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多层介质寒区公路隧道保温层厚度计算的一种解析方法
被引量：
29
1
作者
冯强
蒋斌松
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第10期1879-1887,共9页
新疆天山的玉希莫勒盖隧道处于高海拔季节性冻土地区,为防止冻害的发生,需要对所需保温层厚度进行研究。针对这一问题建立计算模型,采用Laplace积分变换的方法得到了由于保温作用而没有相变发生时寒区隧道温度场的解析分析方法;通过与st...
新疆天山的玉希莫勒盖隧道处于高海拔季节性冻土地区,为防止冻害的发生,需要对所需保温层厚度进行研究。针对这一问题建立计算模型,采用Laplace积分变换的方法得到了由于保温作用而没有相变发生时寒区隧道温度场的解析分析方法;通过与stehfest方法对比分析,基于高斯正交法则和快速Fourier变换的Den Iseger方法具有更好的稳定性和准确性,采用该数值反演方法进行Laplace逆变换的求解。根据对玉希莫勒盖隧道的分析表明,保温层、衬砌与围岩中的温度都随着大气温度呈简谐振动;现场采用的5 cm厚保温层内外温差达9.63℃,不能保证该隧道围岩不发生冻胀现象;要保证其在设计年限内不发生冻胀所需要的最小保温层厚度为27 cm;通过对相关物理参数的分析表明:对流换热系数对固体介质的表面温度的最值影响较大,但对保温层厚度的影响较小;随着年平均气温的升高所需保温层的厚度越小,保证的安全年限越长,厚度也越大;随着地层温度的升高,所需保温层厚度逐渐减小;最后对年平均气温和地层温度的不同组合情况进行拟合分析,得出保温层厚度与这两因素的相关关系,可为该地区其他隧道的设计提供参考。
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关键词
寒区隧道
保温层厚度
Laplace积分变换
温度场
解析解
DEN
Iseger方法
在线阅读
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职称材料
基于积分变换采场底板应力与变形解析计算
被引量：
19
2
作者
冯强
蒋斌松
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期3482-3488,共7页
煤层开挖后,采空区卸载的同时侧帮产生支撑压力作用于侧帮底板上,导致底板应力重分布;根据最终应力场由初始应力场与开挖应力场叠加的特点,建立底板岩层的力学分析模型;采用Fourier积分变换方法求解双调和方程,并利用形式函数待定法求...
煤层开挖后,采空区卸载的同时侧帮产生支撑压力作用于侧帮底板上,导致底板应力重分布;根据最终应力场由初始应力场与开挖应力场叠加的特点,建立底板岩层的力学分析模型;采用Fourier积分变换方法求解双调和方程,并利用形式函数待定法求解对偶积分方程,得到底板应力场与位移场的解析表达式;然后根据Mohr-Coulomb准则判断底板岩层的塑性破坏深度。通过算例分析结果表明:在采空区底板中主应力随着深度的增加而增大至原岩应力;而在侧帮底板中最大主应力随深度的增加而逐渐减小至原岩应力;在侧帮底板深度小于10 m时,主应力发生旋转,3?变为中间主应力并且随深度逐渐减小,当随深度继续增加时又逐渐增大至原岩应力;在采空区的中心发生最大底臌位移为0.236 m,侧帮底板受支撑压力作用产生向下的位移;塑性破坏范围呈中间大两边小,最大破坏深度为31.2 m,为半开挖宽度的1.04倍。最后通过FLAC3D模拟煤层开采,发现两者计算结果虽存在一定的偏差,但总体趋势基本一致,说明该解析方法能较准确地分析底板的应力与位移,可为工程实践提供指导与计算方法。
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关键词
积分变换
采场底板
解析计算
应力
变形
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职称材料
题名
多层介质寒区公路隧道保温层厚度计算的一种解析方法
被引量：
29
1
作者
冯强
蒋斌松
机构
中国矿业
大学
深部岩土力学与地下
工程
国家重点实验室
山东科技大学土木与建筑工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第10期1879-1887,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51174196)
国家自然科学基金青年基金项目(51309222)
