北京地铁砂卵石地层土压平衡盾构施工刀盘扭矩研究 被引量：26

1

作者 江华 江玉生 +2 位作者 张晋勋 程学武 杨志勇 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期59-65,共7页

根据砂卵石地层力学特性,结合北京地铁4个标段工程,分析土压平衡盾构刀盘扭矩各组成部分所占的比例,提出简化的刀盘扭矩计算公式。分析计算结果表明:刀盘开口率与刀盘扭矩成反比,开口率每增加10%,刀盘扭矩降低8%～10%;土体的流塑性对刀... 根据砂卵石地层力学特性,结合北京地铁4个标段工程,分析土压平衡盾构刀盘扭矩各组成部分所占的比例,提出简化的刀盘扭矩计算公式。分析计算结果表明:刀盘开口率与刀盘扭矩成反比,开口率每增加10%,刀盘扭矩降低8%～10%;土体的流塑性对刀盘扭矩影响较大;土体的摩擦系数每降低0.1,刀盘扭矩相应降低约35%～40%。在北京地铁10号线二期工程现场进行盾构掘进试验,分别通过刀盘改造(开口率增大至40%)及土体改良,使刀盘扭矩保持在2 500～3 500kN.m,盾构推进速度明显得到改善。试验结果进一步验证了增大开口率及土体改良是在砂卵石地层降低刀盘扭矩的2项非常有效的措施;也验证了刀盘扭矩计算公式是合理的、可靠的,满足工程实际需求。 展开更多

关键词 土压平衡盾构 刀盘扭矩 开口率 砂卵石地层 土体改良

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北京砂卵石地层盆形冻结的温度场扩展规律研究 被引量：10

2

作者 张晋勋 亓轶 +1 位作者 杨昊 宋永威 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2796-2804,2813,共10页

地下工程盆形冻结止水结构包括位于开挖范围周围的冻结帷幕(盆壁)及开挖范围底部的水平冻结板(盆底)两部分。采用物理模型试验与数值模拟的方法,分析了北京典型富水砂卵石地层条件下盆形冻结在静水及0.5 m/d渗流条件下的温度场扩展规律... 地下工程盆形冻结止水结构包括位于开挖范围周围的冻结帷幕(盆壁)及开挖范围底部的水平冻结板(盆底)两部分。采用物理模型试验与数值模拟的方法,分析了北京典型富水砂卵石地层条件下盆形冻结在静水及0.5 m/d渗流条件下的温度场扩展规律。研究发现:盆形冻结技术作为冻结工法在市政工程领域的全新应用,对地下工程的施工区域能够有效起到冻结止水效果;盆形结构不同部位在不同的渗流条件会表现出不同的冻结交圈次序,静水条件下盆壁冻结管会先于盆底冻结管交圈,渗流条件下则依次是顺水流盆壁、盆底、背水面盆壁、迎水面盆壁,此时盆壁冻结是制约盆形冻结的关键因素,实际工程应重点关注盆壁冻结;冻结厚度是评价冻结效果最直观的指标,在静水条件下盆壁厚度趋于稳定,盆底水平冻结板厚度逐渐超过盆底冻结管长度且向盆内与盆外两个方向同时发展;渗流条件下,迎水面盆壁厚度最小,背水面盆壁由于绕流现象出现冻结锥体而局部厚度增大,盆底水平冻结板厚度仅向盆内单向发展。 展开更多

关键词 盆形冻结 地下工程 砂卵石地层 渗流 冻结厚度

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渗流作用下北京砂卵石地层多排管局部水平冻结体温度场试验 被引量：24

3

作者 刘伟俊 张晋勋 +2 位作者 单仁亮 杨昊 梁辰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3425-3434,共10页

