基于核磁共振与波速测试的风化砂岩吸水性特征研究

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作者 牛然 蒋小伟 +4 位作者 闫永帅 欧阳恺皋 孙献春 闫宏彬 万力 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期63-71,共9页

水是岩石风化破坏的关键因素,高吸水性岩石一般更易受到风化破坏,但一直缺少原位评估岩石吸水能力的方法。为探究岩石吸水能力的控制因素,以云冈石窟不同风化程度砂岩为研究对象,采用核磁共振技术测得岩石样品的孔隙度和孔径分布,建立... 水是岩石风化破坏的关键因素,高吸水性岩石一般更易受到风化破坏,但一直缺少原位评估岩石吸水能力的方法。为探究岩石吸水能力的控制因素,以云冈石窟不同风化程度砂岩为研究对象,采用核磁共振技术测得岩石样品的孔隙度和孔径分布,建立砂岩自由吸水率与密度、孔隙度、孔径的关系。结果表明:砂岩自由吸水率与密度呈线性关系,但两者的斜率与风化程度有关;砂岩自由吸水率与孔隙度、小孔(0.1~1.0μm)占比均呈正相关性,其中孔隙度是控制砂岩自由吸水率的主要原因,孔隙结构是控制砂岩自由吸水率的次要原因;由于波速受孔隙度和孔隙结构控制,自由吸水率与波速有良好的线性关系,因此提出可以通过原位测试波速估算岩体表层自由吸水率。本研究加深了对风化砂岩吸水性控制机理的认识,并提出了一种可以原位获得石质文物自由吸水率的方法,对石质文物保护具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 孔隙度 吸水性 声波速度 孔径分布 核磁共振

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隧道超挖处充填参数对围岩及支护结构的影响研究

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作者 蒋坪临 廖秋林 +3 位作者 胡皓 江玉生 武福美 江华 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期315-326,共12页

隧道超挖会对隧道的围岩及支护结构产生不利影响,超挖出现后如何选取合适的支护参数来填充超挖空隙处减少超挖带来的影响具有实际意义。本文依托重庆市郊铁路璧铜线云雾山隧道工程,运用解析法和数值模拟方法研究了超挖隧道无支护状态的... 隧道超挖会对隧道的围岩及支护结构产生不利影响,超挖出现后如何选取合适的支护参数来填充超挖空隙处减少超挖带来的影响具有实际意义。本文依托重庆市郊铁路璧铜线云雾山隧道工程,运用解析法和数值模拟方法研究了超挖隧道无支护状态的围岩应力分布以及超挖空隙处3种不同填充参数方案:全部覆盖混凝土、喷射等厚混凝土空隙注浆、扩大钢拱架增大断面的围岩及支护结构受力和位移分布,并与按设计轮廓线开挖理想无超挖隧道的围岩及支护结构的受力和位移分布进行了对比分析,得出了以下结论:塑性区半径与开挖半径呈线性关系,超挖隧道各处开挖半径不均会导致塑性区的形状不均匀。超挖会导致支护结构的受力增大,支护结构在承受不均匀超挖导致的偏压荷载时敏感。对不同支护参数的超挖隧道模拟结果表示不同支护参数在不同方面各有优势,应该结合实际现场情况,选择合理的填充参数方案。 展开更多

