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地下水抽取对溶洞稳定性影响的流-固全耦合分析
被引量：
1
1
作者
梁文鹏
钱静
王明龙
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第5期2026-2035,共10页
岩溶区抽取地下水导致水位被迫下降将诱发溶洞坍塌及地面沉降等灾害,其实质是流场和力场相互作用的结果。为精确评判溶洞稳定性和沉降风险性,需构建流-固耦模型模拟地下水抽取过程中的流场和力场的时空分布。基于连续介质力学推导给出流...
岩溶区抽取地下水导致水位被迫下降将诱发溶洞坍塌及地面沉降等灾害,其实质是流场和力场相互作用的结果。为精确评判溶洞稳定性和沉降风险性,需构建流-固耦模型模拟地下水抽取过程中的流场和力场的时空分布。基于连续介质力学推导给出流-固全耦合控制方程,结合渗透率关系、应力-应变关系等本构方程给出闭合数学描述,通过经典算例验证模型有效性后分析全耦与传统解耦计算的差异。以深圳市场地工程地质条件为背景,根据勘察参数,计算分析不同抽水速率、洞径、洞形等多个关键因素下孔压、应力和塑性区的时空分布,阐述多物理场作用下岩溶塌陷及地面沉降的力学破坏机制,并基于灰色理论对各影响因素敏感性大小进行分析。结果表明:在重点分析土体渗流时,耦合作用不可忽视;与勘察结果一致,水力压降造成的应力集中是形成地面沉降和溶洞坍塌的主要因素;地面沉降对抽水速率、洞径和洞形更为敏感,溶洞稳定性对抽水速率和洞径更为敏感。研究成果可为岩溶塌陷防治提供参考。
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关键词
抽取地下水
数值模拟
溶洞稳定性
地面沉降
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职称材料
黔张常铁路高山隧道巨型溶洞处理技术研究
被引量：
22
2
作者
刘同江
唐钢
+1 位作者
王军
孙亚飞
《隧道建设（中英文）》
北大核心
2019年第6期972-982,共11页
黔张常铁路高山隧道高位斜穿巨型溶洞,巨型溶洞体量大,整体稳定性较差,洞壁危岩分布较多,危岩向洞内位移,落石危险时有发生。为解决巨型溶洞处理带来的困难,降低安全风险,针对巨型溶洞提出线路绕避、回填处理和桥跨处理3类11个处理方案...
黔张常铁路高山隧道高位斜穿巨型溶洞,巨型溶洞体量大,整体稳定性较差,洞壁危岩分布较多,危岩向洞内位移,落石危险时有发生。为解决巨型溶洞处理带来的困难,降低安全风险,针对巨型溶洞提出线路绕避、回填处理和桥跨处理3类11个处理方案,在综合考虑施工、运营安全及经济性的基础上,选择回填处理方案,并最终确定“回填洞砟+上部注浆加固”的处理方案。施工中形成溶洞分阶段回填、洞壁洞顶锚网喷安全防护、回填体注浆加固、隧道明洞结构保护性施工和回填体工后沉降预处理等一系列关键施工技术。超厚回填体在线沉降监控和施工过程控制结果表明,溶洞处理施工顺利、处治方案技术可靠、成本经济,可为类似工程提供借鉴。
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关键词
铁路隧道
巨型
溶洞
溶洞稳定性
评价
溶洞
处理方案
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职称材料
岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板力学简化计算模型研究
被引量：
1
3
作者
陈记
秦溯
+2 位作者
李云安
任娜娜
鲁贤成
《安全与环境工程》
CAS
北大核心
2018年第6期177-182,190,共7页
溶洞顶板力学简化计算模型是溶洞顶板稳定性分析与评价的基础,对岩溶地区高速公路路桥基稳定性判断具有重要的工程实际意义。根据岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板实际受力特点,视均布荷载及中部集中力为路基与桥基下伏溶洞顶板所受...
