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城市小净距隧道运营期渗流场-应力场演变规律及防排水结构优化
1
作者
陈子全
何川
+3 位作者
喻炳鑫
李铮
张航
刘冒佚
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第8期1572-1582,共11页
复杂水文地质环境富水隧道在运营期的结构安全问题及其与地下水环境的互馈机制受到越来越多的重视。为探究城市小净距隧道在运营期的渗流场-应力场演变规律并提出合理的防排水方法,基于重庆市科学城隧道开展了变水头及强降雨条件下的渗...
复杂水文地质环境富水隧道在运营期的结构安全问题及其与地下水环境的互馈机制受到越来越多的重视。为探究城市小净距隧道在运营期的渗流场-应力场演变规律并提出合理的防排水方法,基于重庆市科学城隧道开展了变水头及强降雨条件下的渗流模型试验与数值模拟研究,揭示了衬砌水压力与围岩压力的演变过程,提出了一种基于排水量-结构安全性协同调控的地下水环境保护主动控制技术。研究结果表明:城市小净距隧道左右洞形成的降水漏斗在空间上部分重叠并相互影响,水压力在水平方向呈“W”形分布,随着埋深增大或减小逐渐演变为下凹弧形,其水平方向影响范围超过80 m。注浆圈对水压力与围岩压力的折减效果随着水头高度的增加而减弱,水头高度为30~50 m时注浆圈对总荷载的折减比例约为18.6%~40%。小净距隧道衬砌荷载分布呈现出显著的非对称性。强降雨过程中,衬砌荷载演变可划分为缓慢增长、快速增长、逐渐稳定3个阶段,高水压引发的二次衬砌开裂和突水灾害主要集中在拱腰、拱脚和隧道底部。高水压地段建议增设衬砌底部排水盲管,生态环境敏感区隧道地下水排放需采取主动调控技术,从而保护地下水环境的生态平衡。
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关键词
城市小净距隧道
运营期
渗流场-应力场
衬砌力学性能
防排水结构
主动调控
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职称材料
潮汐影响下的海堤渗流场-应力场耦合分析
被引量:
8
2
作者
李聪磊
黄铭
《人民黄河》
CAS
北大核心
2015年第8期39-42,47,共5页
为掌握潮汐快速变化作用下的海堤渗流规律,结合实测信息,利用ANSYS参数化编程语言对海堤进行渗流场-应力场耦合模拟分析,研究主要参数对海堤两场耦合效果的影响,分析潮位在快速涨落时堤内自由水面的变化特点,揭示海堤渗流量随潮位变化...
为掌握潮汐快速变化作用下的海堤渗流规律,结合实测信息,利用ANSYS参数化编程语言对海堤进行渗流场-应力场耦合模拟分析,研究主要参数对海堤两场耦合效果的影响,分析潮位在快速涨落时堤内自由水面的变化特点,揭示海堤渗流量随潮位变化的规律。结果表明:在考虑海堤渗流场-应力场耦合作用时,渗压、渗流量随潮位的涨落呈周期性变化,且具有一定的滞后性;渗透系数及耦合系数对海堤耦合场模拟效果影响显著;堤内渗流自由水面受潮位的影响,变化相对迟缓。
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关键词
海堤
潮位
渗流场-应力场
耦合
渗压
ANSYS
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职称材料
露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究
被引量:
3
3
作者
张强
巢梨花
《金属矿山》
CAS
北大核心
2010年第10期31-33,175,共4页
运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,...
运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,对整个露天采场区域典型边坡剖面进行了稳定性分析,并给出了安全稳定系数。对有限单元法计算结果与极限平衡法计算结果进行了比较,两者计算出的边坡稳定性系数较为吻合,边坡破坏的剪出口是一致的,破坏曲线也较吻合。
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关键词
高陡岩质边坡
有限元强度折减法
渗流场-应力场
耦合
极限平衡法
安全系数比较
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职称材料
用渗透性随深度变化规律确定大尺度岩体变形模量
被引量:
1
4
作者
蒋小伟
万力
+1 位作者
王旭升
胡晓农
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第6期166-171,共6页
采用渗流场-应力场耦合的观点,用表征渗透性的单位吸水量数据,反求了岩体宏观力学参数——岩体变形模量。裂隙岩体的渗透性大小是裂隙宽度的函数,而岩体不同深度的裂隙宽度由应力大小和变形模量决定,因此可以通过裂隙宽度把渗透性参数...
