地下工程涌水涌砂诱发的沉降试验研究 被引量：13

1

作者 刘成禹 张翔 +1 位作者 程凯 陈博文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期843-851,共9页

针对地下工程中涌水、涌砂诱发的沉降问题,设计了一套可以改变涌口直径模拟水、砂涌出的可视化试验装置,对不同厚跨比及砂土中不同细颗粒含量下涌水、涌砂诱发的沉降规律进行了研究。试验结果表明:当厚跨比大于某一数值时,砂土中无论细... 针对地下工程中涌水、涌砂诱发的沉降问题,设计了一套可以改变涌口直径模拟水、砂涌出的可视化试验装置,对不同厚跨比及砂土中不同细颗粒含量下涌水、涌砂诱发的沉降规律进行了研究。试验结果表明:当厚跨比大于某一数值时,砂土中无论细颗粒含量多大,土体均不会发生沉降;当厚跨比在一定范围内、细颗粒含量小于某一数值时,土体会发生沉降,大于该数值后,土体会发生溃砂;溃砂发生的临界细颗粒含量与厚跨比初期呈抛物线上升关系,后期保持水平;当厚跨比小于某一数值时,砂土中无论细颗粒含量多小,均会发生溃砂;圆形涌口涌水、涌砂诱发的沉降在平面上呈圆形,剖面上近似二次曲面;土体溃砂后的沉降范围与沉降曲面的形状破坏角有关,沉降曲面的形状破坏角大致比土体天然休止角大9o。 展开更多

关键词 沉降范围 厚跨比 细颗粒含量 溃砂

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风驱雨作用下植被斜坡稳定性响应研究 被引量：3

2

作者 林滨强 章德生 +3 位作者 简文彬 豆红强 王浩 樊秀峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2765-2774,共10页

闽东南高植被覆盖区台风暴雨型滑坡频发,探索在植被、降雨、强风作用下的滑坡失稳演化及其规律对揭示高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的成灾机制、监测预警具有重要的理论及实际意义。以福建省永泰县洋斜滑坡为研究对象,对斜坡上的毛竹进行... 闽东南高植被覆盖区台风暴雨型滑坡频发,探索在植被、降雨、强风作用下的滑坡失稳演化及其规律对揭示高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的成灾机制、监测预警具有重要的理论及实际意义。以福建省永泰县洋斜滑坡为研究对象,对斜坡上的毛竹进行拉拔试验以及对根土区进行单环入渗试验,结合Green-Ampt模型和无限边坡模型,研究在台风暴雨作用下植被土坡的稳定性响应规律及其稳定性分析方法。结果表明:(1)毛竹抵御的极限风速主要在18~30 m/s的范围之内,对应8~11级风力范围。(2)毛竹迎风区土体入渗能力随着风速的增长而增长,0~12 m/s内入渗能力基本不变,12 m/s以上入渗能力迅速增长。(3)根土区湿润锋的迁移速度随着风速和降雨强度的增大而加快,台风通过植被扰动土体形成优势渗流,对入渗的影响主要在于加快了湿润锋的迁移速度。风−雨−植被协同作用下,风速是影响土体入渗能力的重要因素。(4)台风暴雨作用下风荷载通过植被加快根区土降雨入渗,从而增大湿润锋迁移速度,是台风暴雨型滑坡孕灾、成灾的重要环节。 展开更多

关键词 降雨 边坡稳定性 风荷载 湿润锋 滑坡

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基于现场原型测试的乔木覆盖滑坡区根-土复合体力学性能研究 被引量：1

3

作者 林昀昭 简文彬 +3 位作者 赖增荣 钟鑫 张骏逸 夏昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3423-3434,共12页

