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基于椭球体理论粘性土层隧道松动土压力研究
1
作者
丁海滨
喻义天
+4 位作者
梁禄钜
孙洋
余辉
何建国
徐长节
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期228-238,共11页
准确预测隧道上覆土压力对隧道支护结构的设计和开挖方式的选择具有重要意义.Terzaghi土拱效应理论是基于滑移面为垂直面这一假设建立的,但实际情况中由于受到地层扰动的影响,滑移面呈现出曲面形状.为研究粘性土层滑移面演化规律及松动...
准确预测隧道上覆土压力对隧道支护结构的设计和开挖方式的选择具有重要意义.Terzaghi土拱效应理论是基于滑移面为垂直面这一假设建立的,但实际情况中由于受到地层扰动的影响,滑移面呈现出曲面形状.为研究粘性土层滑移面演化规律及松动土压力分布规律,首先,采用数值模拟软件计算隧道开挖后上覆土压力,并分析粘性土下土拱效应演化规律;其次,根据隧道拱的破裂面规律,从椭球体理论出发,并考虑粘性土层中主应力轨迹线为圆弧对Terzaghi松动土压力进行修正;最后,将理论计算结果与已有的实验数据及有限元计算结果进行对比,验证了本文公式在粘性土层中应用的合理性,并进一步研究了地层损失率S_(L)、内摩擦角φ、黏聚力c与隧道松动土压力的关系.研究结果表明:相较于无粘性土层,粘性土层滑移面的破坏程度更大,但两者滑移面变化规律基本一致.当隧道埋深比H/D≤1.5,出现三角形状滑移面,随着隧道埋深的持续增大,地层逐渐向内形成剪切面,最终形成塔形状滑移面;松动区内部侧土压力系数K_(v)在任意位置处都是不同的,且在Terzaghi建议的1.0上下浮动.对比浅埋隧道,深埋隧道的松动土压力受地层损失率S_(L)的影响更大.粘性土层隧道上覆荷载呈“半葫芦形”分布,表现为从拱顶附近向拱腰逐渐减小;同时,在内摩擦角φ较小的地层中,提高黏聚力c有利于减小隧道上覆土压力.
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关键词
土拱效应
粘性土
椭球体理论
松动土压力
数值模拟
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职称材料
基于Kerr地基模型单井降水邻近管线变形计算方法
被引量：
3
2
作者
管凌霄
徐长节
+3 位作者
可文海
冯国辉
夏雪勤
孙洋
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期107-114,共8页
为了研究单井降水对邻近管线的影响,基于Kerr地基模型结合两阶段法提出了一种单井降水引起邻近管线竖向变形的计算方法。在第一阶段采用有效应力原理与Dupuit假定计算出降水引起邻近管线受到的附加应力,第二阶段将管线视作搁置在三参数K...
为了研究单井降水对邻近管线的影响,基于Kerr地基模型结合两阶段法提出了一种单井降水引起邻近管线竖向变形的计算方法。在第一阶段采用有效应力原理与Dupuit假定计算出降水引起邻近管线受到的附加应力,第二阶段将管线视作搁置在三参数Kerr地基上Euler-Bernoulli梁,以此模拟管线与土的相互作用进而推导出管线的竖向位移。通过与原位降水试验及Winkler模型的结果进行对比,验证了所提方法的准确性,并进一步分析了土体弹性模量、渗透系数、管-井间距以及水位降深变化对管线竖向位移的影响。分析结果表明:所采用的Kerr地基模型考虑了土体变形的连续性,相比Winkler地基模型更具优越性;土体渗透系数及管-井间距对管线变形影响较小,而土体弹性模量与降水井内水位降深影响较大;土体弹性模量减小、水位降深增大均导致管线变形明显增大,且易引起管线位移超过允许值,应针对相应因素采取防控措施。
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关键词
单井降水
既有管线
有效应力原理
两阶段法
Kerr地基
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职称材料
题名
基于椭球体理论粘性土层隧道松动土压力研究
1
作者
丁海滨
喻义天
梁禄钜
孙洋
余辉
何建国
徐长节
机构
轨道
交通
基础设施性能监测与保障国家重点实验室(
华东
交通大学
)
江西省
地下
空间技术
开发
工程
研究
中心
(
华东
交通大学
)
浙大城市学院
江西省
交通
科学
研究
院有限公司
江西省
交通
投资集团有限责任公司赣州管理
中心
浙江交工集团股份有限公司
出处
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期228-238,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFC3009400)