采用渗流场-应力场耦合的观点,用表征渗透性的单位吸水量数据,反求了岩体宏观力学参数——岩体变形模量。裂隙岩体的渗透性大小是裂隙宽度的函数,而岩体不同深度的裂隙宽度由应力大小和变形模量决定,因此可以通过裂隙宽度把渗透性参数和岩体力学参数结合起来。以小浪底水库左岸砂泥岩裂隙岩体T41地层为实例研究表明,该方法求得的岩体变形模量符合随着应力增大而增加这一规律,也符合风化岩体变形模量相对较小这一规律,并且数量级与收集到的相近岩体的变形模量一致,因此所求结果是可靠的。
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关键词
渗流场-应力场
耦合
岩体
变形模量
小浪底水库
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职称材料
小型土石坝下游坡墙式结构稳定性分析
被引量:
4
5
作者
田林钢
陈晓宇
+1 位作者
张宪雷
李扶政
《中国农村水利水电》
北大核心
2023年第1期194-199,共6页
针对下游坡墙组合结构小型土石坝安全稳定问题,现行规范理论将挡土墙视为坝体结构的一部分评价结构稳定性,具有一定的局限性,且由于获取相对刚性的干砌石挡墙抗剪强度指标难度较大,工程上常选用经验值。为准确评价组合结构的稳定,厘清...
针对下游坡墙组合结构小型土石坝安全稳定问题,现行规范理论将挡土墙视为坝体结构的一部分评价结构稳定性,具有一定的局限性,且由于获取相对刚性的干砌石挡墙抗剪强度指标难度较大,工程上常选用经验值。为准确评价组合结构的稳定,厘清坡墙组合结构失稳的主要影响因素,视坝体和干砌石挡墙为独立结构,采用Geo-Studio有限元软件首先选用Morgenstern-Price法分析了正常运行工况下游坝坡稳定性,然后依据孔隙水压力分布和坝体与挡土墙接触面处x向应力与高程分布曲线,得到接触面上作用荷载进而计算得到了抗滑和抗倾覆稳定安全系数,综合坝坡和挡土墙稳定分析成果,明确了导致坡墙整体结构失稳的主要原因。分析成果表明挡土墙与坝体高度比、下游坝坡坡比是影响组合结构稳定的主要因素,提出了运用边坡和挡土墙稳定系数曲线交汇法评定最优设计参数。
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关键词
稳定性分析
小型土石坝
坡墙组合结构
渗流场-应力场
耦合
计算分析
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职称材料
奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采覆岩破坏特征研究
被引量:
2
6
作者
禇程程
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期569-576,共8页
采用相似模型试验和数值模拟相结合的方式,分析了奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采的覆岩破坏及地表沉陷特征.经验公式计算,相似模型试验和数值模拟的对比分析表明:该特殊地质条件下,不考虑渗流场影响时,垮落带高度为采厚的2.2-4.5 ...
采用相似模型试验和数值模拟相结合的方式,分析了奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采的覆岩破坏及地表沉陷特征.经验公式计算,相似模型试验和数值模拟的对比分析表明:该特殊地质条件下,不考虑渗流场影响时,垮落带高度为采厚的2.2-4.5 倍,导水裂隙带高度为采厚的14.0-19.1 倍;渗流场的存在使导水裂隙带及垮落带高度增加,此时垮采比为4.8,裂采比为20.6.因此,从偏安全的角度考虑,煤层的实际开采过程应考虑渗流场的影响,以渗流场-应力场耦合作用下的导水裂隙带高度作为安全煤(岩) 柱合理留设的依据.