为研究渗流作用下多排管局部水平冻结体温度场扩展规律,基于相似准则,设计北京砂卵石地层冻结模型试验,从迎水面长度、顺水流长度、厚度3个维度研究渗流作用下多排管局部水平冻结体温度场扩展规律。研究表明:(1)水平冻结体中部发展速度... 为研究渗流作用下多排管局部水平冻结体温度场扩展规律,基于相似准则,设计北京砂卵石地层冻结模型试验,从迎水面长度、顺水流长度、厚度3个维度研究渗流作用下多排管局部水平冻结体温度场扩展规律。研究表明:(1)水平冻结体中部发展速度最快,且温度最低;下部次之;上部最慢,且温度最高;(2)渗流作用使冻土柱由背水面向迎水面朝上游方向逐步交圈,且上、下游温度场不对称,冻结后期背水面呈坡屋顶形。(3)渗流作用对水平冻结体的影响随着渗流速度的增大而逐渐增大,积极冻结期末列冻土柱冻结锋面扩展速度、水平冻结体朝上游方向的平均发展速度均与渗流速度呈平方、负相关关系,渗流速度超过14.1 m/d时,冻土柱不交圈,为该模型试验的极限流速。基于等效梯形算法理论,给出的渗流作用下多排管局部水平冻结体的平均温度计算式,以便于评估水平冻结体发展状态。研究成果可为大流速地层盆形冻结施工提供依据。 展开更多

关键词 多排冻结管 渗流作用 温度场 平均温度计算式

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砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究 被引量：27

4

作者 江华 张晋勋 +2 位作者 苏艺 江玉生 杨志勇 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期40-45,共6页

盾构机在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时,由于土体塑流性差,土体在土舱内无法及时排出,时常出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,推进速度极其缓慢等现象;由于土舱内土体颗粒间力的传递是点对点,使支护压力不能有效施加到开挖面上... 盾构机在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时,由于土体塑流性差,土体在土舱内无法及时排出,时常出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,推进速度极其缓慢等现象;由于土舱内土体颗粒间力的传递是点对点,使支护压力不能有效施加到开挖面上,极易出现地表沉降超限、塌方等事故。为此,以北京地铁9号线盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究。试验结果表明:采用泡沫+膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层土体进行改良是可行的;在土体改良过程中应根据出土量、土压力、盾构推力及刀盘扭矩等参数的控制情况,及时调整土体改良剂的注入时间、注入量等参数;在确保盾构出土量可控的前提下,采用满舱欠压掘进模式可以提高砂卵石地层盾构掘进的效率。 展开更多

关键词 盾构隧道 砂卵石地层 土体改良 掘进模式

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冻结饱水单裂隙岩体力学特性试验研究 被引量：10

5

作者 杨昊 张晋勋 +2 位作者 单仁亮 武福美 郭志明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1245-1255,共11页

通过相似单裂隙岩体冻结三轴试验,研究裂隙倾角、迹长、隙宽、围压和温度对单裂隙岩体力学特性的影响,试验结果表明:裂隙岩体力学参数与倾角呈二次函数分布,与迹长呈指数函数分布,通过拟合式(3)可近似计算岩体强度;岩体强度与围压呈线... 通过相似单裂隙岩体冻结三轴试验,研究裂隙倾角、迹长、隙宽、围压和温度对单裂隙岩体力学特性的影响,试验结果表明:裂隙岩体力学参数与倾角呈二次函数分布,与迹长呈指数函数分布,通过拟合式(3)可近似计算岩体强度;岩体强度与围压呈线性分布,负温条件下泊松比和弹性模量受围压影响较小;隙宽小于0.1 mm或大于0.8 mm时,岩体强度随隙宽增大而减小,隙宽在0.1~0.8 mm之间时,岩体力学参数几乎不受隙宽影响;岩体强度随温度降低而增大的作用机制是岩体孔隙水和裂隙水冻结成冰,增大了颗粒间的凝聚力和摩擦角;裂隙倾角影响破裂面的起始位置,迹长影响破裂面的扩展规模,围压影响破裂面的延伸方向;倾角对岩体强度影响最大,迹长次之,温度影响最小。 展开更多

关键词 单裂隙岩体 裂隙产状 冻结温度 力学性质

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大直径盾构施工对地铁暗挖风道影响数值分析 被引量：7

6

作者 丁德云 杨秀仁 +2 位作者 鲁卫东 刘维宁 颜莓 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期395-400,共6页

