地下空间与工程学报

Select

任幼蓉, 韩文权

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 965-969.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

重庆市在直辖后城市建设得到快速发展,城市扩张与土地资源有限矛盾凸显,地下空间开发利用成为解决途径之一。但是地下空间开发缺乏统一的规划,导致地下空间资源开发无序,部分项目在建设过程中,破坏了周边地质环境,影响城市地质安全与可持续发展。本文对重庆市地下空间开发对地质环境的影响进行了总结,重点分析了影响地下空间合理有序开发的因素,并对相应地下空间开发与地质环境协调发展机制进行了探讨,以寻求在开发中保护,在保护中开发二者之间的协同机制与方法。

Select

既有居住区管道共同沟技术与经济分析研究

董红霞, 田喆

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 970-974.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对既有居住小区的管线问题进行分析,提出小区共同沟的思想,对共同沟收容的管线特点及小区管道的适应性进行分析,提出适应既有小区的共同沟的建造形式。通过对既有居住小区共同沟的建设成本与传统直埋敷设形式,及各种地沟形式的管道成本进行分析比较,小区共同沟成本高于其他形式,但直埋管道二次维修改造成本高。最后,对直埋敷设管道维修的二次开挖费用与小区共同沟的建设维护费用的回收成本年限进行对比,结果表明随着直埋管道开挖次数的增多,共同沟的投资收益越显著,当开挖系数为1%时,在年开挖次数超过2次,共同沟的投资收益显著优于直埋敷设,且其社会收益显著,进而论证其在经济上的可行性。

Select

准脆材料动力强度的本质和侧向惯性约束作用

戚承志, 钱七虎, 陈灿寿, 陈剑杰

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 975-980.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

从材料内部结构层次的角度,就准脆材料动力强度的本质和侧向惯性效应的作用问题进行了研究。利用岩体的Maxwell型松弛模型,得到了试样的强度、应变率、试样尺度和松弛速度之间的关系。利用这一关系解释了实验得到的岩石试样的动力强度与应变率成正比、与试件的尺寸成正比的结果。利用这一关系和实验数据拟合,得到了断裂传播速度随试件尺寸的增大而减小的结论。利用这一关系,结合Bazant的静力强度尺寸律,确定了相应的区分动力尺寸效应与静力尺寸效应的特征应变率。进一步的研究表明,岩石试样的动力强度的本质是由于断裂传播速度的有限性,当加载速度足够大时,在试样完全宏观断裂之前所发生的超载。侧向惯性约束的作用可以归结为降低了断裂的传播速度,即降低了松弛速度,从而有更充足的时间保证超载的发生。

Select

高温高压下盐岩基本力学性质研究

李哲, 马洪岭, 姚院峰

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 981-985.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用MTS材料特性试验机针对高温高压下盐岩的力学性质进行了三轴压缩试验研究,通过不同温度、围压下的三轴应力应变曲线,分析了温度、围压对盐岩弹性模量和屈服应力的影响以及高温高压下盐岩的破坏特点。结果表明:盐岩即使经历很大变形其应力应变曲线也不会表现出峰值。而温度升高对盐岩力学性质起到劣化作用。盐岩的屈服应力随温度升高而逐渐降低,但其弹性模量却随着温度升高而显著增大。在≥86 ℃时应该存在一个门槛温度,超过这个门槛温度使得弹性模量随温度升高而逐渐降低。围压对盐岩的初始屈服面影响较小,而温度则影响明显。盐岩试验后发生了很大变形,从标准的圆柱体被压成了鼓状,但是仍然没有发生破坏。

Select

单轴压缩下煤岩声发射及分形特征研究

高保彬, 李回贵, 刘云鹏, 谢强

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 986-991.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究煤岩在单轴压缩下的声发射及分形特征,利用RMT-150C 型岩石力学伺服试验系统和CDAE-1 型声发射检测仪对砂岩、砂质泥岩和戊组煤试样进行了实验研究。对砂岩、砂质泥岩和戊组煤的力学特性、声发射计数和累计计数以及声发射序列的分形特征进行了对比研究。研究结果表明:煤岩全应力-应变过程可分为四个阶段:初始压密阶段、准弹性阶段、塑性变形破坏阶段和残余变形阶段。初始压密阶段,声发射计数都比较低,累计计数增加的趋势特别缓慢;准弹性阶段,声发射计数有所增加,累计计数变化趋势相对较快;塑性变形破坏阶段,声发射计数都出现了跳跃式上升,声发射累计计数都出现了激增现象,但是砂岩的特别明显;残余变形阶段,声发射计数水平比较低,累计计数基本不增加了。煤岩破坏过程中声发射序列都具有分形特征,分形维值在煤岩破坏前会出现突降现象,可以作为预测煤岩动力灾害的前兆。

