地下空间与工程学报

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纪新博,赵文,周永伟,李慎刚

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1111-1115.

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浅埋暗挖地铁车站施工期衬砌结构的安全性对施工安全有着重要的影响。本文采用数值模拟方法,对大连地铁某中洞法施工的车站初衬和二次衬砌的应力状态进行了分析,依据数值模拟的结果对它们是否满足承载要求进行了研究。研究表明:车站拱顶初衬受压区混凝土强度接近极限强度,须配置合适的钢筋才能满足承载要求。拱顶初衬受拉区配筋后也能满足要求。拱顶二衬能满足支护承载力要求。最大弯矩处的初衬配筋为超筋,该设计需要进行优化。结构底板的内力状态为弯矩较大,而轴力较小,底板能满足承载要求。文中的应力分析方法也可以作为类似暗挖隧道的衬砌结构安全性评价的参考。

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江边水电站厂区初始地应力场研究分析

金长宇,戚海峰,蔡波,方丹,孙承帅

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1116-1121.

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锦屏二级水电站位于雅砻江干流锦屏大河湾上,是雅砻江干流上的重要梯级电站,厂区内地形起伏较大,属于典型的“V”型河谷。由于厂区靠近河谷,因此其地应力场的量级应该较高,并且地应力方向分布较为复杂。为了掌握厂区地应力场的分布规律和量级,利用厂区的地应力测值,根据河谷演化理论和神经网络对厂区的地应力场进行了回归分析,回归结果表明,厂区的地应力应在20~30MPa,属于中偏高地应力场,可以诱发岩爆现象,同时验证了河谷演化理论和神经网络相结合的方法是反演深切河谷地应力场的有效手段。

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煤矿巷道内水闸墙温湿度应力场模拟与分析

刘志勇

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1122-1130.

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环境温湿度的变化及其产生的影响在大体积混凝土结构中是不容忽视的。分析温度场、温度应力场、湿度应力场尤其是结构的整体应力场是工程中非常关注的问题。为此,以某大体积混凝土水闸墙现场监测为基础,仅考虑环境温湿度的影响,用ANSYS依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场。将模拟的总应力与现场检测结果对比,并对模拟结果进行分析和总结,得出一些有价值的结论。通过对应力场的数值模拟,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。

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杂散电流对地下结构耐久性影响试验研究

汤永净,韦扣均,朱旻

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1131-1135.

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地下结构改扩建工程会破坏原有杂散电流防护体系,对地下结构耐久性不利,影响地铁的安全运营。本文采用不同钢筋接头形式的钢筋笼模拟地下结构改扩建工程中杂散电流防护体系的改变, 提出杂散电流存在下的地下结构耐久性预测模型,研究改扩建工程中杂散电流对地下结构耐久性的影响。根据试验结果分别计算改扩建工程前后地下结构耐久性,焊接钢筋混凝土结构的耐久性约为绑扎钢筋混凝土结构的两倍,能够满足地下结构耐久性100年的要求。地下结构工程维修非常困难,因此地下结构改扩建工程施工要保持钢筋网络良好的电气连接性能,确保地下结构耐久性满足要求。

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基于可靠度的基坑失稳风险评价与控制研究

李俊松,仇文革

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1136-1141.

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对近接既有建筑物的明挖基坑失稳风险评价进行了研究,提出了控制措施。首先基于可靠度原理与瑞典条分法,建立了蒙特卡洛模拟的基坑失稳功能函数,在广泛调研以及对类似工程地勘资料和监测数据统计分析的基础上,总结出了可变参数的分布特征;其次根据概率论原理推导出了基坑失稳风险率的计算模型,以京石客专石家庄隧道近接影响段为工程依托进行了风险分析;最后根据评价结果制定了不同近接程度的风险控制措施。工程实践及监测数据表明,该模型的评价结果客观有效,能切实表征基坑失稳风险的大小,制定的控制措施可显著降低近接房屋对基坑的影响,与风险评价结果相符。其理论、方法、思路和结论可供同类工程所借鉴。

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工程勘察元数据研究

王长虹,朱合华

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1142-1147.