在地铁建设中,盾构直接穿越车站暗挖风道施工越来越受到关注。以北京地铁14号线试验段工程的高家园站为背景,基于"土–结构"相互作用原理,采用三维有限元法,模拟了外径10 m的大直径土压平衡盾构穿越车站暗挖风道的施工过程,... 在地铁建设中,盾构直接穿越车站暗挖风道施工越来越受到关注。以北京地铁14号线试验段工程的高家园站为背景,基于"土–结构"相互作用原理,采用三维有限元法,模拟了外径10 m的大直径土压平衡盾构穿越车站暗挖风道的施工过程,获得了风道的空间位移和应力,进而分析了大直径盾构施工对风道的变形和应力的影响。研究表明:大直径土压平衡盾构穿越暗挖风道的施工过程中,风道的变形主要集中在环梁上且最大变形发生在环梁的顶部,左、右环梁的变形主要是在盾构穿越风道前、后完成的;风道的最大应力也发生在环梁上,左、右环梁的应力在盾构穿越风道过程中发生急剧的变化;土仓压力的增大,对左环梁的变形和应力影响均较风道其他位置的大。在设计中,建议对暗挖风道的环梁部位进行加强处理;而在施工中,建议适时调整土仓压力,以保证风道的安全。 展开更多

关键词 大直径盾构 暗挖风道 施工 三维数值分析 变形 应力

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暗挖地铁车站平行下穿既有隧道的变形控制及规律研究 被引量：20

7

作者 王剑晨 刘运亮 +2 位作者 张顶立 白海卫 牛晓凯 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期131-137,共7页

北京地铁15号线奥林匹克公园站全站平行密贴下穿既有城市大型隧道,如此大面积的长距离密贴穿越,为国内罕见。为控制既有隧道变形,提出单层导洞预撑支柱法。采用数值模拟方法对新工法和传统PBA工法引起的既有隧道变形进行对比,并根据实... 北京地铁15号线奥林匹克公园站全站平行密贴下穿既有城市大型隧道,如此大面积的长距离密贴穿越,为国内罕见。为控制既有隧道变形,提出单层导洞预撑支柱法。采用数值模拟方法对新工法和传统PBA工法引起的既有隧道变形进行对比,并根据实测值对下穿施工既有隧道变形规律进行分析。研究表明:(1)单层导洞预撑支柱法在控制车站施工引起的既有隧道变形、减小降水引起的地层及既有隧道沉降以及保护地下水资源方面具有优势。采用消除下层导洞和形成桩基支撑托换体系两个措施后,既有隧道最大沉降比PBA法的减小36.5%。(2)既有隧道变形以横截面变化为主,实测最大沉降42.2mm。施工过程中,沉降增量最大的是导洞施工阶段,其次是扣拱阶段,而站厅层及站台层施工阶段最小。(3)施工过程中,既有隧道变形模式逐渐变化。差异沉降增量最大的是扣拱阶段,其次是导洞施工阶段,而站厅层及站台层施工最小。其中,扣拱阶段是影响既有隧道安全性的关键阶段。 展开更多

关键词 穿越工程 平行穿越 既有隧道 工法比选 变形规律

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冻结条件下平行双裂隙岩体力学特性试验研究 被引量：6

8

作者 张晋勋 杨昊 +2 位作者 单仁亮 武福美 郭志明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3573-3580,3589,共9页

裂隙是影响工程岩体稳定的重要因素,而平行双裂隙是一种重要的裂隙分布形式,基于已有的研究成果,开展一系列平行双裂隙类岩石三轴压缩试验,研究裂隙产状对平行双裂隙岩体力学性质和破坏形态的影响。试验结果表明:平行双裂隙岩体强度、... 裂隙是影响工程岩体稳定的重要因素,而平行双裂隙是一种重要的裂隙分布形式,基于已有的研究成果,开展一系列平行双裂隙类岩石三轴压缩试验,研究裂隙产状对平行双裂隙岩体力学性质和破坏形态的影响。试验结果表明:平行双裂隙岩体强度、弹性模量和泊松比受迹长和迹长比共同影响,受裂隙间距影响较小,随倾角增大,先减小后增大;倾角<30°时,破裂面起始于裂隙端部贯穿岩桥,并沿最大主应力方向发展,倾角在30°~60°之间时,沿其中一条裂隙剪切破坏。迹长和迹长比较小时(贯通率<25%,迹长比<2.5),破坏形态与裂隙无关;迹长较大(贯通率>75%),迹长比较小时(迹长比<1),破坏形态取决于长裂隙;迹长介于两者之间时(贯通率25%~75%),迹长比接近1时,受两条裂隙共同影响。 展开更多