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关键词
推覆体
相似模型试验
数值模拟
覆岩破坏特征
渗流场-应力场
耦合
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职称材料
题名
城市小净距隧道运营期渗流场-应力场演变规律及防排水结构优化
1
作者
陈子全
何川
喻炳鑫
李铮
张航
刘冒佚
机构
西南交通大学交通隧道工程教育部重点试验室
重庆市城市建设投资(集团)有限公司
出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第8期1572-1582,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52378415,52441801)
重庆市技术创新与应用发展重点项目(CSTB2024TIAD-KPX0065)。
文摘
复杂水文地质环境富水隧道在运营期的结构安全问题及其与地下水环境的互馈机制受到越来越多的重视。为探究城市小净距隧道在运营期的渗流场-应力场演变规律并提出合理的防排水方法,基于重庆市科学城隧道开展了变水头及强降雨条件下的渗流模型试验与数值模拟研究,揭示了衬砌水压力与围岩压力的演变过程,提出了一种基于排水量-结构安全性协同调控的地下水环境保护主动控制技术。研究结果表明:城市小净距隧道左右洞形成的降水漏斗在空间上部分重叠并相互影响,水压力在水平方向呈“W”形分布,随着埋深增大或减小逐渐演变为下凹弧形,其水平方向影响范围超过80 m。注浆圈对水压力与围岩压力的折减效果随着水头高度的增加而减弱,水头高度为30~50 m时注浆圈对总荷载的折减比例约为18.6%~40%。小净距隧道衬砌荷载分布呈现出显著的非对称性。强降雨过程中,衬砌荷载演变可划分为缓慢增长、快速增长、逐渐稳定3个阶段,高水压引发的二次衬砌开裂和突水灾害主要集中在拱腰、拱脚和隧道底部。高水压地段建议增设衬砌底部排水盲管,生态环境敏感区隧道地下水排放需采取主动调控技术,从而保护地下水环境的生态平衡。
关键词
城市小净距隧道
运营期
渗流场-应力场
衬砌力学性能
防排水结构
主动调控
Keywords
urban tunnel with small interval
operation period
seepage
-
stress field
mechanical performance of lining
waterproof
-
drainage structure
active control
分类号
TU458 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
潮汐影响下的海堤渗流场-应力场耦合分析
被引量:
8
2
作者
李聪磊
黄铭
机构
合肥工业大学土木与水利工程学院
出处
《人民黄河》
CAS
北大核心
2015年第8期39-42,47,共5页
文摘
为掌握潮汐快速变化作用下的海堤渗流规律,结合实测信息,利用ANSYS参数化编程语言对海堤进行渗流场-应力场耦合模拟分析,研究主要参数对海堤两场耦合效果的影响,分析潮位在快速涨落时堤内自由水面的变化特点,揭示海堤渗流量随潮位变化的规律。结果表明:在考虑海堤渗流场-应力场耦合作用时,渗压、渗流量随潮位的涨落呈周期性变化,且具有一定的滞后性;渗透系数及耦合系数对海堤耦合场模拟效果影响显著;堤内渗流自由水面受潮位的影响,变化相对迟缓。
关键词
海堤
潮位
渗流场-应力场
耦合
渗压
ANSYS
Keywords
seawall
tide level
seepage field
-
stress field coupling
osmotic pressure
ANSYS
分类号
U656.2 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究
被引量:
3
3
作者
张强
巢梨花
机构
中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司
金属矿山安全与健康国家重点实验室
安徽工业大学
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2010年第10期31-33,175,共4页
文摘
运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,对整个露天采场区域典型边坡剖面进行了稳定性分析,并给出了安全稳定系数。对有限单元法计算结果与极限平衡法计算结果进行了比较,两者计算出的边坡稳定性系数较为吻合,边坡破坏的剪出口是一致的,破坏曲线也较吻合。
关键词
高陡岩质边坡
有限元强度折减法
渗流场-应力场
耦合
极限平衡法
安全系数比较
Keywords
High and steep rock slope
Strength reduction of finite element
Coupling of seepage field
-
stress field
Limit equilibrium method
Comparison of safety coefficients
分类号
TD854 [矿业工程—金属矿开采]
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职称材料
题名
用渗透性随深度变化规律确定大尺度岩体变形模量
被引量:
1
4
作者
蒋小伟
万力
王旭升
胡晓农
机构
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
Department of Geological Sciences
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第6期166-171,共6页
基金
国家自然科学基金委员会海外青年学者合作基金资助项目(40528003)
国家自然科学基金委员会和二滩公司共同设立的雅砻江水电开发联合基金资助项目(50639090)
文摘