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作为基础建设的首要环节,工程勘察通过对地形、地质及水文等要素的测绘、勘探、测试及综合评定,提供建设所需的基础资料与可行性评价。随着计算机技术发展和原始资料的积累,勘察信息的共享和知识的提取需要元数据描述和表达,借鉴地理空间元数据标准化研究成果,基于XML语言,组织工程勘察元数据信息服务模型。研究证明,基于XML提供工程勘察元数据服务是可行的、高效的。该方法同时为工程领域信息共享,知识提取等提供有意义的参考。

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机场跑道下部隧道爆破施工的合理埋深研究

付钢 ,谭绪凯,高峰

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1148-1152.

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以正在规划中的重庆轨道交通轻轨三号线下穿重庆江北机场主跑道及滑行道的区段为研究背景,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件对不同埋深的隧道掘进爆破施工进行数值模拟,通过对地表爆破振速与埋深的关系的分析研究,得出隧道施工的合理埋深。模拟计算的结果显示:软件中的高性能炸药材料MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN的模型能较好模拟爆炸荷载,模拟计算得出的地表最大振动速度与实测最大振速相近;地表震动响应随着隧道埋深的增加而减小;地表振动速度与爆破装药量近似呈正比例关系。结合机场跑道安全标准,确定了机场跑道下部的隧道爆破施工的合理埋深。

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交叉隧道围岩收敛和应力分布规律研究

林达明,尚彦军,柳侃

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1153-1158.

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交叉隧道数值模拟的研究很多,由于Y型隧道的设计施工复杂,目前还没有人进行数值研究。以南梁隧道中两条单线隧道合并为一条双线隧道的Y型交叉为背景,首先根据非线性Hoek-Brown准则得到岩体参数,然后用FLAC-3D根据该交叉段的施工方法进行三维数值计算,在不同的位置布置不同的观测面,探讨了单线隧道合并为双线隧道过程中各个观测面的变形破坏规律。综合多个观测面分析隧道开挖引起的位移、应力变化发现:随着单线隧道距离缩小,相互影响加剧,围岩压应力拉应力加大,位移变大,并且增加幅度渐渐变大,变化幅度最大为44.8%,合并为双线大概15 m后位移和应力都趋于稳定。

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岩溶区基岩模拟材料的研制及应用

杨松,张慧乐,孙颖霞,张智浩

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1159-1167.

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相似材料是否合适是模拟工程原型的关键。在调研岩溶区基岩相似材料研究现状的基础上,借鉴前人经验,通过大量的配比试验,研制出一种新型的基岩模拟材料粘土石膏胶结料(CGSC),该材料用砂作为骨料,用水泥、石膏与粘土作为胶结剂混合而成。试验表明,外在的养护条件对材料的力学性能影响显著;材料的力学试验表明,新材料可以很好的模拟中风化、微风化石灰岩,具有性能稳定、易于购买,价格便宜、易加工等优点。将该材料用于岩溶区嵌岩桩模型试验,可有效地揭示承载能力、破坏模式等信息的变化规律。

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强度折减法在排桩支护结构稳定性分析中的应用

古海东,杨敏, 孙宽,曾英俊

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1168-1172.

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排桩支护结构稳定性直接影响到排桩支护结构的正常运行,一直都是排桩支护结构设计中的关键验算项目。运用有限元强度折减法分析排桩支护结构稳定性,通过离心机模型试验验证了该方法的可行性,并针对工程实例与现行《建筑基坑支护技术规程》方法进行了比较分析,对排桩支护结构稳定性及其影响因素进行了较全面的分析。结果表明:采用文中方法得出的排桩间距和排桩截面宽度(或直径)对支护结构稳定性的影响要比《规程》方法大;土体强度参数对支护结构稳定性的影响与《规程》方法的结果基本一致。

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不同剪切模量砂岩的相似材料配比设计

况联飞,陈国舟,王涛

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1173-1177.

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为了研究深埋孔隙型富含水砂岩地层段的井壁受力及围岩与井壁的相互作用机理,进行了室内大型物理模拟试验。并通过相似材料配比试验获得了两种不同剪切模量砂岩的相似配比,用以在大型物理模拟试验中对应模拟两不同深度段的原型砂岩。同时,通过配比试验结果发现影响相似材料强度及剪切模量的两主要因素为水胶比和胶结材料含量,具体表现为,随着水胶比的减小,试件的单轴抗压强度及剪切模量均呈增大趋势,而胶结材料水泥含量少则是造成部分试件强度低的根本原因。最后,通过分析二者的影响方式以及依据已获得的试验规律,提出了进一步获得更大剪切模量砂岩相似材料配比设计的基本思路。

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高速公路泥岩隧道围岩压力试验研究

鲁得文,梁庆国,欧尔峰,赵磊,张延杰

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1178-1184.