为揭示乔木根系力学特性及其对斜坡的力学效应,选取福建武平高植被覆盖区滑坡为研究点,对研究区典型乔木根系按径级分类后进行根系抗拉力学特性测试,并在滑坡现场进行不同根系横截面积比(rootcross-sectionalarearatio,简称RAR)、含水... 为揭示乔木根系力学特性及其对斜坡的力学效应,选取福建武平高植被覆盖区滑坡为研究点,对研究区典型乔木根系按径级分类后进行根系抗拉力学特性测试,并在滑坡现场进行不同根系横截面积比(rootcross-sectionalarearatio,简称RAR)、含水率下的根-土复合体原位直剪试验以及剖面根系分布特征调查,对根系在浅层滑坡的力学效应展开探究。研究结果表明:(1)1~7径级下马尾松、杉木抗拉力范围为12.45~673.09 N,抗拉力与根径呈幂函数正相关;抗拉强度范围为7.16~60.95MPa,抗拉强度与根径呈幂函数负相关。杉木根系平均抗拉力与抗拉强度均大于马尾松。(2)乔木根系显著提高了土体抗剪强度,根系对土体提供的附加黏聚力与剪切面RAR显著正相关。杉木根系构型更接近R型,马尾松为VH型,相近RAR下杉木对土体的加固作用优于马尾松。(3)随着含水率增加,马尾松、杉木根-土复合体抗剪强度显著下降,水分入渗使根系对土体提供的附加黏聚力受到削减。(4)基于Wu模型,考虑水分对土体黏聚力与根系附加黏聚力的影响,建立了考虑含水率的根-土复合体抗剪强度值估算模型,经检验,精度高于Wu模型,结果较为合理。(5)根系对浅层滑坡虽然具有加固作用,但受到根系分布深度、密度以及降雨等因素限制,强降雨作用下根系对浅层滑坡稳定性贡献具有局限性。 展开更多

关键词 乔木根系 原位直剪 抗拉强度 根-土复合体 浅层滑坡

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基于现场原型测试的毛竹根土复合体力学性能研究

4

作者 钟鑫 简文彬 +3 位作者 樊秀峰 吴宜龙 林昀昭 张骏逸 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期38-47,共10页

毛竹在闽东南丘陵山地广泛分布,为了研究闽东南特色植被毛竹的根土复合体抗拔与抗剪性能及其对斜坡稳定性的影响,在福州市永泰县岭路乡庄边村滑坡区,使用自行研发的专利仪器对不同直径的毛竹进行原位整株拉拔试验与原位剪切试验;使用万... 毛竹在闽东南丘陵山地广泛分布,为了研究闽东南特色植被毛竹的根土复合体抗拔与抗剪性能及其对斜坡稳定性的影响,在福州市永泰县岭路乡庄边村滑坡区,使用自行研发的专利仪器对不同直径的毛竹进行原位整株拉拔试验与原位剪切试验;使用万能试验机对现场根土复合体中不同直径根系进行单根拉拔试验。结果表明:在抗拉性能上,毛竹的直径大小会影响到毛竹整株拉拔的强度,随着直径增大其极限整株抗拉强度与抗剪强度均提升,毛竹竹鞭与丝根具有有效抗拔作用;毛竹单根根系的直径与极限抗拉力呈线性正相关,与抗拉强度呈负相关;在抗剪性能上,毛竹直径与根土复合体抗剪强度呈正相关。研究成果对分析毛竹根土复合体力学性能,揭示竹林斜坡成灾机制,提高植被护坡效益具有重要的理论及实际意义。 展开更多

关键词 毛竹 抗拔 根系 根土复合体 边坡稳定

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行人荷载下乐山大佛九曲栈道赋存岩体稳定性研究

5

作者 鲍方伟 刘成禹 +2 位作者 麻润杰 谢永宁 吴昌宇 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期149-161,共13页