Select

基于SHPB试验的岩石动态力学响应分析

刘石, 许金余, 陈腾飞, 王鹏, 方新宇

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 992-995.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用分离式霍普金森压杆试验系统对砂岩进行冲击压缩试验,得到了砂岩的动态冲击压缩应力-应变曲线,研究了砂岩在冲击荷载作用下的动态力学响应,分析了砂岩的动态抗压强度、峰值应变及冲击破碎后的粒径分布等随应变率的变化规律。试验结果表明:在冲击荷载作用下,应变率对砂岩的力学行为有很大的影响,随着应变率的升高,砂岩的动态抗压强度及峰值应变均有较大程度的提高,表现出明显的应变率效应;砂岩破坏后的粒径分布呈现渐进性变化,大体分为三种类型,对岩石试件破坏后的粒径和块度分布进行研究能很好的表征试件破坏后的状况。

Select

加热处理后砂岩的冲击加载试验研究

许金余, 刘石, 孙蕙香

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 996-999.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究不同高温加热处理后(25 ℃、100 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃、800 ℃、1 000 ℃)岩石在冲击压缩荷载作用下的动态破碎情况,利用Φ100 mm大直径分离式霍普金森压杆试验系统,进行了一系列不同高温加热处理后砂岩的冲击压缩实验,采用不同等级的标准筛对冲击荷载作用下,高温后砂岩动态破碎块度的分布情况进行了分析和统计。根据冲击荷载作用下高温加热处理后砂岩的动态破碎块度统计和能量分析的试验结果,研究了冲击加载试验中,不同高温加热处理后砂岩的动态破碎吸能与冲击入射能、岩石动态破碎块度之间的关系,从微观及能量的角度分析了不同高温加热处理后砂岩的动态破碎形态的变化,探寻了岩石破坏的本质,研究成果对岩石工程的设计和防护都有重要的参考意义。

Select

岩石SHPB试验中子弹形状对加载波形的数值模拟

方新宇, 许金余, 刘石, 陈腾飞, 王鹏

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1000-1005.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用有限元分析软件LS-DYNA对几种不同几何形状入射子弹在霍普金森压杆试验实验中产生的加载波形进行了数值模拟,在入射杆尺寸与撞击速度恒定的情况下,重点探讨入射子弹的几何形状对于加载波形的影响,为设计能打出近似理想半正弦波(或钟形波)的子弹提供理论依据。模拟研究发现:等截面子弹长度与加载波持续时间成正相关;锥形子弹末端截面直径越小,加载波上升沿时与脉冲持续时间越长,同时波形也越趋向于钟形波,但应力峰值则降低;对于本文设计的变截面子弹,其等截面段越长,加载波形越趋向于半正弦波。

Select

应力波作用下三点弯曲梁破坏过程数值模拟

张永彬, 梁正召, 贾敬辉, 唐春安

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1006-1010.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

岩石类准脆性材料三点弯曲梁冲击荷载作用下的破坏受应力波加载速率以及应力波峰值的影响。使用新发展的并行RFPA2D-Dynamic数值模拟工具对三点弯曲梁冲击荷载作用下的破坏过程进行了数值模拟,研究了不同加载速率和加载峰值的破坏规律。数值模拟结果与物理实验结果具有较好的一致性。在低加载速率下,三点弯曲梁发生拉伸破坏,且只出现一条裂纹;在较大加载速率时出现多条平行拉伸裂纹;在大加载速率时出现拉伸、剪切复合裂纹。应力波峰值较小时形成单一的拉伸裂纹,而随着加载峰值的提高,形成多条平行拉伸裂纹。

Select

节理岩体地下洞室稳定性的静动力响应分析

贾超, 王振, 徐坤

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1011-1018.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