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以宝天高速公路天水过境段梁家山泥岩隧道为工程背景,通过现场测试,研究了围岩拱顶下沉、围岩与初期支护接触压力、钢拱架应力和初衬与二衬接触压力随时间变化规律及分布特征,并应用现有的理论和方法对实际工程安全状态进行评估。研究结果表明:以隧道开挖空间效应和Chern经验公式两种理论方法对拱顶沉降数据进行分析处理,所得到的隧道极限位移相差较小;围岩与初期支护压力的分布具有不均匀性特点;钢拱架外缘应力平均值大于内缘,拱顶处应力大于其他部位,按其推算得到的拱顶沉降极限位移更接近于实际情况;初衬与二衬间接触压力先迅速增加后逐渐较小最后趋于稳定,其稳定值整体偏小。

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岩石Kaiser效应方向独立性的研究现状及进展

刘洋,余贤斌,谢强,石飞

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1185-1191.

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岩石声发射Kaiser效应测量地应力方法具有经济、简便、可大量测试的优点,吸引国内外学者广泛的注意,并进行了大量的研究。然而,由于岩石Kaiser效应的复杂性,还存在一些基础理论问题尚未解决,引起对部分Kaiser效应研究成果的争论。本文简要介绍了Kaiser效应测量地应力的基本原理,指出声发射Kaiser效应存在方向独立性问题,综述了国内外学者研究Kaiser效应方向独立性的不同成果:有学者研究表明,单轴压缩下,当θ小于10°时可以观察到Kaiser效应,当θ大于10°时则观察不到Kaiser效应;另外一些研究者却认为,Kaiser效应的存在与否,与两次加载间的夹角无关。在此基础之上探讨了Kaiser效应存在方向性对岩石Kaiser效应测量地应力的影响,并提出需要加强进一步的研究。

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新型钢管混凝土梁柱节点试验研究及数值分析

苏锋,蔡永昌,蒋晔

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1192-1201.

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针对深圳福田区大型地下车站的工程建设提出了一种新型的钢管混凝土柱-型钢混凝土梁加强环式节点构造型式。首先根据相似性原理,对其进行了正常使用工况和极限工况下的单调加载试验和破坏试验;分析了该节点型式的变形、应变、裂缝的开展、破坏形态以及最终承载力能否满足设计要求;然后在合理的选择材料本构关系、破坏准则的基础上利用大型有限元分析软件ANSYS对此试件进行了非线性数值模拟,试验结果与有限元结果吻合较好。研究结果表明:该节点传力路线明确,受力性能良好,能满足正常使用工况下的承载力设计要求;根据分析结果改进后的新型节点已经用于实际工程实践。

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地下空穴的瞬变电磁信息反馈特征研究

王志荣,蒋博,张利民

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1201-1207.

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针对工程建设中常见的地下空穴问题的特殊性,从理论和实践两方面分析了运用瞬变电磁法进行地下空穴探测的有效性及地下空穴瞬变电磁响应的物理过程和信息反馈特征。结合工程实例,介绍了瞬变电磁法探测地下空穴的原理、手段以及地质解译方法,对大型地下空穴这类非层状体系的探测做了全新的尝试,并应用钻探工程验证了探测效果。实践证明,地下空穴的瞬变电磁信息非常典型,能够提供准确的地质灾害预报以指导各种不同的地面施工,对同类复杂工程具有一定的借鉴意义。

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单排管冻土帷幕平均温度控制参数敏感性分析

杨波,丁文其,胡向东,刘鹏

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1208-1214.