针对乐山大佛九曲栈道地形崎岖多变、长年游人如织的特点,为分析行人荷载对九曲栈道赋存岩体稳定性的影响,建立了九曲栈道区域的精细化模型,采用数值计算方法研究了行人静、动荷载作用下九曲栈道赋存岩体的受力状态及变形特征。结果表明... 针对乐山大佛九曲栈道地形崎岖多变、长年游人如织的特点,为分析行人荷载对九曲栈道赋存岩体稳定性的影响,建立了九曲栈道区域的精细化模型,采用数值计算方法研究了行人静、动荷载作用下九曲栈道赋存岩体的受力状态及变形特征。结果表明,九曲栈道满载行人时赋存岩体整体稳定,仅局部表层岩体发生破坏。静荷载下L1裂隙底部、L15中下部及栈道底部佛龛的表层岩体受拉破坏;栈道中下部两转角处崖壁、佛脚平台及临江面底部凸出部位的表层岩体易发展为受拉破坏。动荷载下栈道赋存岩体的振动速度均超过规范容许值,在行人动荷载长期作用下易疲劳破坏;栈道上部转角处凸出部位的表层岩体还可能发生瞬时受拉破坏。研究结果对掌握行人荷载下九曲栈道赋存岩体的稳定性现状及预防性加固有指导意义。 展开更多

关键词 九曲栈道 精细化建模 行人荷载 数值计算 稳定性

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川渝地区石窟窟檐的稳定性研究

6

作者 冯新 刘成禹 +1 位作者 吴昌宇 麻润杰 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期138-148,共11页

川渝地区石窟主要开凿在砂泥岩交替出露的山体崖壁上,崖壁上部自然岩体窟檐对下部造像区具有一定的保护作用。为分析窟檐在自然环境下的稳定性情况,在对川渝地区石窟地层特点、窟檐岩体结构、窟檐尺寸范围及力学参数等调查基础上,利用FL... 川渝地区石窟主要开凿在砂泥岩交替出露的山体崖壁上,崖壁上部自然岩体窟檐对下部造像区具有一定的保护作用。为分析窟檐在自然环境下的稳定性情况,在对川渝地区石窟地层特点、窟檐岩体结构、窟檐尺寸范围及力学参数等调查基础上,利用FLAC^(3D)对窟檐稳定性进行计算分析后发现,依据窟檐结构特点的差异、卸荷裂隙是否存在以及发育位置的不同,川渝地区石窟窟檐主要有3种破坏模式:悬臂拉断破坏、倾倒破坏、软弱基座压溃破坏。进一步分析得到每种破坏模式的破坏特点、影响窟檐稳定性的主要因素及影响规律。最后,给出窟檐稳定性评价参考表,可为川渝地区石窟窟檐现场勘察和稳定性评价提供参考。 展开更多

关键词 川渝石窟 窟檐 数值分析 稳定性

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降雨入渗下非饱和坡残积土湿润锋运移试验研究 被引量：24

7

作者 简文彬 黄聪惠 +1 位作者 罗阳华 聂闻 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1123-1133,共11页

我国东南沿海地区丘陵山地发育,降雨入渗到土体中的水分是导致滑坡灾害频发的关键因素。以福建省泉州市德化县地质灾害点为主要研究对象,考察典型地质灾害点具有代表性的坡积土与花岗岩残积土的渗透特性。利用自行研制的土体入渗装置,... 我国东南沿海地区丘陵山地发育,降雨入渗到土体中的水分是导致滑坡灾害频发的关键因素。以福建省泉州市德化县地质灾害点为主要研究对象,考察典型地质灾害点具有代表性的坡积土与花岗岩残积土的渗透特性。利用自行研制的土体入渗装置,分别在降雨强度为15、30、60mm/h条件下,考虑降雨历时一致(180min)与过程降雨量一致(90mm)两种工况开展一维土柱入渗试验,得到相应的各个土柱含水率、湿润锋、入渗率随时间变化的响应规律。试验结果表明:(1)土体渗透系数越大、雨强越大,土体湿润蔓延距离越深、速度越快。(2)降雨入渗过程中,土体含水率由浅及深逐次对降雨进行响应。不同雨强对含水率的影响主要体现在第一次响应时间以及饱和速度上,雨强越大,响应时间越快,饱和速度也越快。(3)提出可表征在不同雨强作用下,德化县马坪滑坡与崩土岭滑坡的湿润锋入渗公式。该研究成果对台风暴雨型滑坡的孕灾机制分析以及精细化监测预警具有重要的理论及实际意义。 展开更多

关键词 降雨 坡残积土 湿润锋 响应时间 滑坡

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基于降雨染色示踪试验的大孔隙流特性研究 被引量：13

8

作者 吕捷 樊秀峰 吴振祥 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第5期109-114,122,共7页