关键词 超挖隧道 超挖处支护参数 填充超挖空隙 围岩及支护结构

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北京不同区域明挖基坑地表沉降变形特征研究 被引量：16

3

作者 张建全 张克利 程贵方 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期131-139,共9页

基于近年北京地区不同区域大量明挖基坑工程地表沉降实测数据,利用理论计算与回归分析方法,对预测地表沉降的典型曲线“四点折线法”及其模型参数(斜率K及截距b)进行了反演分析,获得了不同区域地质条件下明挖基坑地表沉降预测经验参数;... 基于近年北京地区不同区域大量明挖基坑工程地表沉降实测数据,利用理论计算与回归分析方法,对预测地表沉降的典型曲线“四点折线法”及其模型参数(斜率K及截距b)进行了反演分析,获得了不同区域地质条件下明挖基坑地表沉降预测经验参数;通过对沉降数据及经验参数的统计分析,总结了地表沉降区域变化规律,明确了参数的取值范围,并利用实测数据验证了经验参数的预测精度。结果显示:北京西部区域最大沉降点距离围护结构的水平距离相对中、东部偏大,约为基坑深度的30%,中、东部区域相对较小,均约为基坑深度的26%;地表沉降曲线形态随着区域地质条件不同而不同,四点折线图第一段直线AB的斜率K的绝对值由西向东依次增大,表明东部粉细砂地层比西部砂卵石地层沉降坡度更加明显,第二段直线BC的斜率K的绝对值东部区域比西部区域反而较小,这表明东部区域的沉降影响范围较大;参数bAB绝对值均值由西向东依次增大,表明东部粉质黏土、细沙层相对西部砂卵石地层的桩侧土体沉降值更大,约为最大沉降值的31%,中部区域为21%,西部区域仅为16%。该研究成果将为本地区明挖基坑工程地表变形预测和安全风险控制提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 明挖基坑 地表沉降 预测参数 风险控制 变形特征

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软流塑地层盾构切削钢筋混凝土桩基工程实践 被引量：2

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作者 廖秋林 宋跃均 +3 位作者 方建华 杨昊 赵立安 陈子豪 《都市快轨交通》 北大核心 2023年第5期100-109,共10页

为实现软流塑地层盾构连续穿越大直径钢筋混凝土群桩,以绍兴地铁2号线切桩工程为例,从盾构机的选型、参数控制、切混凝土及切钢筋机理、刀具磨损等方面分析了撕裂刀对钢筋混凝土桩基的切削效果。主要结论为:1)采用MJS(metro jet system... 为实现软流塑地层盾构连续穿越大直径钢筋混凝土群桩,以绍兴地铁2号线切桩工程为例,从盾构机的选型、参数控制、切混凝土及切钢筋机理、刀具磨损等方面分析了撕裂刀对钢筋混凝土桩基的切削效果。主要结论为:1)采用MJS(metro jet system,全方位高压喷射注浆)地层预加固技术和3层刀布置技术顺利完成软流塑地层盾构切桩任务;2)“慢推速、中转速、小扭矩、严控浆、早补强、勤量测”盾构施工控制准则,适宜软流塑地层盾构磨桩施工;3)钢筋存在剪拉、弯拉和纯剪3种破坏形式,剪拉和纯剪破坏各占47%和25%,满足预期目标;4)钢筋主要缠绕在中心区刀梁孔洞处和R≤2025 mm范围内,长度以小于3 m居多,以弯拉破坏为主;5)刀具破损率及磨耗量均随轨迹半径增大而增加,2500 mm为刀具磨损陡增的临界值;6)基于现有刀具磨损状态,预计可继续切削1根直径1 m全断面工程桩。 展开更多

关键词 城市轨道交通 软流塑地层 撕裂刀 切桩 参数控制 钢筋破坏形式 刀具磨损

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基于层次分析熵权组合法-云模型的充填管道堵塞风险评估 被引量：2

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作者 艾纯明 苗泉 +1 位作者 张馨 王凤山 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期684-690,699,共8页

为确定充填管道堵塞的主要影响因素,采用层次分析法、熵权法和云模型理论,进行充填管道堵塞风险评估.选取充填料浆体积分数、充填倍线等12项指标,用层次分析熵权组合法得到各指标的综合权重系数后与云模型方法耦合,得到综合确定度,以判... 为确定充填管道堵塞的主要影响因素,采用层次分析法、熵权法和云模型理论,进行充填管道堵塞风险评估.选取充填料浆体积分数、充填倍线等12项指标,用层次分析熵权组合法得到各指标的综合权重系数后与云模型方法耦合,得到综合确定度,以判定充填管道堵塞的风险等级.依据现场资料和数据,对3处采用充填采矿法的矿山进行评估.结果表明,贡北金矿、新城金矿和开阳磷矿的充填管道堵塞风险等级分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ级,与其他方法进行对比,证明该方法精确度较高. 展开更多

关键词 充填管道堵塞 风险评估 层次分析法 熵权法 云模型

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四边不同支承条件下矩形板的结构计算

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作者 杨成永 许清滔 +1 位作者 马文辉 韩薛果 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期101-111,共11页