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在冻土帷幕平均温度计算中,控制参数的变化直接影响到计算结果。以单排管冻土帷幕温度场的巴霍尔金解析解为基础,使用近似积分和有限元模拟方法计算直线形单排管冻土帷幕的整体平均温度。针对基于巴霍尔金模型的平均温度计算公式中的冻结管外表面温度、冻结管间距及冻土帷幕边界到冻结管中心的距离与冻结管间距的比值3个参数对冻土帷幕整体平均温度影响的敏感性进行分析。得到以下结论:(1)冻土帷幕整体平均温度与冻结管外表面温度成正比;(2)在相同的偏差下,冻结管间距越小,对整体平均温度影响越大;(3)随着冻结发展,冻土帷幕厚度逐渐增大,其误差对整体平均温度计算的影响逐渐降低。

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粉粒夹层对饱和砂土液化特性影响的试验研究

杨永香,胡金虎,贾敏才,黄志全

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1215-1220.

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为了能更好地反映粉粒夹层对自然界中沉积或吹填土层动力特性的影响,将土颗粒进行筛分后制备含粉粒夹层的饱和土样。采用应变控制加载方式进行一系列动三轴试验,分析了粉粒夹层对饱和砂土的抗液化强度和动孔隙水压力发展规律的影响。研究结果表明,粉粒夹层的存在对循环荷载作用下饱和砂土抗液化强度和动孔隙水压力的发展规律有显著影响,若忽视粉粒夹层对饱和砂土抗液化强度的影响,将会使液化判别得到偏于不利或保守的结论。

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大跨软岩公路隧道围岩稳定性分析

邵珠山,李晓照,陈福成,梁勇旗

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1221-1227.

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本文针对大跨度软岩隧道的围岩变形特点,以集呼高速公路旗下营隧道右线出口段YK197+040断面在CD法施工下围岩变形的现场监测数据为背景,整理了拱顶沉降的位移-时间曲线,探讨了拱顶沉降随开挖时间的变化情况。运用ABAQUS软件,结合实际隧道工艺建立了三维有限元模型,数值分析了隧道开挖后拱顶及周边位移的变化趋势,研究了围岩力学性能参数对隧道变形以及围岩稳定性的影响。在综合考虑监测数据与数值结果的基础上,为后续隧道安全施工提供了有益的理论建议。

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立体交叉洞室群施工变形三维数值模拟分析

吕高峰,唐汐

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1228-1232.

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北京地铁14号线蒲黄榆站为3层暗挖车站,设置了由2—1号横通道及8个小导洞,形成了立体交叉洞室群工程。车站工程区地质条件复杂,采用暗挖法施工难度大。为研究此立体交叉洞室群工程施工方案的合理性,采用FLAC^3D计算软件对此立体交叉洞室群工程施工力学行为进行了三维数值模拟分析。分析了立体交叉洞室群工程开挖引起的洞室支护结构的应力分布、导洞变形、地层塑性区的分布特征及典型管线正上方地表沉降变形,并将地表沉降现场监控量测数据与计算结果进行了对比分析,结果表明该施工方法可以保证工程施工安全。

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不同因素对浅表土导热系数影响的试验研究

张婷,杨平

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1233-1238.

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土体导热系数是预测人工冻结温度场发展、冻结壁厚度的重要参数,主要取决于固体颗粒成分、含水率和土体密实程度。本文以南京地区浅表土为研究对象,开展了常温与-10 ℃冻结时含水率、干密度对淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂导热系数的影响规律研究。研究结果表明:土质、含水率、干密度对导热系数影响显著,在试验含水率与干密度范围内,导热系数随含水率、干密度增加呈近似线性规律升高;冻土导热系数大于常温土导热系数,随含水率增加冻土导热系数的增加幅度与干密度相关。

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隧道衬砌渗漏水微创伤处治技术

万利,吕康成,李振江,胡吉利,吉哲

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1239-1243.

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隧道衬砌渗漏水主要出自施工缝和裂缝,针对既有的衬砌渗漏水处治技术之不足,提出了一套的施工缝渗漏水处治方法,其特点:(1)从略高于衬砌施工缝最高出水点向下直到隧道两侧排水沟开小规格沟槽;(2)在上述最高出水点至开槽最高点之间设铝塑圆管,管的上端带有丝弯头,弯头伸至衬砌表面并能用带丝封堵头封堵;(3)在半管的封盖砂浆上沿原施工缝割缝。该方法不仅实现了环向施工缝渗漏水处治的可检测、可维护,还具有对衬砌结构创伤小和施工方便等优点。对于裂缝渗漏水,提出了沿其割缝,硅胶嵌缝封堵的简易方法。经试验隧道使用,证明提出的方法对隧道衬砌渗漏水有良好的处治效果。

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海底沉管隧道基础注浆扩散规律的试验研究

李源,沈永芳,黄醒春

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1244-1249.