实际边坡土体内部存在大孔隙等优势通道,坡体内的水分运动常表现出优势流特性。为探究降雨作用下天然边坡土体内大孔隙的发育特征及优势流的空间响应规律,开展原状土柱的降雨染色示踪试验。通过染色信息标定水分浸润面积,根据“水分浸... 实际边坡土体内部存在大孔隙等优势通道,坡体内的水分运动常表现出优势流特性。为探究降雨作用下天然边坡土体内大孔隙的发育特征及优势流的空间响应规律,开展原状土柱的降雨染色示踪试验。通过染色信息标定水分浸润面积,根据“水分浸润面积比”这一参数评价土柱内部不同大孔隙的发育特征对优势流发展及水分入渗通量的影响。研究结果表明:原状土柱中优势通道的发育程度与空间变异性较强,优势通道类型以大孔隙为主,连通性与开启程度好的大孔隙,优势流快速通过,与周围基质交换能力弱,可快速多量地补给地下水;分布不规则、方向各异的大孔隙,优势流现象被削弱,与基质交换能力强,但随深度逐渐减弱;个别死端大孔隙,滞留水分较多,增强了与周围基质的水分交换能力,对优势流的运移作用不大。染色评价结果与土柱实测水分通量所得规律完全一致,准确揭示了原状土中大孔隙流的典型空间分布特征。 展开更多

关键词 优势流 大孔隙 优势通道 染色示踪 原状土柱

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基于现场原型试验的斜坡降雨入渗分析及入渗模型研究 被引量：16

9

作者 郭智辉 简文彬 +1 位作者 刘青灵 聂闻 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1635-1647,共13页

我国东南沿海地区台风暴雨多发,而台风暴雨条件下雨水的入渗是东南丘陵山地滑坡的一个重要诱因。有必要深入研究不同地质地形斜坡环境条件下雨水入渗湿润锋的迁移规律。通过滑坡原位监测试验场的监测数据,分析了降雨入渗时空变化规律,... 我国东南沿海地区台风暴雨多发,而台风暴雨条件下雨水的入渗是东南丘陵山地滑坡的一个重要诱因。有必要深入研究不同地质地形斜坡环境条件下雨水入渗湿润锋的迁移规律。通过滑坡原位监测试验场的监测数据,分析了降雨入渗时空变化规律,建立了综合考虑土体初始含水率分布不均匀性和斜坡环境的降雨入渗模型,并利用现场试验结果及前人经典模型计算结果对该模型进行了对比分析。结果表明:(1)降雨入渗初期,不同深度含水率增长斜率较陡,随着时间的推移,斜率逐渐减缓。当累计降雨量达到44.4mm以上时,含水率剖面图由Z型变为反S型,随着降雨量的减少,雨水入渗过程由积水入渗转变为非积水入渗。入渗后期,不同深度含水率增长率趋于一个常数,而达到稳定入渗阶段。(2)湿润锋迁移速度随降雨量增大而增加,降雨初期,雨水入渗率大,湿润锋迁移速率快,且迁移速度随土层埋深的增大而减少。(3)改进的降雨入渗模型计算的湿润锋深度随时间的变化结果与现场监测试验结果较为吻合,考虑斜坡倾角和初始含水率分布的不均匀性可提高Green-Ampt模型计算精度。该研究结果对于建立有效的台风暴雨型滑坡的预警模型具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 原型监测 体积含水率 湿润锋 GREEN-AMPT入渗模型

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CSFG-FR协同作用改良淤泥固化土性能试验研究 被引量：37

10

作者 陈瑞敏 简文彬 +1 位作者 张小芳 方泽化 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1020-1030,共11页