国家自然科学基金重点资助项目(52238009)
+2 种基金
江西省赣鄱俊才-青年人才项目(20232BCJ23069)
江西省研究生创新专项基金资助项目(YC2023-S492)
江西省重点研发揭榜挂帅项目(20223BBG71018)。
文摘
准确预测隧道上覆土压力对隧道支护结构的设计和开挖方式的选择具有重要意义.Terzaghi土拱效应理论是基于滑移面为垂直面这一假设建立的,但实际情况中由于受到地层扰动的影响,滑移面呈现出曲面形状.为研究粘性土层滑移面演化规律及松动土压力分布规律,首先,采用数值模拟软件计算隧道开挖后上覆土压力,并分析粘性土下土拱效应演化规律;其次,根据隧道拱的破裂面规律,从椭球体理论出发,并考虑粘性土层中主应力轨迹线为圆弧对Terzaghi松动土压力进行修正;最后,将理论计算结果与已有的实验数据及有限元计算结果进行对比,验证了本文公式在粘性土层中应用的合理性,并进一步研究了地层损失率S_(L)、内摩擦角φ、黏聚力c与隧道松动土压力的关系.研究结果表明:相较于无粘性土层,粘性土层滑移面的破坏程度更大,但两者滑移面变化规律基本一致.当隧道埋深比H/D≤1.5,出现三角形状滑移面,随着隧道埋深的持续增大,地层逐渐向内形成剪切面,最终形成塔形状滑移面;松动区内部侧土压力系数K_(v)在任意位置处都是不同的,且在Terzaghi建议的1.0上下浮动.对比浅埋隧道,深埋隧道的松动土压力受地层损失率S_(L)的影响更大.粘性土层隧道上覆荷载呈“半葫芦形”分布,表现为从拱顶附近向拱腰逐渐减小;同时,在内摩擦角φ较小的地层中,提高黏聚力c有利于减小隧道上覆土压力.
关键词
土拱效应
粘性土
椭球体理论
松动土压力
数值模拟
Keywords
soil arch effect
clayey soil
ellipsoid theory
loose earth pressure
numerical simulation
分类号
TU93 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于Kerr地基模型单井降水邻近管线变形计算方法
被引量：
3
2
作者
管凌霄
徐长节
可文海
冯国辉
夏雪勤
孙洋
机构
轨道
交通
基础设施性能监测与保障国家重点实验室(
华东
交通大学
)
江西省
地下
空间技术
开发
工程
研究
中心
(
华东
交通大学
)
江西省
岩土
工程
基础设施安全与控制重点实验室(
华东
交通大学
)
滨海和城市岩土
工程
研究
中心
(浙江
大学
)
江西省
交通
科学
研究
院有限公司
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期107-114,共8页
基金
国家杰出青年科学基金(51725802)
国家自然科学基金(52108321,52238009)
+1 种基金
江西省自然科学基金-揭榜挂帅项目(20223BBG71018)
江西省研究生创新资金(YC2022-B175)。
文摘
为了研究单井降水对邻近管线的影响,基于Kerr地基模型结合两阶段法提出了一种单井降水引起邻近管线竖向变形的计算方法。在第一阶段采用有效应力原理与Dupuit假定计算出降水引起邻近管线受到的附加应力,第二阶段将管线视作搁置在三参数Kerr地基上Euler-Bernoulli梁,以此模拟管线与土的相互作用进而推导出管线的竖向位移。通过与原位降水试验及Winkler模型的结果进行对比,验证了所提方法的准确性,并进一步分析了土体弹性模量、渗透系数、管-井间距以及水位降深变化对管线竖向位移的影响。分析结果表明:所采用的Kerr地基模型考虑了土体变形的连续性,相比Winkler地基模型更具优越性;土体渗透系数及管-井间距对管线变形影响较小,而土体弹性模量与降水井内水位降深影响较大;土体弹性模量减小、水位降深增大均导致管线变形明显增大,且易引起管线位移超过允许值,应针对相应因素采取防控措施。
关键词
单井降水
既有管线
有效应力原理
两阶段法
Kerr地基
Keywords
single well dewatering
existing pipeline
effective stress principle
two-phase method
Kerr foundation
分类号
TU93 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于椭球体理论粘性土层隧道松动土压力研究
丁海滨
喻义天
梁禄钜
孙洋
余辉
何建国
徐长节
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于Kerr地基模型单井降水邻近管线变形计算方法
管凌霄
徐长节
可文海
冯国辉
夏雪勤
孙洋
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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