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题名渗流效应下富水粉砂地层盾构隧道端头开挖安全性分析
被引量：1
- 1
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作者
张佳华
杨小丽
蒋贤勇
张道兵
张标
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机构
湖南科技大学公共安全与应急管理研究院
湖南科技大学资源环境与安全工程学院
湖南科技大学土木工程学院
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第1期295-306,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52074116)
湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(23B0476)。
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文摘
盾构在富水地层中掘进,始发或到达前破除洞门极易造成端头地层失稳破坏。为了分析富水地层盾构隧道端头的安全性,预防坍塌灾害的发生,基于前人提出的富水盾构隧道开挖面附近的水头分布经验公式,忽略横断面上的渗流影响,将复杂的三维渗流难题简化为二维渗流问题,得到了富水盾构隧道开挖面附近的二维渗流场。假定渗流过程中静水头保持恒定,引入二维渗流模型,结合极限分析上限法构建渗流效应下富水粉砂地层盾构隧道端头坍塌破坏机制,推导产生破坏的渗透力功率和岩体重力功率以及抵抗破坏的内能耗散率,并采用穷举算法求解安全系数的最优上限解。研究结果表明,水头差、岩体抗剪强度指标、开挖洞径、埋深比对盾构隧道端头的安全性有显著影响,尤其是水头差,假定水头差为0,即不考虑渗流效应会明显高估盾构隧道端头的安全性。与不降水情况相比较,降水处理后盾构隧道端头地层的安全性显著提高,且处于安全状态,安全性不再与埋深有关,而是取决于地层的抗剪强度以及开挖洞径。研究成果成功应用于长沙地铁5号线与2号线,分析了降水前后富水盾构隧道端头地层的安全性,同时也验证了其处理方案的合理性。本文方法可为今后富水地层盾构隧道端头安全性分析提供理论指导。
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关键词
盾构隧道端头
渗透力
安全系数
降水
地下水位线
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Keywords
end of shield tunnel
seepage force
safety factor
precipitation
ground water line
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分类号
U458
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名注氮在安源煤矿防治煤自燃的应用
被引量：1
- 2
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作者
甘建军
胡德萍
蔡新平
鲁义
谷旺鑫
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机构
江西煤业集团有限责任公司安源煤矿
湖南科技大学资源环境与安全工程学院
湖南科技大学公共安全与应急管理研究院
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出处
《煤》
2024年第9期25-27,57,共4页
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文摘
安源煤矿大槽煤层具有自燃倾向,漏风较严重,存在较严重的煤自燃问题。通过现场检测及采样,发现大槽煤层301工作面、329工作面、335工作面、380工作面有煤自然发火的隐患,存在挂汗,CO、O_(2)体积分数高,高温等现象。为此,安源煤矿采用注氮防灭火措施,对301工作面、329工作面、335工作面、380工作面注入氮气700 m^(3)、1400 m^(3)、700 m^(3)、600 m^(3),共计注氮量3400 m^(3).结果表明:注氮后解决了以上问题,达到了良好的防治效果,确保了矿井安全。
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关键词
煤自燃
采空区
注氮防灭火
注氮量
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分类号
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名深埋岩溶隧道掌子面突水灾害可靠性上限分析
被引量：1
- 3
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作者
源小梦
张佳华
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机构
湖南科技大学资源环境与安全工程学院
湖南科技大学公共安全与应急管理研究院
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出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期301-312,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(51804113,52074116)
湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(23B0476)资助。
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文摘
旨在研究高地应力、高压富水条件下深埋岩溶隧道掌子面突水灾害的可靠性问题。基于已有研究成果,考虑高地应力以及高压富水地质条件,采用极限分析上限法构建了以剪切破坏为主的深埋岩溶隧道掌子面三维防突机制。根据虚功率原理建立突水破坏过程中的能量方程,利用Hoek-Brown强度准则求解了高地应力以及高压富水条件下防止掌子面突水所需要的支护力上限解。在极限破坏状态下,根据掌子面上施加的支护力与突水破坏时的围岩压力构建极限状态方程,建立了深埋岩溶隧道掌子面防突可靠度模型,并采用响应面法计算了掌子面发生突水灾害的失效概率。分析了水平地应力、溶腔水压力、岩体强度参数以及隧道洞径对支护力、潜在破坏长度的影响规律,给出了满足不同容许失效概率下深埋岩溶隧道预防突水灾害所需要的最小支护力以及在有限支护效应下能抵抗的最大破坏长度。将研究成果应用于实际工程案例中,与已有研究、现场结果相比较,验证了本文计算结果的有效性,可为今后类似深埋岩溶隧道的防突问题提供理论指导和参考。
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关键词
高地应力
高压富水
三维防突可靠度模型
支护力
破坏长度
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Keywords
high ground stress
high-pressure and water-rich
3D outburst prevention reliability model
support pressure
failure length
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分类号
U458
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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