为改良淤泥固化土力学特性,提高其变形稳定性,提出采用以水泥-矿渣-粉煤灰-石膏(CSFG,cement-slag-flyash-gypsum)为材料的新型环保固化剂,协同纤维加筋(FR)作用改良淤泥固化土。通过开展无侧限抗压试验和渗透试验,对比分析了不同CSFG掺... 为改良淤泥固化土力学特性,提高其变形稳定性,提出采用以水泥-矿渣-粉煤灰-石膏(CSFG,cement-slag-flyash-gypsum)为材料的新型环保固化剂,协同纤维加筋(FR)作用改良淤泥固化土。通过开展无侧限抗压试验和渗透试验,对比分析了不同CSFG掺量(10%、20%、30%)、不同纤维长度(0、3、6、12 mm)和纤维掺量(0%、0.2%、0.4%、0.8%)对试样力学性能和渗透性能的影响。此外,通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)和核磁共振试验(NMR)分析了CSFG-FR协同作用的微观机制,讨论了其协同作用机制。得到如下主要结论:CSFG-FR试样的力学性能有较为显著的提升,破坏模式从脆性破坏转变为韧性破坏,变形性能也得到改善,但渗透性能改良效果不明显;CSFG-FR中的纤维存在临界掺量(0.4%),当纤维小于临界掺量时发挥积极作用,超过时则会产生反作用;纤维通过形成三维纤维网络,促进水化物分布,引导水化物在其表面附着生长而发挥CSFG-FR协同作用,最佳纤维掺量为0.4%,最佳纤维长度为12 mm。 展开更多

关键词 淤泥固化 纤维加筋 CSFG固化剂 固化机制 工程特性

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宽级配砾质土快速三轴固结排水剪试验影响因素研究

11

作者 陈志波 黄聪明 +1 位作者 朱俊高 王俊杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期160-167,共8页

宽级配砾质土是由砾石料和黏土料按一定比例混合而成,其具有压缩性低、抗剪强度大等特点,目前常作为土石坝心墙料或路基填料而得到广泛应用。由于宽级配砾质土渗透系数较小,在常规三轴固结排水剪(CD)试验中固结排水较慢,导致其试验周期... 宽级配砾质土是由砾石料和黏土料按一定比例混合而成,其具有压缩性低、抗剪强度大等特点,目前常作为土石坝心墙料或路基填料而得到广泛应用。由于宽级配砾质土渗透系数较小,在常规三轴固结排水剪(CD)试验中固结排水较慢,导致其试验周期很长。为了提高固结排水的效率,可采用一种在试样中心加圆柱形砂芯的快速三轴CD试验方法。基于快速三轴CD试验,通过变化不同砂芯类别、不同砂芯直径、不同掺砾量等各因素,全面研究了各因素对宽级配砾质土快速三轴CD试验的影响。研究结果表明,快速三轴CD试验方法能够有效加快试样排水固结,从而加快整个试验进程;砂芯类别、砂芯直径、掺砾量等因素均对试验固结排水速度和剪切过程应力应变产生不同程度影响;砂芯直径越小,其试验成果与无砂芯试样越接近。 展开更多

关键词 宽级配砾质土 快速三轴CD试验 砂芯圆柱样 砂芯类别 掺砾量

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自然条件下石窟岩石裂缝宽度的变化规律

12

作者 刘成禹 许枝钰 +2 位作者 吴昌宇 张向向 郑健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3105-3116,共12页

以北京周口店猿人洞遗址侧壁上的钙质胶结砾岩为研究对象,通过12个岩石测缝计连续7年监测数据和周边环境监测数据的统计分析,得出自然条件下石窟岩石裂缝的变化规律。研究表明:(1)自然条件下,岩石裂缝宽度呈现出季节性、周期性变化规律... 以北京周口店猿人洞遗址侧壁上的钙质胶结砾岩为研究对象,通过12个岩石测缝计连续7年监测数据和周边环境监测数据的统计分析,得出自然条件下石窟岩石裂缝的变化规律。研究表明:(1)自然条件下,岩石裂缝宽度呈现出季节性、周期性变化规律,采用适宜于非平稳季节的差分自回归滑动平均模型(autoregressive integrated moving average model,简称ARIMA模型)对裂缝宽度进行预测,其中ARIMA(2, 1, 1)模型的拟合精度最高。(2)岩石裂缝宽度与环境温度、湿度呈负相关性关系,与环境温度的相关性明显高于湿度;岩石裂缝宽度变化滞后于环境温度和湿度的变化,与温度的滞后相关性高于湿度,与温度的滞后时间远小于与湿度的滞后时间。(3)岩石裂缝宽度与环境温度的相关性及滞后相关性程度为常温>高温>低温>极端低温;滞后时间为极端低温>低温>高温;周边环境相对湿度越稳定,它们的相关性越高。(4)相同温度下,岩石裂缝宽度随时间呈缓慢增长趋势,近似呈指数增长或指数渐近式分布。(5)环境温度相同条件下,湿度越稳定,岩石裂缝宽度随时间的增长越缓慢;天然状态下,环境温度越低,岩石裂缝宽度随时间的增长越快。该研究成果有助于深入了解石窟岩石裂缝在自然条件下的扩展规律,为温带季风气候地区岩石古遗址、石窟、石刻等的预防性保护提供了裂缝变化的参考依据。 展开更多