采用带补充项的傅立叶级数作为挠度函数,针对四边不同支承矩形薄板,推导了确定待定系数的方程组,给出可处理简支边、固支边和自由边任意组合条件下统一的结构计算公式.探讨了集中荷载作用处弯矩级数解不收敛的处理办法,以及双向板简化... 采用带补充项的傅立叶级数作为挠度函数,针对四边不同支承矩形薄板,推导了确定待定系数的方程组,给出可处理简支边、固支边和自由边任意组合条件下统一的结构计算公式.探讨了集中荷载作用处弯矩级数解不收敛的处理办法,以及双向板简化为单向板需要达到的长宽比问题.结果表明,集中荷载作用处的弯矩,可采用挠度值按中心差分公式进行计算,差分步长可取10 mm.对边支承对边自由板及一边固支三边自由板,可视作单向板.当四边支承板的长宽比达到2∶1、2.5∶1及4.5∶1时,可分别简化为两端固支、一端简支一端固支及两端简支单向板.三边支承一边自由板长宽比达到1∶1及2∶1时,可分别简化为两端固支(及一端简支一端固支)及两端简支单向板;长宽比达到6∶1时,可简化为悬臂单向板.两邻边支承两邻边自由板若要简化为悬臂单向板,在两支承边为固支时,长宽比需要达到2∶1;在支承边为一边简支一边固支时,长宽比要达到1.5∶1. 展开更多

关键词 矩形薄板 结构分析 支承条件 级数解 收敛 单向板

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充填料浆颗粒轨迹特征及管壁磨损机理 被引量：1

7

作者 艾纯明 宋红岩 +3 位作者 张馨 王凤山 郭金龙 杨旭东 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期395-402,408,共9页

为揭示充填管道90°弯头的冲蚀磨损机理,基于流变学、流体力学和材料力学,通过室内流变实验与数值模拟相结合,探究充填料浆的流变参数和管道的磨损特征,对不同运动状态下颗粒对管道的冲蚀磨损机理进行分析.结果表明,充填料浆的塑性... 为揭示充填管道90°弯头的冲蚀磨损机理,基于流变学、流体力学和材料力学,通过室内流变实验与数值模拟相结合,探究充填料浆的流变参数和管道的磨损特征,对不同运动状态下颗粒对管道的冲蚀磨损机理进行分析.结果表明,充填料浆的塑性黏度系数为0.231,剪切速率与剪切应力呈线性关系,符合Bingham模型.由料浆颗粒的受力分析结果可知,颗粒在弯管内处于推移和悬移两种运动状态,弯管发生冲蚀磨损与料浆颗粒的流动形式及运动状态有关,推移运动对管道造成的磨损最严重.数值模拟结果表明,管道转弯角度60°~85°的区域为冲蚀磨损较严重的区域,管道下侧壁面的磨损率远大于上侧壁面;弯管冲蚀的磨损速率随料浆流速的增大而增大,当流速为7 m/s时,磨损速率最大;随着管径增大,弯管处的压力差减小,磨损速率降低;磨损速率与管道的曲率半径呈负相关关系,曲率半径越大,料浆的速度场分布越均匀. 展开更多

关键词 颗粒轨迹 弯管 冲蚀磨损 数值模拟

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单向冻结条件下饱水砂卵石冻胀融沉特性试验研究 被引量：3

8

作者 张晋勋 杨昊 +3 位作者 周桐 单仁亮 江玉生 张凌智 《都市快轨交通》 北大核心 2019年第6期98-105,共8页

以北京典型饱水卵石7#地层为研究对象,利用恒温恒压冻胀融沉仪,研究不同干密度饱水砂卵石在开放系统和封闭系统条件下的冻胀率、融沉系数、冻胀力及水分迁移量。试验结果表明:①饱水砂卵石的冻胀率和融沉系数均小于1%,远小于黏土、粉土... 以北京典型饱水卵石7#地层为研究对象,利用恒温恒压冻胀融沉仪,研究不同干密度饱水砂卵石在开放系统和封闭系统条件下的冻胀率、融沉系数、冻胀力及水分迁移量。试验结果表明:①饱水砂卵石的冻胀率和融沉系数均小于1%,远小于黏土、粉土的冻胀率和融沉系数,且随干密度的增大而减小;②封闭系统砂卵石冻胀率(力)和融沉系数大于开放系统;③饱水砂卵石冻胀过程是排水过程,排水量占土颗粒质量比例不超过1%;④无论是开放系统还是封闭系统,砂卵石经冻胀融沉后,总有一定的变形残余量。研究成果为冻结法在北京深层地下空间应用提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 冻胀融沉 饱水砂卵石 冻胀力(率) 融沉系数