采用渗流场-应力场耦合的观点,用表征渗透性的单位吸水量数据,反求了岩体宏观力学参数——岩体变形模量。裂隙岩体的渗透性大小是裂隙宽度的函数,而岩体不同深度的裂隙宽度由应力大小和变形模量决定,因此可以通过裂隙宽度把渗透性参数和岩体力学参数结合起来。以小浪底水库左岸砂泥岩裂隙岩体T41地层为实例研究表明,该方法求得的岩体变形模量符合随着应力增大而增加这一规律,也符合风化岩体变形模量相对较小这一规律,并且数量级与收集到的相近岩体的变形模量一致,因此所求结果是可靠的。
关键词
渗流场-应力场
耦合
岩体
变形模量
小浪底水库
Keywords
hydromechanieal coupling
rock mass
deformation modulus
the Xiaolangdi Reservoir
分类号
P642 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
小型土石坝下游坡墙式结构稳定性分析
被引量:
4
5
作者
田林钢
陈晓宇
张宪雷
李扶政
机构
华北水利水电大学水利学院
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2023年第1期194-199,共6页
基金
国家自然科学基金(52009045)
河南省科技攻关项目(212102310539)。
文摘
针对下游坡墙组合结构小型土石坝安全稳定问题,现行规范理论将挡土墙视为坝体结构的一部分评价结构稳定性,具有一定的局限性,且由于获取相对刚性的干砌石挡墙抗剪强度指标难度较大,工程上常选用经验值。为准确评价组合结构的稳定,厘清坡墙组合结构失稳的主要影响因素,视坝体和干砌石挡墙为独立结构,采用Geo-Studio有限元软件首先选用Morgenstern-Price法分析了正常运行工况下游坝坡稳定性,然后依据孔隙水压力分布和坝体与挡土墙接触面处x向应力与高程分布曲线,得到接触面上作用荷载进而计算得到了抗滑和抗倾覆稳定安全系数,综合坝坡和挡土墙稳定分析成果,明确了导致坡墙整体结构失稳的主要原因。分析成果表明挡土墙与坝体高度比、下游坝坡坡比是影响组合结构稳定的主要因素,提出了运用边坡和挡土墙稳定系数曲线交汇法评定最优设计参数。
关键词
稳定性分析
小型土石坝
坡墙组合结构
渗流场-应力场
耦合
计算分析
Keywords
stability analysis
small earth
-
rock dam
slope wall combination structure
seepage field
-
stress field coupling
computational analysis
分类号
TV314 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采覆岩破坏特征研究
被引量:
2
6
作者
禇程程
机构
中国矿业大学资源与地球科学学院
出处
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期569-576,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51174286)资助
文摘
采用相似模型试验和数值模拟相结合的方式,分析了奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采的覆岩破坏及地表沉陷特征.经验公式计算,相似模型试验和数值模拟的对比分析表明:该特殊地质条件下,不考虑渗流场影响时,垮落带高度为采厚的2.2-4.5 倍,导水裂隙带高度为采厚的14.0-19.1 倍;渗流场的存在使导水裂隙带及垮落带高度增加,此时垮采比为4.8,裂采比为20.6.因此,从偏安全的角度考虑,煤层的实际开采过程应考虑渗流场的影响,以渗流场-应力场耦合作用下的导水裂隙带高度作为安全煤(岩) 柱合理留设的依据.
关键词
推覆体
相似模型试验
数值模拟
覆岩破坏特征
渗流场-应力场
耦合
Keywords
Huangqiao area
seismic profiles
structural characteristics
inversion structure
forward modeling
oil and gasexploration
分类号
P642 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
城市小净距隧道运营期渗流场-应力场演变规律及防排水结构优化
陈子全
何川
喻炳鑫
李铮
张航
刘冒佚
《岩土工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
潮汐影响下的海堤渗流场-应力场耦合分析
李聪磊
黄铭
《人民黄河》
CAS
北大核心
2015
8
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职称材料
3
露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究
张强
巢梨花
《金属矿山》
CAS
北大核心
2010
3
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职称材料
4
用渗透性随深度变化规律确定大尺度岩体变形模量
蒋小伟
万力
王旭升
胡晓农
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
1
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职称材料
5
小型土石坝下游坡墙式结构稳定性分析
田林钢
陈晓宇
张宪雷
李扶政
《中国农村水利水电》
北大核心
2023
4
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职称材料
6
奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采覆岩破坏特征研究
禇程程
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
2
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职称材料
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