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基础注浆的扩散规律是注浆基础沉管隧道注浆孔设计的重要依据。通过对舟山沈家门海底隧道注浆基础模型试验研究,分别记录了单孔注浆和双孔注浆模式下随注浆试验时间进程的浆液扩散距离和注浆量,分析了注浆浆液扩散距离与时间的关系以及注浆量与时间的关系,总结了注浆扩散的规律。试验结果表明,本文所选用注浆材料和注浆设备在较低注浆压力条件下,扩散半径可达600cm,确保隧道基底空间密实充填,并对注浆孔布置间距提出了建议。其对类似注浆基础沉管隧道工程的注浆扩散半径确定具有借鉴价值。

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高压旋喷桩体搭接处成桩特点分析

张彬,任立侠,黄建喜,曹佳艺,宋志彬

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1250-1254.

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高压旋喷所形成桩体间的搭接部位是成桩中的薄弱环节,提高搭接桩体的成桩质量是保证工程施工质量的重要因素之一。因此分别采取理论和试验相结合的方法来分析桩体搭接处成桩特点及规律。通过数值模拟的方法将在砂质地层中进行的高压旋喷对喷试验进行了模拟分析,得出流向流场分布特点。并通过对土质及砂质地层中桩体间搭接处的开挖心样进行试验分析,得出部分施工参数、喷射地层对桩体搭接处成桩特点的影响规律。最终得出地层中各相的对喷流场规律和桩体搭接处成桩特点规律以及两者间一定的对应关系,这将对进一步在工程施工中保证工程质量起到指导意义。

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东升庙矿9号矿柱回收采空区围岩稳定性分析

张飞,王滨,菅玉荣,刘文刚,冀杰

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1255-1260.

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以东升庙矿2＃和11＃矿床矿柱回收及空区处理项目为基石展开,目的是想在空区处理研究领域形成一套相对完善的空区处理关键性技术模式,通过开展东矿现场和室内试验研究,采用FLAC3D 4.0新版本数值模拟软件对空区围岩稳定性进行模拟分析,结合极限自然平衡拱理论对空区围岩可能冒落的范围进行预测,以便有效地控制地压,预防空区顶板围岩突然冒落造成矿山重大安全事故。我们对900 m中段以上9号矿柱回收过程进行了详尽的模拟研究,在9号矿柱回收过程中,空区上盘围岩的主要破坏形式主要为拉应力及剪应力超过屈服极限引发的塑性破坏,塑性破坏区域主要分布在空区上、下盘围岩隅角及32号矿柱上覆岩层内的部分区域。

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深基坑施工围护结构变形的时间特性研究

谢秀栋,刘国彬

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1261-1266.

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软土地区深基坑工程施工过程中,时有发生超挖未能及时加撑的现象,由于土的蠕变特性,导致围护结构变形急剧增大。通过弹粘塑性本构模型的二次开发,对软土地区深基坑施工过程中的及时支撑和超挖两种情况进行数值模拟,分析深基坑围护结构变形随时间的变化规律及深基坑的安全性状。结果表明:在每一个工况下,若能及时加撑,深基坑将一直处于安全可控状态;在超挖3m的情况下,围护结构变形特点与及时支撑类似,但达到稳定的时间与变形总量更大;在超挖6m的情况下,围护结构变形特点与上述两者迥异,较短时间之内,深基坑可能会由于变形过大而破坏。

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武汉地铁站深基坑支护结构参数优化系统研究

周传波,蒋楠,刘文进

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1267-1275.