关键词 平行双裂隙岩体 裂隙倾角 裂隙间距 迹长 力学性质

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大粒径卵砾石地层盾构刀盘选型及适应性评价 被引量：10

9

作者 江华 江玉生 +1 位作者 张晋勋 杨志勇 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2014年第5期119-124,共6页

大粒径卵砾石地层是北京地铁修建过程中开挖难度最大的地层之一,给土压平衡盾构施工造成了一系列的难题。刀盘是土压平衡盾构的重要构件之一,合理的刀盘结构型式是大粒径卵砾石地层土压平衡盾构高效、可靠运行的前提。为了找出适用于大... 大粒径卵砾石地层是北京地铁修建过程中开挖难度最大的地层之一,给土压平衡盾构施工造成了一系列的难题。刀盘是土压平衡盾构的重要构件之一,合理的刀盘结构型式是大粒径卵砾石地层土压平衡盾构高效、可靠运行的前提。为了找出适用于大粒径卵砾石地层的刀盘结构型式,以北京地铁九号线盾构工程为背景,开展大粒径卵砾石地层土压平衡盾构开挖原型试验,基于＂北京地铁盾构施工实时管理系统＂和＂北京地铁建设安全风险技术管理体系＂收集盾构关键施工参数,以现场掘进试验数据有基础,对盾构掘进效能、盾构关键参数地层适应性及刀具磨损情况进行了对比研究。研究结果表明：1）大粒径砂卵石地层辐条式刀盘适应性更好,掘进效率更高,对刀具的磨损控制更为有利;2）辐条式刀盘可适当增大开口率至55%~65%;3）大粒径卵砾石地层,辐条式刀盘比面板式土压力控制更加稳定;提高盾构掘进速度的同时,应注意盾构土压力的控制,合理的盾构推进速度应为20~60mm/min。 展开更多

关键词 大粒径卵砾石地层 现场试验 面板式 辐条式 地层适应性

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冻结饱水砂卵石三轴压缩强度试验研究 被引量：14

10

作者 张晋勋 杨昊 +2 位作者 单仁亮 隋顺猛 薛东朝 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3993-4000,4016,共9页

为研究北京富水砂卵石地层冻结后的强度特性,以北京某地铁暗挖车站砂卵石为研究对象,进行不同温度(-5、-10、-15、-20℃),不同围压(0.0、0.3、0.8、1.3、2.0、3.0、4.0、8.0 MPa)条件下三轴压缩试验。试验结果表明:冻结砂卵石的应力-应... 为研究北京富水砂卵石地层冻结后的强度特性,以北京某地铁暗挖车站砂卵石为研究对象,进行不同温度(-5、-10、-15、-20℃),不同围压(0.0、0.3、0.8、1.3、2.0、3.0、4.0、8.0 MPa)条件下三轴压缩试验。试验结果表明:冻结砂卵石的应力-应变曲线以应变软化形态为主,高负温、高围压条件下,呈现理想塑性破坏形态;砂卵石强度、黏聚力和摩擦角均随温度降低而增大,其中强度呈指数分布,黏聚力和摩擦角呈线性分布;强度和弹性模量随围压增加而增大,但增大趋势逐渐减小,低围压压缩区强度满足线性Morh-Coulomb(简称M-C)准则;冻结砂卵石的破坏形态以破裂面始/终于试样侧面的剪切破坏为代表,张拉型破坏受冰影响显著,仅存在于低围压条件下,高围压、高负温时易出现体胀型破坏。 展开更多

关键词 冻土强度 冻结砂卵石 力学特性 三轴压缩试验

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大粒径卵砾石地层土压平衡盾构关键参数相关性特征 被引量：11