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基于实测数据的隧道地表沉降Peck经验参数研究 被引量：8

9

作者 张建全 张克利 +2 位作者 姚爱敏 闫宇蕾 程贵方 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期89-95,共7页

研究目的:地下工程施工诱发的地表沉降预测模型及参数,不仅与施工方法密切相关,更因区域地质条件的变化而具有很大的局限性。为精确获得暗挖隧道地表沉降的Peck模型经验参数,依据北京地区大量岩土工程勘察报告所揭示的不同区域地层岩土... 研究目的:地下工程施工诱发的地表沉降预测模型及参数,不仅与施工方法密切相关,更因区域地质条件的变化而具有很大的局限性。为精确获得暗挖隧道地表沉降的Peck模型经验参数,依据北京地区大量岩土工程勘察报告所揭示的不同区域地层岩土力学参数进行区域划分,基于不同区域矿山法和盾构法工程地表沉降监测大数据,利用理论计算与回归分析方法,对Peck公式预测模型参数(沉降槽宽度参数K及地层损失率Vl)进行大量的反演分析,获得不同区域典型地质条件下的经验参数,给出精确参数的取值范围,从而为本地区及类似地质条件下的暗挖工程地表沉降变形预测及工程安全风险管控提供技术支持。研究结论:(1)北京西部砂卵石地层、中部中粗砂地层、东部黏性土地层的暗挖隧道地表沉降Peck公式预测参数的取值范围如下:盾构法隧道沉降槽宽度参数K分别为0.32~0.44、0.34~0.51、0.48~0.73,地层损失率Vl分别为0.60%~1.24%、0.83%~1.38%、1.28%~2.52%;(2)西、中、东部区域矿山法隧道地表沉降Peck公式参数适宜的取值范围如下:沉降槽宽度参数K分别为0.29~0.44、0.47~0.61、0.59~0.70,地层损失率Vl分别为0.97%~1.51%、1.13%~1.90%、1.65%~2.00%;(3)本研究成果可应用于类似地质条件下的暗挖工程领域地表沉降的变形预测。 展开更多

关键词 暗挖工程 地表沉降 预测参数 风险控制

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地铁区间联络通道冻结法施工技术 被引量：7

10

作者 李军 张鹏飞 王静 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期136-143,共8页

随着城市化进程的快速发展,城市建设用地紧张程度持续增加,北京城市轨道交通新线线路埋深增大,富水地层导致施工的安全管控难度急剧增大。为了降低施工安全风险,研究分析了富水地层的地质特点,结果显示冻结法技术可以有效降低富水地层... 随着城市化进程的快速发展,城市建设用地紧张程度持续增加,北京城市轨道交通新线线路埋深增大,富水地层导致施工的安全管控难度急剧增大。为了降低施工安全风险,研究分析了富水地层的地质特点,结果显示冻结法技术可以有效降低富水地层的施工安全风险。冻结法是利用制冷技术,将富水岩土变成冻土,极大地提高围岩的强度和稳定性,形成的冻土帷幕可有效隔绝地下水与地下工程的联系,从而在冻土帷幕的强支护下进行工程建设的一种施工技术。北京轨道交通7号线东延是全面引入冻结法施工区间联络通道的第一条线路,通过对冻结法施工技术在北京轨道交通建设实践应用的研究总结,可为今后北京类似地下工程项目施工提供借鉴。 展开更多

关键词 轨道交通 区间联络通道 冻结法 冻土帷幕

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粉细砂地层PBA工法地铁车站管幕法超前支护施工技术 被引量：5

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作者 姚文花 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第36期15682-15689,共8页