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以武汉地铁站二号线一期深基坑工程为研究背景,针对武汉地铁站深基坑岩土条件特殊、地铁站沿线工程条件复杂等问题,分析深基坑支护结构设计和优化设计的基本原理,建立支护结构计算分析求解模型,应用有限元法、非线性规划方法、遗传算法、以及MATLAB语言编程等研究手段,对地铁深基坑的支护结构参数进行优化,建立科学、合理的优化模型和优化软件,并据其选择相关支护结构参数,为地铁深基坑支护结构设计提供合理的依据。以武汉市地铁积玉桥站基坑工程中的应用为例,分析结果表明优化软件的计算结果可靠准确。研究成果对武汉市地铁站工程具有重要的经济意义及指导意义。

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基于GIS的厦门海底隧道涌水预报系统研究

李雪平,李云安

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1276-1281.

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应用GIS技术开发海底隧道施工涌水预报系统,实现涌水量动态预测,为施工安全提供技术决策。研究中涌水量的预测采用了解析法和数值模拟方法。技术路线为根据工程施工前的地质勘探资料,进行隧道的涌水量预测,其成果作为背景数据库存放在评价系统中。结合隧道施工过程中的地质信息和地下水信息,对涌水量模型参数进行修正,利用修正后的参数,更新涌水预测评价的基础数据库,以更新后的结果作为施工前方涌水量预测结果。系统实现了海底隧道涌水的动态预测,在厦门海底隧道工程施工应用中表明:系统可为隧道安全开挖中的探水工作提供相对正确而直观的水文地质依据和工程技术保障。

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TRT在隧道地质超前预报中的应用

相兴华,邓小鹏,王鹏

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1282-1286.

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在隧道施工中,由于勘察设计的局限性和隧道围岩地质条件的复杂多变性,因此难以对复杂的地质情况做出准确的微观把握,往往造成地质勘探资料与实际情况不符,经常遇到岩溶突水、软弱围岩大变形、塌方、沉陷、岩爆、瓦斯突出等地质灾害, 导致人身伤亡,工期延误,为了将地质灾害影响程度降到最低,施工前进行超前地质预报是十分必要的。详细介绍了TRT 超前预测预报系统的原理、方法及突出特点,并以大瑞线铁路尖山岭隧道为实例, 对预报结果进行了较为详细的处理、分析和现场验证,最后指出了该技术待进一步研究的问题。

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隧道监测信息管理与预警系统的研发及应用

王丽华,仇玉良,姚红志,孔祥兴,朱万里

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1287-1291.

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针对隧道施工过程中监测的大量数据难于管理和分析的问题,采用Microsoft Visual C++集成编程环境和SQL Server 2000数据库开发了具有高度实用性、可靠性和扩展性的隧道监测信息管理与预警系统。该系统包含了隧道的勘查、设计和施工的相关资料,重点突出了测点监测数据的存储、处理、查询、分析和预测预警以及报表的自动输出功能。其中预测预警模块以累计位移量、位移速率和位移速率变化趋势作为围岩稳定性的综合判断依据,并根据工程监测经验给出了警戒级别的划分方法,能实时指导隧道工程的施工过程,规避可能存在的风险,保证隧道施工安全可靠。

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基于蒙德法的穿煤层隧道瓦斯风险评估

蒋晓槟,李博,薛亚东

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1292-1295.

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对于穿越煤系地层的隧道工程,都潜在着建设与运营过程中的瓦斯积聚、燃烧、爆炸等风险,特别是施工阶段的瓦斯风险更引起各方的关注。目前隧道瓦斯风险的评估,多采用基于经验的定性方法,限制了评估结果的指导作用。蒙德法是化学工业中评价同类问题常用的一种危险指数方法,本文将蒙德法的核心思想与穿煤层隧道瓦斯特点相结合,实现了瓦斯风险的定量化评估。首先对各风险源进行量化;然后给出了总危险度R值的计算方法,并将其与现行的规范相对应;最后将此方法应用于贵州某穿煤层隧道风险评估工作之中,取得了良好的效果。

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有效应力和不同气体对煤的渗透性影响分析

谷达圣,鲜学福,周军平, 王臣

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1296-1301.

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以南桐6号煤层制备的型煤试件为研究对象,利用自行研制的煤岩三轴渗流实验装置研究了有效应力以及吸附不同气体对煤岩渗透率的影响,对煤吸附不同气体后的渗透性的差异性进行了分析。试验结果表明:有效应力和煤岩渗透率成负相关的关系;在维持有效应力3 MPa的条件下,因吸附效应不同CH₄通过煤的渗透率最高,CO₂通过煤的渗透率最低, CO₂/N₂混合气体通过煤的渗透率居中。研究结果对注CO₂提高不可开采煤层CH₄采收率同时实现CO₂地质封存具有指导意义。

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框架逆作的超大基坑监测分析

柏挺,李镜培,丁鼎,徐中华

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1302-1310.