11

作者 江华 张晋勋 江玉生 《都市快轨交通》 北大核心 2013年第2期94-99,107,共7页

以北京地铁9号线盾构工程为背景,分别选取辐条式和面板式两种刀盘,在大粒径卵砾石地层开展土压平衡盾构现场掘进试验;利用"北京地铁安全风险管理体系"及"盾构施工实时信息管理系统",收集盾构关键施工参数,并将其实... 以北京地铁9号线盾构工程为背景,分别选取辐条式和面板式两种刀盘,在大粒径卵砾石地层开展土压平衡盾构现场掘进试验;利用"北京地铁安全风险管理体系"及"盾构施工实时信息管理系统",收集盾构关键施工参数,并将其实时传输至室内实验室;通过分析试验收集的数据,得出土压平衡盾构关键施工参数之间的相关性特征。研究结果对指导盾构隧道施工及反馈设计具有重要理论与实际意义,也为类似研究提供参考。 展开更多

关键词 北京地铁 大粒径卵砾石地层 现场试验 关键参数 相关性特征

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砂卵石地层“盆形”冻结温度场扩展规律数值分析 被引量：7

12

作者 张晋勋 杨昊 +2 位作者 单仁亮 郭志明 张凌智 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期291-299,共9页

"盆形"冻结技术能有效解决高富水地层大断面地铁车站基坑的地下水问题,冻结工程的可行性和经济性取决于温度场的发展规律,课题以北京典型卵石7地层为依托,通过Ansys软件建立三维模型,模拟北京某地铁车站冻结施工方案,重点分析... "盆形"冻结技术能有效解决高富水地层大断面地铁车站基坑的地下水问题,冻结工程的可行性和经济性取决于温度场的发展规律,课题以北京典型卵石7地层为依托,通过Ansys软件建立三维模型,模拟北京某地铁车站冻结施工方案,重点分析"盆底"温度场的扩展规律,确定冻土柱的交圈时间及积极冻结期.模拟结果表明:帷幕冻土柱早于底板交圈,75 d后冻结体形成连续封水结构,100 d后底板冻结壁达到设计要求;冻结管管间土体温度下降最慢,控制底板冻结壁发展规模;开挖区域内冻土量较少,但边墙和底板交界处温度小于5℃,建议增大冻结底板埋深、缩小帷幕冻结器尺寸或延迟帷幕冻结开始时间,抑制开挖区内冻土的产生。研究成果为"盆形"冻结方案的工程化应用提供理论依据。 展开更多

关键词 冻结底板 盆形冻结 温度场扩展 冻结壁厚度

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荷载及细粒土含量对饱和砂卵石冻胀融沉影响研究 被引量：5

13

作者 张晋勋 宋永威 +2 位作者 杨昊 张雷 亓轶 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期213-221,共9页

以北京典型饱和砂卵石地层为研究对象,研究了不同细粒土含量、荷载条件下饱和砂卵石的冻胀融沉特性。试验结果表明:有载条件下的饱和砂卵石试样冻结初期存在明显的冻缩阶段,冻缩量为试样高度的0.053%;冻胀率及融沉系数均与时间具有明显... 以北京典型饱和砂卵石地层为研究对象,研究了不同细粒土含量、荷载条件下饱和砂卵石的冻胀融沉特性。试验结果表明:有载条件下的饱和砂卵石试样冻结初期存在明显的冻缩阶段,冻缩量为试样高度的0.053%;冻胀率及融沉系数均与时间具有明显的指数相关性;相同细粒土含量条件下,饱和砂卵石融沉系数(细粒土含量大于10%)及冻胀率随荷载的增加而减小,荷载对细粒土含量小于10%的饱和砂卵石融沉系数影响微乎其微;相同荷载条件下,饱和砂卵石冻胀率及融沉系数随细粒土含量的增加而增大;荷载对冻胀率影响较大,细粒土含量次之,细粒土含量小于0.82%的无载饱和砂卵石是弱冻胀材料;建立了考虑细粒土含量、荷载影响的饱和砂卵石冻胀率及融沉系数预测模型。 展开更多

关键词 饱和砂卵石 细粒土含量 荷载 冻胀率 融沉系数

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隧道围岩劈裂注浆破坏模式及浆液扩散规律研究 被引量：5

14

作者 李超 李涛 +1 位作者 张凤 王剑晨 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第S2期93-97,共5页