关键词 岩石裂缝 温度 相对湿度 相关性 猿人洞

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基坑围护结构增量计算法的改进 被引量：12

13

作者 刘成禹 陈淑云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1834-1839,共6页

就围护桩(或围护墙)加内支撑这一基坑支护形式而言,基于弹性地基梁理论的增量法是其围护结构内力和变形计算的常用方法。合理计算荷载增量是该方法实施的关键之一。目前,该法的荷载增量主要由土压力增量和挖除土体弹性抗力释放的反力增... 就围护桩(或围护墙)加内支撑这一基坑支护形式而言,基于弹性地基梁理论的增量法是其围护结构内力和变形计算的常用方法。合理计算荷载增量是该方法实施的关键之一。目前,该法的荷载增量主要由土压力增量和挖除土体弹性抗力释放的反力增量两部分组成。根据弹性地基梁和增量法的基本原理,结合基坑施工过程,综合分析得出:荷载增量除上述两部分外,还应包括开挖面以下土体因开挖面下降、水平抗力系数降低而引起的土体弹性抗力部分释放的反力增量;开挖面以下围护桩(或围护墙)任意点的这部分反力增量等于该点在上一工况下的侧向位移与开挖侧土体水平抗力系数的比例系数m和本工况挖除土体厚度的乘积。工程实例理论计算结果和实测结果的对比分析表明,与传统增量法相比,采用改进增量法,围护桩(或围护墙)侧向位移的计算值与实测值更加接近,计算结果更加符合工程实际。 展开更多

关键词 基坑 围护结构 侧向位移 增量法 弹性抗力

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地下水封洞库洞室轴线方向优化方法 被引量：6

14

作者 曹洋兵 陈玉华 +2 位作者 黄真萍 刘成禹 邱冬冬 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第5期155-162,共8页

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩... 地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。 展开更多

关键词 地下水封洞库 洞室轴线方向 优化方法 离散元模拟 关键块体理论

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基于探地雷达单道信号处理的岩溶分析方法 被引量：23

15

作者 刘成禹 余世为 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3618-3626,共9页

探地雷达(GPR)作为岩溶隧道超前地质预报的主要手段广泛运用于隧道岩溶探测,但GPR自带分析软件所得时间剖面图只能进行岩溶定性分析,无法较准确地确定岩溶的位置、大小和形状。基于此,提出一种基于GPR原始数据的单道信号计算岩溶位置和... 探地雷达(GPR)作为岩溶隧道超前地质预报的主要手段广泛运用于隧道岩溶探测,但GPR自带分析软件所得时间剖面图只能进行岩溶定性分析,无法较准确地确定岩溶的位置、大小和形状。基于此,提出一种基于GPR原始数据的单道信号计算岩溶位置和大小的方法。具体做法主要包括:先用地质雷达自带分析软件确定岩溶位于哪几道信号上,再将这几道信号的数据利用自编程序提取并作Hilbert函数变换,绘出信号的瞬时振幅、相位和频率图(三瞬图),根据每道三瞬图图像突变的位置确定岩溶的起、终点,最后联合各道计算结果确定岩溶的位置、大小和形状。上述方法在赣龙铁路中复隧道DK189+135、DK189+75断面岩溶探测中得到了成功运用。实践证明,该方法能较准确地确定岩溶的位置、大小和形状,是基于探地雷达探测岩溶分析的可行方法。 展开更多