节理岩体地下洞室在地震作用下的安全响应是众多专家学者关注的问题之一,本文针对该问题采用三维离散元法研究节理地下洞室的稳定性,建立了一个含节理组的地下洞室模型进行分析研究。分别对洞室开挖后在常规荷载作用下的响应、洞室开挖后在地震荷载作用下的响应以及开挖支护后在地震荷载作用下的响应等三种工况进行模拟,得出了洞室在三种工况下的应力和位移变化情况。研究表明:地震对洞室的破坏非常大且时间短暂,支护后的洞室围岩能够使破坏时间延迟,在一定时间内增强了洞室围岩的抗震能力。本文的工作不仅对含节理的地下洞室开挖后的围岩变形和支护提供借鉴,而且对地下洞室和隧道的抗震设计具有指导意义。

Select

浅埋大跨隧道地震响应特性静-动力分析

高峰, 赵冯兵

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1019-1024.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以一个浅埋暗挖地铁车站为背景,应用地下结构静-动力分析方法,首先采用有限元荷载释放法模拟该地铁车站施工过程,然后采用动力有限元分析了该地下结构在地震荷载作用下的动力响应。分析结果表明,浅埋地铁车站采用先拱后墙法施工时,上台阶左侧(即先开挖一侧)大拱脚处的初衬区域应力较大;在地震荷载作用下,浅埋地铁车站结构内轮廓位移、速度和加速度动力响应峰值最大值出现在直墙顶端或附近区域,第一主应力峰值最大值与第三主应力峰值最小值分别出现在拱腰区域与右直墙底部。地铁车站结构静力和动力分析中高应力区出现在不同部位,其抗震设计中应分别对这些部位进行加强。

Select

地震作用下隧洞动力响应数值分析

言志信, 史盛, 江平, 黄文贵

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1025-1029.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

运用FLAC^3D对某无衬砌土质隧洞在地震作用下的动力响应进行了研究,根据位移时程及剪应变增量的变化分析了其破坏机制和规律。计算结果表明:地震作用下由于隧洞临空面对地震波的放大效应,在离临空面一定距离的土体初始将产生一定的永久位移,之后随时间开始收敛,此处土体最终保持了稳定状态;而临空面附近的土体则完全处于屈服状态,位移不随时间收敛,一直向临空面滑移,直至破坏;最大剪应变增量首先出现在侧墙部位,随着地震的持续其范围迅速扩大并向拱顶延伸,同时在拱顶也出现最大剪应变区,当拱顶和侧墙最大剪应变区完全贯通时,隧洞就产生了整体破坏;剪应变增量随地震作用的时间而增大,但增长速率随着地震的持续而减小。研究结果为土质隧洞的抗震设计提供一定的借鉴。

Select

有限长柱形装药爆炸应力波传播分析

郑云木, 田强, 王起帆, 冯国祥

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1030-1034.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究有限长柱形装药爆炸应力波的传播问题,首先进行了小装药量在模拟围岩介质自由场中的爆炸试验,所测得的应力时程曲线上先后出现两个应力峰值,依次对应纵波和横波,并且横波的应力峰值受柱形装药长径比变化的影响较大;在试验基础上采用椭球面波形式分析有限长柱形装药爆炸应力波的传播,椭球波阵面传播速度在沿r和φ两个方向衰减,随着波阵面的膨胀,沿φ方向传播速度逐渐趋于零,椭球波阵面逐渐过渡到球形波阵面;利用特征线法推得了椭球面波纵波和横波波速表达式,与爆炸试验中测得的应力时程曲线上出现纵波和横波两个峰值的试验现象相互印证。

Select

三种纤维片材约束预压混凝土的轴压性能试验

李素娟, 曹志强

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1035-1039.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

工程实践中,结构构件的加固多在现场进行,构件在加固时并不能卸载,这就使得已有研究与工程实践存在一定差距。因此用不同轴压比的预压试件模拟结构构件,对这些试件分别采用三种纤维片材约束,再进行轴压性能试验最后整理试验数据并得出了试件的应力—应变曲线。试验后对三种纤维片材的加固效果进行了对比,同时还对试验结果进行了分析。分析发现,FRP约束预压混凝土试件的峰值应力与峰值应变较未约束试件均有了明显提高,与此同时,二次加载过程中试件的变形能力也有了很大增强。

Select

盾构管片排版计算方法的研究

张志华, 朱国力, 隆泗

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1040-1044.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

管片的排版是盾构法隧道施工中的重要研究课题。施工人员通过选择适当的管片排版方案,来实现盾构隧道的实际轴线对于设计轴线的拟合。本文基于盾构管片的几何特征,提出了对管片建立坐标系来描述管片信息的方法。利用坐标系变换的理论,并根据施工中管片的拼装点位参数,对管片的排版过程进行分析。进而推导出了管片排版计算方法。利用MATLAB模拟管片的排版计算过程,验证了方法的可行性。本文实现了对管片的排版计算,对隧道施工中管片的拼装起到指导作用。