在隧道施工中经常需要对软弱围岩注浆以堵水加固,为使浆液能从注浆孔到达岩体结构面并堵塞裂隙,劈裂注浆是主要手段,因此有必要研究劈裂注浆时岩石的破坏和浆液扩散规律。首先假设浆液为牛顿流体,推导了浆液劈裂岩石产生单条裂缝时,浆... 在隧道施工中经常需要对软弱围岩注浆以堵水加固,为使浆液能从注浆孔到达岩体结构面并堵塞裂隙,劈裂注浆是主要手段,因此有必要研究劈裂注浆时岩石的破坏和浆液扩散规律。首先假设浆液为牛顿流体,推导了浆液劈裂岩石产生单条裂缝时,浆液最大扩散长度随注浆压力变化的计算公式;然后对岩石劈裂注浆的过程和浆液扩散进行了数值模拟。结果表明,岩石劈裂破坏主要有张拉和压拉两种破坏模式;浆液扩散距离对注浆压力的增长率随围压比和垂直压力的增大以及岩石强度的减小而变小;启裂压力随围压比、垂直压力以及岩石强度的增大而增加。其中,浆液扩散距离随注浆压力的变化可以用指数函数较好地拟合,拟合结果与理论分析一致。 展开更多

关键词 隧道开挖 岩石劈裂注浆 破坏模式 注浆压力 浆液扩散距离

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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

15

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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冻结饱水砂卵石蠕变损伤特性试验研究 被引量：6

16

作者 张晋勋 宋永威 +2 位作者 杨昊 张雷 亓轶 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第29期12665-12671,共7页

以北京典型饱水砂卵石地层为研究对象,基于损伤演化及元件模型理论,引入弹性体、黏壶体及损伤体,建立了Ⅰ、Ⅱ类蠕变损伤模型,并通过-10℃条件下饱和砂卵石的三轴蠕变试验对该模型进行了验证。研究表明:当应力差较小时,蠕变主要以瞬时... 以北京典型饱水砂卵石地层为研究对象,基于损伤演化及元件模型理论,引入弹性体、黏壶体及损伤体,建立了Ⅰ、Ⅱ类蠕变损伤模型,并通过-10℃条件下饱和砂卵石的三轴蠕变试验对该模型进行了验证。研究表明:当应力差较小时,蠕变主要以瞬时弹性变形为主,均大于该阶段总变形量的57.62%,随着应力差的增大,蠕变以非线性变形为主;蠕变进入加速破坏阶段的应变均大于7.16%;围压为0~0.3 MPa时,冻结砂卵石的长期强度在2~3 MPa,围压为0.6~1 MPa时,长期强度在3~4 MPa,冻结砂卵石的长期强度为瞬时强度的0.23~0.42倍;引入损伤体建立的蠕变损伤模型可以较好地反映冻结砂卵石的Ⅰ、Ⅱ类蠕变规律,可为工程设计及数值模拟提供理论基础。 展开更多

关键词 饱水砂卵石 蠕变 蠕变损伤模型 长期强度

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砂卵石地层多排管局部冻结的群孔效应与设计方法 被引量：3

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作者 张晋勋 亓轶 +2 位作者 杨昊 殷明伦 宋永威 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期8-16,共9页

针对富水砂卵石地层PBA车站施工止水的板梳冻结工法,采用基于物理模型试验建立的数值模型,分析研究了静水及渗流条件下多排管局部冻结的成形发展规律,揭示了此种冻结方式的“群孔效应”,认为群孔效应是指多排管冻结时,不同冻结管降温作... 针对富水砂卵石地层PBA车站施工止水的板梳冻结工法,采用基于物理模型试验建立的数值模型,分析研究了静水及渗流条件下多排管局部冻结的成形发展规律,揭示了此种冻结方式的“群孔效应”,认为群孔效应是指多排管冻结时,不同冻结管降温作用相互叠加加强的现象,并提出了富水砂卵石地层条件下整体均匀布置、边缘局部加密的多排管局部冻结的设计方法.同时分析了地下水渗流速度、冻结管间距、土体等效导热系数等对冻结整体交圈过程的影响规律.研究发现多因素中冻结管间距对冻结交圈时间影响最大,其次是渗流速度. 展开更多

关键词 人工冻结 多排冻结管 群孔效应 冻结设计 砂卵石地层

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基于Google-earth的地质分析技术在南方某隧道工程地质灾害探测中的应用研究 被引量：1