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塘东基地基坑是一个采用框架逆作法施工超大型深基坑,周边环境保护要求较高。基于工程特点,在基坑开挖期间进行了较为系统的监测,监测内容包括围护桩的侧移,桩后土体侧移,围护桩沉降,立柱回弹以及支撑轴力。监测数据表明:框架梁支撑与临时圆环支撑的结合很好的限制了围护桩体的水平位移,而土体的流变性对基坑的位移影响很大;底板的浇筑对围护桩和立柱的竖向位移有很好的限制作用,立柱回弹具有空间效应;临时圆环支撑结构形式有利于承担外力;框架逆作法变形略大于常规逆作法,但远小于常规顺作法基坑的变形。

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大型地下厂房三种涌水量预测模型分析

张丹,刘立,蒲勇

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1311-1315.

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在地下工程开挖过程中,地下涌水量对施工人员的安全及工程的安全性有较大的影响。由于地下涌水量的影响因素复杂且呈非线性关系,为了能更准确地预测涌水量,采用某大型厂房地下涌水量的原始数据,通过对地下涌水量建立灰色预测模型、回归预测模型以及时间序列预测模型,预测出地下涌水量的发展趋势,对比分析表格数据、图表特征以及预测精度,得出灰色预测模型预测效果最佳。研究表明,灰色预测模型可以在较少数据的基础上达到合理预测的目的。研究结果可对工程安全提供参考,为类似工程提供借鉴。

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岩溶塌陷灾害的水动力条件危险性评价指标——以广西贵港青云村为例

蒋小珍, 雷明堂, 管振德

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1316-1321.

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针对广西贵港覃塘镇青云村岩溶塌陷问题,开展该区岩溶塌陷水动力条件的危险性评价指标研究工作。通过实时、高分辨率的自动化监测设备对该区的岩溶地下水进行了监测。结果表明,岩溶地下水的变化是该地区岩溶塌陷发生的主要诱发因素。通过对比抽水活动强烈,无岩溶塌陷事件发生地区的地下水动态监测资料,综合分析提炼出岩溶塌陷水动力条件危险性评价指标,即:岩溶水日波动最大幅度及水位恢复时间、岩溶水位瞬时最大下降速度。该指标可应用于评价工程活动对地下水的影响,实时获取工程活动对地下水的影响程度,判断岩溶塌陷的可能性,反过来也可指导工程活动,减少灾害的发生及损失。

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基于防灾视角下地下道路开发利用——以马来西亚吉隆坡地下道路为例

张平,陈志龙,赵旭东

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1322-1327.

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针对2011年6月6日起发生在我国重庆市、四川省、贵州省、广西壮族自治区、湖北省、湖南省、安徽省、江西省、福建省、浙江省、甘肃省等11个省市,因强降雨而引发严重洪涝灾害,造成人员和财产严重损失的现象,通过对马来西亚洪水灾害影响因素和洪水灾害等级的分析,阐述了利用地下道路开发主动防御灾害的理念,提出了不同洪灾等级下的地下道路防洪模式和内部安全设置措施。结合我国地下空间防洪的特点,总结了地下道路防洪的工程措施与非工程措施,并提出了利用地下道路防洪的对策和建议。

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盾构隧道下穿火车站站场风险控制研究

严文荣,李俊伟,宋书显

地下空间与工程学报. 2012, 8(6): 1328-1332.

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通过对盾构下穿国铁火车站站场的风险分析,指出站场变形控制的重点,并采用数值模拟对比分析了盾构侧穿站场雨棚桩基在加固前后不同条件下对雨棚变形和受力的影响,结合风险分析与数值分析结果,提出盾构下穿站台雨棚桩基变形的针对性风险控制措施。施工监控量测数据表明,盾构下穿火车站站场的风险得到了较好控制,满足火车站站场对轨道变形要求,保障了火车站的正常运行。

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