Select

基于表面分形特征的煤岩冲击倾向性评价

吴鑫, 刘长武

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1045-1049.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对于煤岩体冲击倾向性的评价,目前主要采用煤的冲击能量指数K_E,弹性能量指数W_ET和动态破坏时间D_t三种指标。由于煤岩体的孔隙越发育(也就是孔隙率大、孔隙数量多、结构复杂等),则一般情况下其宏观力学强度就越低,岩体内积聚的能量容易通过塑性变形或破裂消耗掉,冲击倾向性就越低;同时,通过研究煤岩扫描电镜(SEM)图像,计算其孔隙特征参数和分形维数,发现煤岩体具有良好的分形特征,并且孔隙发育程度可以很好地被分形维数所描述,因此引入分形维数D_f来描述煤岩冲击倾向性是合适的,一般来说分形维数越大则冲击倾向性越小。

Select

采动底板横观各向同性岩体应力解析解

鲁海峰, 姚多喜, 梁修雨, 郭立全, 沈丹

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1050-1056.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对采动煤层底板应力计算中将底板层状岩体视为各向同性介质这一问题,通过把横观各向同性弹性理论引入到采动煤层底板应力解析解中,根据开采煤层上覆载荷分布特点,利用半无限横观各向同性弹性体表面受垂直集中力作用的应力分量计算公式,推导出采动横观各向同性底板中的附加应力解析解,并与FLAC^3D数值解进行对比验证。在此基础上,分析了横观各向同性底板与各向同性底板中的附加应力在水平方向上的变化规律。算例显示,在煤层底板同深度下,横观各向同性底板垂直附加应力在采空区的卸载程度要小于各向同性底板,而水平附加应力则与之相反;在工作面两侧的底板中的垂直附加应力与水平附加应力的集中程度横观各向同性底板皆小于各向同性底板;横观各向同性底板的附加剪应力要小于各向同性底板。当底板为横观各向同性岩体,按各向同性岩体计算其应力分布是不合理的,需作必要的修正。

Select

煤岩结构体多级应力控制防冲实践及动态调控

赵善坤, 刘军, 王永仁, 张宁博

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1057-1064.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过对煤岩结构体受力状态的理论分析并结合现场实践,提出了从区域应力协调到局部应力控制的煤岩结构体多级应力控制防冲技术理论。针对深部采场应力多变和冲击危险影响因素多样,建立以煤岩结构体应力/强度比及冲击危险多参量组合评价的应力控制动态调控技术。研究发现,煤岩结构体的冲击失稳孕育过程与组合煤岩试件的受力失稳过程基本相同,以煤岩结构体稳定性为基础,应力控制为中心的多级应力控制技术可有效控制冲击地压,在强冲击危险工作面切眼对掘期间,根据多参量监测评价系统及现场防冲实时反馈信息动态调整局部应力控制技术及相关卸压参数,实现了切眼的顺利贯通。

Select

输水隧道单层衬砌管片接头抗弯力学特性研究

彭益成, 丁文其, 沈碧伟, 闫治国,

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1065-1069.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

因受到复杂的外部水土压力和较高的内水压力共同作用,单层衬砌盾构法输水隧道具有独特的接头构造。针对上海青草沙输水隧道(岛屿陆域段)单层衬砌管片接头的特点(铸铁手孔,双层螺栓),借助1:1足尺荷载试验及三维非线性弹塑性数值模拟对单层衬砌输水隧道管片接头的抗弯力学特性进行了研究。获得了单层衬砌输水隧道管片接头在不同接头轴力(拉/压力)、不同接头弯矩(正/负弯矩)和不同螺栓预紧力条件下接头张角及抗弯刚度的变化规律;并获得了环向螺栓轴力随接头弯矩的变化规律及管片接头的变形特性,研究成果可供类似工程借鉴。

Select

盾构衬砌环开裂后的应力与变形分析

杨春山, 王伟军, 张新金, 颜波

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1070-1075.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