溶洞顶板力学简化计算模型是溶洞顶板稳定性分析与评价的基础,对岩溶地区高速公路路桥基稳定性判断具有重要的工程实际意义。根据岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板实际受力特点,视均布荷载及中部集中力为路基与桥基下伏溶洞顶板所受上部压力,将溶洞顶板简化为两种荷载作用下的3类简单梁结构模型,即简支梁模型、两端固定梁模型和悬臂梁模型,并基于材料力学理论引入奇异函数的初参数法,推导出6个溶洞顶板力学简化计算模型的挠曲线方程。以广东韶关丹霞高速公路互通区路桥基下伏溶洞为例,利用推导出的挠曲线方程计算出对应简化计算模型的挠度分布,并与有限元数值模拟结果进行对比分析,结果发现:两端固定梁模型的挠度分布曲线与有限元数值模拟的结果最为接近,实际工程中宜采用两端固定梁模型作为路桥基下伏溶洞顶板稳定性评价的基础。
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关键词
高速公路路桥基
溶洞
顶板
稳定性
力学简化计算模型
挠曲线方程
挠度
数值模拟
两端固定梁模型
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职称材料
题名
地下水抽取对溶洞稳定性影响的流-固全耦合分析
被引量：
1
1
作者
梁文鹏
钱静
王明龙
机构
中国科学院深圳先进技术研究院
深圳市自然资源和不动产评估发展研究中心
深圳市地质环境监测中心
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第5期2026-2035,共10页
基金
深圳市岩溶地区稳定性评价及岩溶塌陷防治对策研究专题(SZCG2021199770)
深圳市城市地质调查服务项目(SZCG2021199767)。
文摘
岩溶区抽取地下水导致水位被迫下降将诱发溶洞坍塌及地面沉降等灾害,其实质是流场和力场相互作用的结果。为精确评判溶洞稳定性和沉降风险性,需构建流-固耦模型模拟地下水抽取过程中的流场和力场的时空分布。基于连续介质力学推导给出流-固全耦合控制方程,结合渗透率关系、应力-应变关系等本构方程给出闭合数学描述,通过经典算例验证模型有效性后分析全耦与传统解耦计算的差异。以深圳市场地工程地质条件为背景,根据勘察参数,计算分析不同抽水速率、洞径、洞形等多个关键因素下孔压、应力和塑性区的时空分布,阐述多物理场作用下岩溶塌陷及地面沉降的力学破坏机制,并基于灰色理论对各影响因素敏感性大小进行分析。结果表明:在重点分析土体渗流时,耦合作用不可忽视;与勘察结果一致,水力压降造成的应力集中是形成地面沉降和溶洞坍塌的主要因素;地面沉降对抽水速率、洞径和洞形更为敏感,溶洞稳定性对抽水速率和洞径更为敏感。研究成果可为岩溶塌陷防治提供参考。
关键词
抽取地下水
数值模拟
溶洞稳定性
地面沉降
Keywords
groundwater extraction
numerical simulation
cavern stability
land subsidence
分类号
TU753 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
黔张常铁路高山隧道巨型溶洞处理技术研究
被引量：
22
2
作者
刘同江
唐钢
王军
孙亚飞
机构
中铁十四局集团有限公司
黔张常铁路有限责任公司
山东建筑大学土木工程学院
中铁十四局集团建筑工程有限公司
出处
《隧道建设（中英文）》
北大核心
2019年第6期972-982,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51704176)
文摘
黔张常铁路高山隧道高位斜穿巨型溶洞,巨型溶洞体量大,整体稳定性较差,洞壁危岩分布较多,危岩向洞内位移,落石危险时有发生。为解决巨型溶洞处理带来的困难,降低安全风险,针对巨型溶洞提出线路绕避、回填处理和桥跨处理3类11个处理方案,在综合考虑施工、运营安全及经济性的基础上,选择回填处理方案,并最终确定“回填洞砟+上部注浆加固”的处理方案。施工中形成溶洞分阶段回填、洞壁洞顶锚网喷安全防护、回填体注浆加固、隧道明洞结构保护性施工和回填体工后沉降预处理等一系列关键施工技术。超厚回填体在线沉降监控和施工过程控制结果表明,溶洞处理施工顺利、处治方案技术可靠、成本经济,可为类似工程提供借鉴。
关键词
铁路隧道
巨型
溶洞
溶洞稳定性
评价
溶洞
处理方案
Keywords
railway tunnel
giant cave
stability evaluation of karst cave
karst cave treatment scheme
分类号
U455.49 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
在线阅读
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职称材料
题名
岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板力学简化计算模型研究
被引量：
1
3
作者
陈记
秦溯
李云安
任娜娜
鲁贤成
机构
广东省南粤交通仁博高速公路管理中心
中国地质大学(武汉)工程学院
出处
《安全与环境工程》
CAS
北大核心
2018年第6期177-182,190,共7页
基金
国家自然科学基金委与广东省联合基金重点基金项目(U1711266)
文摘
溶洞顶板力学简化计算模型是溶洞顶板稳定性分析与评价的基础,对岩溶地区高速公路路桥基稳定性判断具有重要的工程实际意义。根据岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板实际受力特点,视均布荷载及中部集中力为路基与桥基下伏溶洞顶板所受上部压力,将溶洞顶板简化为两种荷载作用下的3类简单梁结构模型,即简支梁模型、两端固定梁模型和悬臂梁模型,并基于材料力学理论引入奇异函数的初参数法,推导出6个溶洞顶板力学简化计算模型的挠曲线方程。以广东韶关丹霞高速公路互通区路桥基下伏溶洞为例,利用推导出的挠曲线方程计算出对应简化计算模型的挠度分布,并与有限元数值模拟结果进行对比分析,结果发现:两端固定梁模型的挠度分布曲线与有限元数值模拟的结果最为接近,实际工程中宜采用两端固定梁模型作为路桥基下伏溶洞顶板稳定性评价的基础。
关键词
高速公路路桥基
溶洞
顶板
稳定性
力学简化计算模型
挠曲线方程
挠度
数值模拟
两端固定梁模型
Keywords
highway roadbed and bridge foundation
stability of karst cave roof
mechanical simplified roodel
deflection curve equation
deflection
numerical simulation
model of the beam fixed at two ends
分类号
X948 [环境科学与工程—安全科学]
U416.16 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
地下水抽取对溶洞稳定性影响的流-固全耦合分析
梁文鹏
钱静
王明龙
《科学技术与工程》
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
黔张常铁路高山隧道巨型溶洞处理技术研究
刘同江
唐钢
王军
孙亚飞
《隧道建设（中英文）》
北大核心
2019
22
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板力学简化计算模型研究
陈记
秦溯
李云安
任娜娜
鲁贤成
《安全与环境工程》
CAS
北大核心
2018
1
在线阅读
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职称材料
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