江苏省自然科学基金青年基金项目(BK20130193)
文摘
新疆天山的玉希莫勒盖隧道处于高海拔季节性冻土地区,为防止冻害的发生,需要对所需保温层厚度进行研究。针对这一问题建立计算模型,采用Laplace积分变换的方法得到了由于保温作用而没有相变发生时寒区隧道温度场的解析分析方法;通过与stehfest方法对比分析,基于高斯正交法则和快速Fourier变换的Den Iseger方法具有更好的稳定性和准确性,采用该数值反演方法进行Laplace逆变换的求解。根据对玉希莫勒盖隧道的分析表明,保温层、衬砌与围岩中的温度都随着大气温度呈简谐振动;现场采用的5 cm厚保温层内外温差达9.63℃,不能保证该隧道围岩不发生冻胀现象;要保证其在设计年限内不发生冻胀所需要的最小保温层厚度为27 cm;通过对相关物理参数的分析表明:对流换热系数对固体介质的表面温度的最值影响较大,但对保温层厚度的影响较小;随着年平均气温的升高所需保温层的厚度越小,保证的安全年限越长,厚度也越大;随着地层温度的升高,所需保温层厚度逐渐减小;最后对年平均气温和地层温度的不同组合情况进行拟合分析,得出保温层厚度与这两因素的相关关系,可为该地区其他隧道的设计提供参考。
关键词
寒区隧道
保温层厚度
Laplace积分变换
温度场
解析解
DEN
Iseger方法
Keywords
cold-regional tunnel
insulation layer thickness
Laplace integral transform
temperature field
analytical solution
Den Iseger method
分类号
U452 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
基于积分变换采场底板应力与变形解析计算
被引量：
19
2
作者
冯强
蒋斌松
机构
山东科技大学土木与建筑工程学院
山东
省
土木
工程
防灾减灾重点实验室
中国矿业
大学
深部岩土力学与地下
工程
国家重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期3482-3488,共7页
基金
国家自然科学基金(No.51508314
No.51174196)
山东科技大学人才引进科研启动基金项目资助(No.2015RCJJ061)~~
文摘
煤层开挖后,采空区卸载的同时侧帮产生支撑压力作用于侧帮底板上,导致底板应力重分布;根据最终应力场由初始应力场与开挖应力场叠加的特点,建立底板岩层的力学分析模型;采用Fourier积分变换方法求解双调和方程,并利用形式函数待定法求解对偶积分方程,得到底板应力场与位移场的解析表达式;然后根据Mohr-Coulomb准则判断底板岩层的塑性破坏深度。通过算例分析结果表明:在采空区底板中主应力随着深度的增加而增大至原岩应力;而在侧帮底板中最大主应力随深度的增加而逐渐减小至原岩应力;在侧帮底板深度小于10 m时,主应力发生旋转,3?变为中间主应力并且随深度逐渐减小,当随深度继续增加时又逐渐增大至原岩应力;在采空区的中心发生最大底臌位移为0.236 m,侧帮底板受支撑压力作用产生向下的位移;塑性破坏范围呈中间大两边小,最大破坏深度为31.2 m,为半开挖宽度的1.04倍。最后通过FLAC3D模拟煤层开采,发现两者计算结果虽存在一定的偏差,但总体趋势基本一致,说明该解析方法能较准确地分析底板的应力与位移,可为工程实践提供指导与计算方法。
关键词
积分变换
采场底板
解析计算
应力
变形
Keywords
integral transform
stopes floor
analytical solution
stress
deformation
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多层介质寒区公路隧道保温层厚度计算的一种解析方法
冯强
蒋斌松
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
29
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下载PDF
职称材料
2
基于积分变换采场底板应力与变形解析计算
冯强
蒋斌松
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
19
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职称材料
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