结合运营盾构隧道实例,建立了衬砌环开裂后三维非线性有限元计算模型;结构计算模型采用实体单元,衬砌结构裂缝及接头作用分别用古德曼(Goodman)单元及组合弹簧模拟,应用有限元程序GTS分析荷载作用下带裂缝衬砌结构的应力与变形情况,且与衬砌结构不考虑裂缝影响力学性能进行了对比,最后用实测数据验证了数值分析结果。结果表明:考虑衬砌环带裂缝模型可以有效地分析结构的应力和变形性质,可作为衬砌结构开裂后力学性能分析手段;衬砌结构开裂后对结构受力与变形影响较小,主要集中在裂缝周围小区域内,即对承载力影响较小,主要考虑对耐久性的影响。

Select

动力扰动下侧压系数对卸压孔与锚杆支护的研究

宋希贤, 左宇军, 朱万成

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1076-1081.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探讨各因素对深部巷道卸压孔与锚杆联合支护的影响机制,利用岩石破裂过程分析系统RFPA^2D-Dynamic模拟了巷道支护模型在动力扰动作用下围岩应力场的分布规律、巷道破坏形态特征。通过分析得到动静组合加载下不同侧压的巷道围岩应力重分布的一般规律,并从破坏单元声发射能量释放的角度分析了动静组合加载对围岩的损伤效应。研究指出,侧压系数λ是静态和动态扰动作用下巷道围岩应力重分布的主控因素;高围压条件下,动力扰动成为触发巷道破裂失稳的主要诱因,且动力扰动作用对不同围压的巷道围岩破坏形态的影响各不相同。

Select

三孔正交法地应力测试原理

经纬, 郝朋伟, 郭东明

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1082-1086.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

文章较为详细的介绍了一种简单而实用的地应力测试原理,目的在于为我国煤矿井下地应力测试提供一种简便易行的测试手段,同时对现有的地应力测试方法进行补充与完善。文章依据弹性力学基本原理,以轴对称圆孔的孔边应力分布规律为研究出发点,依据三个相互正交测试孔获得的致裂方程和固体力学中的应力状态理论,计算获得测试点处主应力、最大与最小水平应力和构造应力的大小与方位。该原理经现场应用,效果很好。研究成果弥补了目前煤矿井下地应力测试精度难以把握的缺陷,对我国矿山地应力测试方法的研究与完善具有较大的参考价值。

Select

盾构下穿河岸开挖面支护压力调整策略

杨子松, 彭芳乐

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1087-1091.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对于以盾构施工的隧道工程,开挖面支护压力是控制土体稳定的关键因素之一。在隧道线型及地表起伏平缓的区间推进时,盾构施工参数包括开挖面支护压力有着充分的时间及空间,根据监测数据得到修正,并最终确定最优值。但对于存在较大变化的施工环境,施工参数必须迅速调整以减小对土体原有状态的扰动。盾构下穿河岸即属此类情况,此时盾构覆土急剧减少,根据监测数据调整施工参数往往不能及时反映这一变化情况。而根据覆土调整则可能导致支护压力突变,引起地表变形及周边建构筑物,特别是防汛墙的破坏。本文通过经典弹性力学求解河岸区地下应力场,探讨开挖面支护压力理论值的变化情况,以此作为调整施工参数的理论依据。

Select

盘锦地区某基坑工程变形特性三维数值分析

顾亮

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1092-1096.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以盘锦渤海路地下商业街基坑工程为背景,应用FLAC^3D数值计算软件对基坑开挖的全过程进模拟分析。通过对比计算结果和监测数据,总结了盘锦地区基坑的围护结构变形及周围地表沉降变形特征。分析结果表明:对于盘锦地区的土层条件,使用Mohr-Coulomb模型比较合理,且模拟过程中需要设置接触面考虑桩-土相互作用;该地区基坑开挖对周围环境的主要影响区为2H(H为基坑开挖深度),次要影响区为2~4H。数值模拟结果还表明,虽然数值模拟中难以精确考虑底板的作用,但计算结果显示基坑底板对约束围护结构变形有很重要的作用。

Select

基于正交试验的机制砂混凝土配合比设计与研究

张胜, 周以林

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1097-1102.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用正交试验设计进行某水电站机制砂混凝土配合比试验与研究,采用极差分析(直观分析)与方差分析(统计分析)方法对试验数据整理分析,判断并找出影响机制砂混凝土强度和工作性能(坍落度)的主要因素,从而对不同强度机制砂混凝配合比进行优选,经优化选取的机制砂混凝土配合比具有良好的复现性,可供工程建设者参考使用,并且该方法具有试验次数少,试验周期短,试验数据分析科学合理等特点,可作为混凝土配合比设计优选的一个重要方法。

