价. 展开更多
关键词 隧道断面 高铁隧道 支护特征曲线 支护特性曲线 钢拱架支护 围岩特性曲线 隧道围岩 喷射混凝土支护 喷射混凝土被复 矿山支护 塑性区半径
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