关键词 探地雷达 岩溶 位置 单道信号 Hilbert函数变换

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冻融温变速率对岩石受载特性的影响规律 被引量：9

16

作者 刘成禹 郑道哲 +2 位作者 张向向 陈成海 曹洋兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2071-2082,2175,共13页

以贺兰山岩画、云冈石窟等中常见的硅质胶结砂岩为研究对象,对不同温变速率冻融后岩样进行称重、超声波测试和单轴压缩试验,探究了冻融后岩石物理力学性质随冻融温变速率的变化规律;根据冻融后岩石受载过程中的声发射和微震特征,揭示了... 以贺兰山岩画、云冈石窟等中常见的硅质胶结砂岩为研究对象,对不同温变速率冻融后岩样进行称重、超声波测试和单轴压缩试验,探究了冻融后岩石物理力学性质随冻融温变速率的变化规律;根据冻融后岩石受载过程中的声发射和微震特征,揭示了温变速率对冻融后岩石内部不同尺度裂纹扩展的影响规律及其内在机制。研究表明:(1)随着温变速率增加,岩样冻融后的微裂纹增多,颗粒间联结强度减弱,峰值强度、弹性模量降低,破坏应变及损伤参量D_(e)、D_(v)增大;(2)冻融岩石受载过程中,微裂纹具有“初始压密―扩展孕育―急速扩展”的演化特征,宏观裂纹演化过程可分为“匀速扩展-急速扩展”两个阶段,其中宏观裂纹的急速扩展阶段还呈现出“孕育-扩展-再孕育-再扩展”的波浪式发展特点;温变速率越大,冻融后岩石受载过程中的微裂纹、宏观裂纹扩展越快,且更易于进入急速扩展阶段;当温变速率增大到一定数值后,微裂纹、宏观裂纹从加载开始即以较高速率扩展,直至岩样破坏;(3)微裂纹孕育阶段和加载全过程的声发射振铃相对增长速率,以及宏观裂纹匀速扩展阶段的相对时长、微震振铃相对增长速率均与损伤参量D_(e)、D_(v)具有较好的拟合关系,能够反映冻融循环对岩石的初始损伤作用;(4)冻胀力随温变速率增加而增大,导致不同温变速率冻融后岩样的初始损伤不同,这是引起冻融后岩石受载过程中裂纹扩展、声震特性出现显著差异的内在原因。 展开更多

关键词 冻融循环 温变速率 力学特性 声发射 微震

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岩脉型岩爆的形成机制及控制技术——以乌兹别克斯坦卡姆奇克隧道为例 被引量：6

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作者 刘成禹 罗洪林 +1 位作者 李红军 张向向 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1413-1423,1433,共12页

在乌兹别克斯坦卡姆奇克隧道岩脉型岩爆特点总结的基础上,分析了岩脉型岩爆的形成机制,建立了该隧道危害最大的边墙岩脉型岩爆的力学模型,提出了相应的岩爆控制技术。研究表明:岩脉型岩爆的特点及危害与岩脉在隧道中的出露位置、厚度等... 在乌兹别克斯坦卡姆奇克隧道岩脉型岩爆特点总结的基础上,分析了岩脉型岩爆的形成机制,建立了该隧道危害最大的边墙岩脉型岩爆的力学模型,提出了相应的岩爆控制技术。研究表明:岩脉型岩爆的特点及危害与岩脉在隧道中的出露位置、厚度等密切相关,这类岩爆的形成机制与单一岩性并不一致;卡姆奇克隧道拱部岩脉型岩爆是由于隧道开挖后拱顶切向应力最大造成的;边墙出露岩脉型岩爆是由于隧道开挖卸荷和边墙竖向应力集中造成的,力学模型可简化为被卸荷裂隙切割的岩脉薄板在竖向应力集中后的压溃失稳;边墙内藏岩脉型岩爆是由于边墙出露的花岗岩受到其后岩脉的水平挤压以及隧道开挖后边墙竖向应力集中造成的,力学模型可简化为边墙临空花岗岩岩板(柱)在竖向压力和岩脉水平挤压应力共同作用下的压弯折断;岩脉对边墙花岗岩岩板(柱)的水平挤压是促使边墙内藏岩脉型岩爆发生的重要因素,它主要来源于两方面:一是岩脉侵入产生的"楔体挤压",二是岩脉与花岗岩的水平差异变形受到花岗岩的抑制导致的水平挤压。隧道开挖后,在边墙及时施作预应力锚杆是防止边墙岩脉型岩爆的有效措施。 展开更多