Select

地铁隧道沉降变形监测系统视频调试方案设计

周奇才, 陶元, 范思遐, 何自强, 熊肖磊

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1103-1108.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

分析地铁隧道沉降变形自动监测系统现场调试需求,根据系统结构及工作原理,设计了一种基于嵌入式Linux平台、B/S模式的调试方案,用于设置系统初始化参数和调节图像传感器。该方案在linux平台上构建嵌入式web服务器Apache httpd,按照V4L2规范采集监测摄像头的图像并压缩,经httpd推送至浏览器不断刷新显示,形成视频效果。用户通过网页设置系统初始化参数、观察摄像头视频,以调节摄像头的安装角度、光圈及曝光度等,获得监测目标的理想拍摄位置和图像输出,完成系统现场安装调试。

Select

地铁深基坑支护结构计算方法研究

朱占国, 赵文, 李慎刚, 纪新博, 唐志扬

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1109-1114.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着地铁建设进程的不断推进,地铁深基坑工程的数量不断增多,深基坑的安全性和经济性引起广泛的关注。本文在考虑地铁深基坑的特点和破坏形式的基础上,结合地基承载力理论和计算方法,将地基承载力理论应用于地铁深基坑支护结构计算中。从而提出了应用静力平衡和地基承载力理论计算支护桩嵌固深度的深基坑支护结构的优化计算方法。该计算方法为有效解决砂类地层计算结果与工程实际差异较大问题、提供了新的视角和理论依据。研究内容对砂类土层基坑围护体系设计有一定的参考的意义。

Select

滨海软土区深基坑支护结构设计及变形分析

秦景, 路威, 高霈生, 赵同新, 刘正伟

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1115-1120.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于三门核电站一期泵房深基坑工程的成功实践,对滨海软土区的基坑工程特点、支护结构设计和变形特点进行了详细分析。本工程依据地层条件,将基坑边坡划分为完全基岩边坡,基岩埋深小、无淤泥地层的边坡,基岩埋深较大、有较厚淤泥层的边坡三种类型,并分别采用了三种支护型式:放坡、排桩+岩锚、排桩+深搅重力墙+岩锚,有效解决了滨海软土区的地下水位高,淤泥粘聚力及内摩擦角小,基坑侧壁受水平荷载大、易失稳等难题。现场监测结果表明锚索应力及基坑的水平位移和沉降均满足规范及设计要求。三门核电站泵房深基坑支护所面临的岩土工程问题对于沿海工程具有一定的普遍性,该方案的成功应用可为沿海地区类似工程的设计提供参考。

Select

紧贴地铁车站单侧深基坑的施工方案对比研究

唐长东, 杨小平, 刘庭金

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1121-1126.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为有效控制单侧深基坑施工对紧贴地铁车站的变形影响,保护地铁车站的结构安全,以某紧贴地铁车站的深基坑工程为背景,采用三维有限元法数值分析手段,动态模拟了该深基坑工程的施工全过程,模拟结果与现场实测数据较为一致。然后在此基础上,针对深基坑的多种施工方案进行了系统的三维数值模拟对比分析。结果表明,对下伏地层为岩层的深基坑工程,深基坑单侧分区开挖相比不分区开挖能减少地铁结构的变形,虽量值较小但其总体上减小的规律依然存在;地铁车站结构底板竖向变形近基坑端大于远基坑端,认为地铁车站结构的遮拦作用对于岩层地区依然适用;基坑采取分区开挖措施和及时进行靠近地铁侧的基底反压措施可有效抑制地铁车站结构的变形。

Select

瓦斯抽采钻孔双胶囊配合带压粘液封孔新技术

范育青, 朱栋, 汪华君, 辛程鹏, 张敬中

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1127-1131.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对工作面煤巷扰动裂隙的客观存在,瓦斯抽采钻孔封孔质量难以满足钻孔密封检验要求、抽采瓦斯浓度和流量偏低等问题,提出了双胶囊配合带压粘液的封孔新技术,并双胶囊中间段采取了加长加粗的改进技术。其基本原理是采用高压胶囊封堵瓦斯气室同时配合低压胶囊封堵粘液,粘液封堵钻孔裂隙,实现抽采钻孔的彻底密封。通过理论分析,确定了合理的封孔工艺参数,并进行了现场工业性试验。结果表明,提出的双胶囊配合带压粘液封孔技术可增加封孔深度和提高封孔质量,使瓦斯抽采浓度提高40%~60%,平均瓦斯流量提高15 m³/min左右,且高浓度抽采周期可达两个月。