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作者 姚海波 苏河修 +7 位作者 梁文广 杨占猛 华正实 王剑晨 单中趁 赵冬冬 徐利阳 尹留阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第S2期167-173,共7页

该文以南方某隧道工程地质预报项目为依托,基于Google-earth全方位、多角度的地貌影像数据,利用岩石地貌学与地质构造学理论,在识别区域构造次级构造的基础上,完善并建立了隧址区构造格架体系。研究表明,可为地貌影像识别的次级构造(文... 该文以南方某隧道工程地质预报项目为依托,基于Google-earth全方位、多角度的地貌影像数据,利用岩石地貌学与地质构造学理论,在识别区域构造次级构造的基础上,完善并建立了隧址区构造格架体系。研究表明,可为地貌影像识别的次级构造(文中定义为中观层面构造),可以构成隧道施工的大型风险源。对其进行准确识别,可有效防控地质灾害,同时,在此基础上指导洞内探测,能够进一步寻找更次一级构造(文中定义为微观层面构造,该构造在地貌上没有显现,但可以为物探设备所识别)。事实证明,中观与微观层面构造对于隧道施工灾害控制而言更具有隐蔽性与危害性,应该成为地质预报探测的首要目标。而作为二者有效探测手段的基于Google-earth的影像识别技术将发挥至关重要的作用。 展开更多

关键词 地质预报 Google-earth 地质构造影像识别技术 中观构造 微观构造

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基于二次正交试验的隧道非概率可靠度方法研究 被引量：5

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作者 孙明社 郭小红 +1 位作者 王梦恕 王剑晨 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第S2期105-111,共7页

根据二次回归正交试验设计,研究隧道工程非概率可靠度问题。首先,构建了显式二次响应面功能函数,并对回归待定系数进行显著性检验,判断各不确定变量对响应面函数的影响程度。其次,将二次响应面函数与非概率可靠度分析方法相结合,把可靠... 根据二次回归正交试验设计,研究隧道工程非概率可靠度问题。首先,构建了显式二次响应面功能函数,并对回归待定系数进行显著性检验,判断各不确定变量对响应面函数的影响程度。其次,将二次响应面函数与非概率可靠度分析方法相结合,把可靠度指标的解答转化为基于功能函数梯度信息的最优化问题求解。通过编写基于Rosen梯度投影法的MATLAB程序,获得响应面函数的极值区间,进而求得非概率可靠度指标。最后,应用该方法分析了某隧道工程拱顶围岩稳定可靠度,与概率可靠度结果对比,结果表明基于响应面法的非概率可靠度方法的可行性。 展开更多

关键词 回归正交试验 响应面法 非概率可靠度 最优化 梯度投影法

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爆破对中夹岩柱稳定性的影响 被引量：1

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作者 王梦楠 单仁亮 +4 位作者 张晋勋 宋永威 柴高俊 吴永鑫 樊祥喜 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第8期3195-3202,共8页

为研究精细化延时控制爆破对中夹岩柱稳定性的影响,采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验、现场振速及声速监测,研究其振速、累计损伤的变化规律。研究表明:随着冲击次数的增加,灰岩的峰值应力逐渐降低,相反... 为研究精细化延时控制爆破对中夹岩柱稳定性的影响,采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验、现场振速及声速监测,研究其振速、累计损伤的变化规律。研究表明:随着冲击次数的增加,灰岩的峰值应力逐渐降低,相反,峰值应变随之逐渐增大;灰岩产生裂纹的试验损伤阈值为0.202~0.531,理论损伤阈值为0.486~0.673;灰岩失去承载力的试验损伤阈值大于0.531,理论损伤阈值大于0.673;与掌子面距离最近测点最大振速为7.193 cm/s,距离掌子面9 m处监测断面累积损伤最大为0.078,第1次损伤增量最大为0.0384,损伤增量随着爆破次数的增加越来越小,第4次爆破引起的损伤增量仅为0.0012,损伤增量与振速具有良好的幂函数相关性,说明爆破对9 m及以外中夹岩柱影响较小。 展开更多

关键词 爆破 中夹岩柱 振速 累积损伤 损伤增量

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