针对在粉细砂地层中,矿山法施工极易引起坍塌,而传统的超前小导管、深孔注浆、管棚等超前预支护措施,在粉细砂地层中难以达到地层加固效果的问题,结合北京地铁12号线蓟门桥站T型换乘节点进行研究,根据施工风险分析,采用管幕法超前支护方... 针对在粉细砂地层中,矿山法施工极易引起坍塌,而传统的超前小导管、深孔注浆、管棚等超前预支护措施,在粉细砂地层中难以达到地层加固效果的问题,结合北京地铁12号线蓟门桥站T型换乘节点进行研究,根据施工风险分析,采用管幕法超前支护方式,优化施工工艺,设计施工参数,明确施工控制要点,并经监控量测结果反馈,表明采用管幕法超前预支护,满足施工风险控制要求,同时为后续工程在粉细砂地层中管幕法超前预支护施工提供一定的参考借鉴。 展开更多

关键词 粉细砂地层 PBA工法 地铁车站 管幕法 超前支护技术

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既有地下结构位移超限分析 被引量：2

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作者 邢兆泳 潘毫 +3 位作者 韩玉珍 徐萌 何纪忠 聂小凡 《中国矿业》 2022年第12期159-164,171,共7页

以杭州地区某紧邻地下车站一侧开挖深基坑工程为背景,运用三维数值模拟及实测数据剖析等手段,分析了地下结构位移超过预警控制值的原因及处理措施。研究结果表明:基坑土体开挖卸载为既有地下结构产生位移变形的重要影响因素;基坑支撑刚... 以杭州地区某紧邻地下车站一侧开挖深基坑工程为背景,运用三维数值模拟及实测数据剖析等手段,分析了地下结构位移超过预警控制值的原因及处理措施。研究结果表明:基坑土体开挖卸载为既有地下结构产生位移变形的重要影响因素;基坑支撑刚度的合理设定是控制变形增幅的关键措施;软土地区基坑拆撑、回筑阶段的变形增量不可忽视;围护施工质量是保障基坑及既有地下结构安全的决定性因素。本文工程采用的加强支撑刚度、缩短架撑时间等优化控制措施总体保障了邻近地下结构的运营安全,为对类似工程的设计及施工提供了参考。 展开更多

关键词 深基坑 地下结构 位移超限 安全评估 变形控制

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爆炸荷载作用下隧道泡沫铝防护效果数值模拟研究 被引量：1

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作者 邢兆泳 韩玉珍 +3 位作者 刘鑫 阮健鑫 赵刚 潘毫 《中国矿业》 2023年第3期158-163,172,共7页

为研究泡沫铝在隧道中的抗爆防护效果,本文采用有限元显式分析方法,考虑土与结构的相互作用,建立了包含地层、隧道、泡沫铝保护层以及空气层等部分的三维有限元模型,针对保护层厚度为0 cm、15 cm与20 cm三种情况在隧道中心150 kg TNT爆... 为研究泡沫铝在隧道中的抗爆防护效果,本文采用有限元显式分析方法,考虑土与结构的相互作用,建立了包含地层、隧道、泡沫铝保护层以及空气层等部分的三维有限元模型,针对保护层厚度为0 cm、15 cm与20 cm三种情况在隧道中心150 kg TNT爆炸荷载作用下的隧道力学响应进行了数值模拟研究。为克服以往研究将作用在隧道爆炸波荷载简化为三角形荷载导致的计算偏于危险的不足,本文采用替代波源层模拟爆炸波荷载,作用于替代波源层的爆炸波荷载根据炸药当量、炸药距离计算。替代波源层与隧道衬砌结构之间设置空气层,空气层厚度根据经验取为隧道半径的24%。采用该方法模拟爆炸波荷载,既能模拟爆炸波在隧道内部的多次反射,又能大幅提高计算速度与精度。基于数值模拟结果,分析了不同爆炸荷载作用下隧道结构及周围土体的动力响应规律,从爆炸波压力、爆炸波冲量、加速度反应及土体液化等角度探讨了不同厚度泡沫铝层的爆炸防护效果。分析结果表明,泡沫铝衬里可有效吸收爆炸波能量,有效减少隧道结构损伤,10 cm厚泡沫铝防护层可降低爆炸波冲量17%;随泡沫铝厚度增加,隧道结构及周围土体的加速度、速度、变形降低效果明显;远离炸药的区域,爆炸波压力和冲量明显衰减,轴向距离大于6.5 m时,爆炸波的压力和冲量都明显降低。本文分析结果可为隧道高风险区域的抗爆防护设计提供依据。 展开更多

关键词 隧道 爆炸荷载 数值模拟 泡沫铝 显式有限元分析 LSDYNA

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