Select

软土地区曲线段盾构隧道超挖量与注浆量分析

郝润霞

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1132-1136.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对软土地区盾构施工过程中曲线段因盾构超挖产生的空隙进行了理论计算,并对直线段与曲线段的同步注浆量进行了比较,结果表明:盾构在曲线段盾构推进过程中,因盾构超挖侧面的土体发生了坍塌与变形,在盾尾到达超挖间隙前已被周围坍塌与变形的土体所填充;在采用注浆压力进行同步注浆控制时,在曲线段并未因盾构超挖而导致实际注浆量明显增加。为了减小曲线段因超挖导致的地表沉降,在曲线段盾构推进时应适当加大同步注浆压力,建议以直线段同等注浆率对应的注浆量作为同步注浆控制标准。

Select

用层析成像方法检测隐蔽工程结构缺陷

黄永林, 许汉刚, 蒋新

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1137-1140.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

计算机层析成像技术(Computer Tomograghy)简称CT,是一项快速发展的现代无损检测技术。CT因分辨率高,能准确反映探测对象的细部结构,可用于对隐蔽结构工程的缺陷和细微地质构造进行准确精细检测。本文以超声波CT技术为例简述了将该项技术应用于地下隐蔽工程检测的理论框架和工程技术要点,以大型灌注桩基础的桩端注浆质量检测和地下群桩穿孔位置检测等实际工程实例说明在工程中联合应用各种CT检测技术的方法。这两项检测实例来源于长江大桥和跨海大桥的超大型群桩基础,是在国际上首次完成的地下120米深度桩基础灌浆效果检测和成桩质量检验的实例。

Select

全断面基坑开挖过程中位移反演及稳定性分析

周健, 廖斌, 李业勋, 贾敏才

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1141-1147.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

分析断面非对称的复杂基坑时,常规半断面分析法的计算精度容易受边界效应的影响;本文探讨了一种以基坑整个断面为分析对象的全断面分析法,并模拟复杂基坑的开挖过程。在基坑开挖过程中,利用已测得的变形监测数据,反演分析得出与实际工况相吻合的土层等效弹性模量,将反演所得参数代入FLAC,计算出相应工况下基坑的变形和安全系数,并对下一工况的变形进行预测。实例分析结果表明,对于类似断面非对称的复杂基坑,全断面法的计算结果相对半断面法更加接近实测结果, 能较好地指导施工,并对基坑开挖的安全性进行评价。

Select

降雨冲刷护管截水墙安全性模糊综合评判研究

王慧娇, 李云鹏, 韩冰

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1148-1154.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

截水墙是一种有效的油气管道水工保护结构,其受降雨冲刷毁坏将对油气管道安全稳定产生较大影响。根据西气东输沿线护管截水挡墙结构形式及其受降雨冲刷作用毁坏特征,综合考虑截水挡墙5种可能失效模式,利用模糊数学理论,建立了降雨冲刷护管截水挡墙安全稳定分析的变权模糊综合评判模型,结合工程实例验证了评判模型的可靠性,并对不同降雨强度下截水墙的安全性进行了分析。研究表明:降雨对截水墙的冲刷作用随着降雨强度的增加而增大,相应的安全性呈下降趋势,并且在一定的降雨强度范围内,截水墙的安全系数关于降雨强度呈二次函数关系;文中研究方法及结果对类似油气管道防护结构稳定安全性评判均有一定的参考价值。

Select

结构倒塌触地振动效应非线性预测方法研究

孙平玉, 刘军

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1155-1160.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

拆除爆破已广泛应用在建筑物拆除施工中,但对于结构塌落体产生的触地振动效应,目前尚无成熟有效的预测和评价方法。本文运用非线性科学理论,建立了一个基于Volterra泛函级数的非线性预测模型,该模型可以在结构倒塌前即能预测塌落体触地诱发的触地振动效应,能够充分体现岩土介质在冲击载荷下的非线性力学响应特征。同时,针对Volterra非线性模型提出了基于独立脉冲荷载的简化识别方法。在实际工程中的应用表明,预测结果与实测结果吻合较好,并且应用简便,对预防和降低结构倒塌触地振动效应产生的危害具有一定的借鉴意义。