关键词 隧道 岩脉 岩爆 挤压 力学机制 防治

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隧道变形过程中电磁辐射强度参数的变化规律 被引量：5

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作者 刘成禹 石俊杰 +2 位作者 罗洪林 程凯 陈博文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2722-2729,共8页

根据丽江至香格里拉铁路中义隧道变形及电磁辐射的现场监测资料,对隧道变形过程中的电磁辐射特性及电磁辐射强度极大峰值事件数N、超过强度平均值的极大峰值事件数M与隧道水平收敛变形的关系进行了统计分析。研究表明:(1)电磁辐射最大... 根据丽江至香格里拉铁路中义隧道变形及电磁辐射的现场监测资料,对隧道变形过程中的电磁辐射特性及电磁辐射强度极大峰值事件数N、超过强度平均值的极大峰值事件数M与隧道水平收敛变形的关系进行了统计分析。研究表明:(1)电磁辐射最大强度平均值E在初期支护破坏前,随隧道变形的增大而增大,初期支护破坏后,随隧道变形的增大而减少,电磁辐射最大强度平均值先升后降的出现时间与初期支护破坏的时间接近。(2)电磁辐射强度极大峰值事件数、超过强度平均值的极大峰值事件数的波动速率VN、VM与隧道变形速率呈正线性相关关系;电磁辐射强度极大峰值事件数、超过强度平均值的极大峰值事件数的百分比λN、λM与隧道累计变形呈正线性相关关系。结论对深化地下洞室变形过程中的电磁辐射特性的认识,提高电磁辐射监测技术的现场应用水平具有指导意义。 展开更多

关键词 隧道 电磁辐射 强度 变形 事件

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改进的基于p-y曲线的基坑围护结构计算方法 被引量：3

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作者 刘成禹 郑智享 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期446-452,共7页

基于p-y曲线(p为土水平抗力,y为侧向位移)的基坑围护结构计算方法虽然考虑了基坑内侧土体可能进入塑性状态的实际情况,但未考虑内支撑架设时围护墙已发生一定侧向位移、内支撑是在围护墙已发生初始位移后才开始工作的工程实际。针对上... 基于p-y曲线(p为土水平抗力,y为侧向位移)的基坑围护结构计算方法虽然考虑了基坑内侧土体可能进入塑性状态的实际情况,但未考虑内支撑架设时围护墙已发生一定侧向位移、内支撑是在围护墙已发生初始位移后才开始工作的工程实际。针对上述不足,提出一种基于p-y曲线的、考虑内支撑架设时支撑处围护墙初始位移的基坑围护结构计算模型,建立了围护墙侧向位移计算的有限差分方程和方法,通过工程实例验证了方法的合理性。理论分析与工程实例计算结果均表明,文中提出的基于p-y曲线的基坑围护结构计算方法是合理的。 展开更多

关键词 基坑 P-Y曲线 内支撑 侧向位移 有限差分

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基于孔压静力触探的修正土类指数土体分类方法与实例应用 被引量：12

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作者 邓煜晨 陈志波 +1 位作者 郑有强 潘生贵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期227-234,共8页

孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够... 孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低。基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数I_(c)进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型,由此提出一种基于CPTU的修正土类指数土体分类方法。根据对实测数据的应用表明,提出的修正土类指数土体分类方法可以更好地满足土体分类,且能够满足粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别。 展开更多

关键词 孔压静力触探(CPTU) 土体分类 修正土类指数 土类指数分类图

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