Select

基坑工程降水方法及其优化分析

徐帮树, 张芹, 李连祥, 刘日成

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1161-1165.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于济南西客站站前广场基坑工程地质、水文地质条件,要求基坑降水避免对邻近京沪高铁路基产生不利影响,采用高压摆喷止水帷幕、基坑管井降水、坑外回灌等降水设计方案。设计无止水帷幕和5种不同深度的止水帷幕等6种工况,采用有限差分软件对基坑降水全过程进行渗流模拟,得到不同工况的降水漏斗曲线。通过降水影响范围、及坑外最大降深,对止水帷幕优化分析,设计止水帷幕深24 m。工程实践证明本基坑降水方案设计是合理的,可以为周边基坑降水方案设计提供参考。

Select

基坑开挖对地下管线工作性状影响的数值分析

王成华, 段贤伟

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1166-1172.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究基坑开挖对于地下管线工作性状的影响,进而为管道安全评估与防护提供参考依据,利用Plaxis 3D Tunnel 建立基坑开挖中的土体与地下管线相互作用的有限元模拟模型。对土体采用Hardening-Soil 模型,对管线及基坑支护结构与土之间均采用接触面单元,对不同管道数量和位置以及施工步骤、基坑尺寸对地下管线水平位移、竖向位移和内力的影响进行了大量的参数分析。结果表明在基坑支护结构、管线与土体相互作用下,墙背管线位移随基坑尺寸增大而增大,但其分布形态不变;管道距离地下连续墙越近,管道的位移则越大,而地面位移越小;管道数量越多,管道位移与墙背土体位移均越小;管线内力与变形与基坑开挖特性参数之间的关系是非线性的。

Select

考虑渗流应力耦合关系的陷落柱突水机理研究

李正立, 王连国, 侯化强

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1173-1178.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

陷落柱突水受多种因素影响,其中煤矿工作面推进引起的区域岩体应力变化是主要原因。本文以陷落柱内承压水头上升高度和陷落柱内渗流量变化为评价突水危险性的简化判据,根据渗流应力耦合经验公式,借助FLAC^3D软件自带的FISH语言开发了流固耦合程序。应用该耦合程序并结合团柏矿某工作面的工程实际,对承压水上边缘充水导水型陷落柱的突水全过程进行了数值模拟。通过模拟结果和力学机理分析,得出了该边缘充水导水型陷落柱的渗流特征及工作面突水危险区域,从而为煤矿安全生产提供了指导。

Select

可拓理论对复杂条件下岩溶隧道的风险评估

黄小城, 陈秋南, 阳跃朋, 张志敏

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1179-1185.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

岩溶隧道存在突水、突泥(突砂)、洞穴坍塌等风险,而诱发的主要因素有地质情况、地层岩性、含水状况、可溶岩与非可溶岩接触带、地形地貌、岩层产状、层面与层间裂隙、围岩级别等。基于可拓学,运用可拓理论对隧道进行风险评估,利用可拓优度评价法的全面性与稳定性来确定风险因子,并引入熵权法确定各风险指标的权重系数。在物元模型的基础上建立岩溶隧道的风险评估模型,构建指标体系和评估标准;对定性指标予以量化,同时对各指标归一化、无量纲化预处理。对东风隧道风险段进行了评估,风险等级为极高风险(t=4),根据超前预报及现场实际风险反馈,表明可拓评估在岩溶隧道风险等级评估具有较好的适用性。

Select

双向锚固岩石边坡抗滑稳定性拟静力分析

林永亮, 李新星, 张波

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1186-1190.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

锚索加固是岩石边坡常用的支护措施,研究极端条件下加锚岩石边坡的稳定性,提出稳定性分析方法和控制手段是工程界迫切解决的问题。本文基于极限平衡理论,综合考虑冻胀力、水力条件、坡顶超载、地震荷载和多向锚固效应对岩石边坡的影响,建立了极端条件下双向锚固岩质边坡抗滑稳定分析计算模型,并重点分析了几种相关参数组合对岩石边坡抗滑稳定性的影响。计算结果表明:拉裂缝积水、冻胀力、出流缝被堵塞和超载不利于岩石边坡稳定性,安全系数随冻深、张裂缝积水、坡顶超载的增大而减小;而锚固效应及较小的锚固角则对抗滑有积极作用。工程设计中需合理考虑最不利荷载组合,且冻胀力的影响不容忽视。

Select

地震作用下坠落式危岩稳定性分析

王林峰, 陈洪凯, 唐红梅, 唐芬

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1191-1196.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

构建了地震作用下厚层水平岩体中坠落式危岩块体的震动模型,并基于结构动力学和断裂力学,分别建立了危岩块体水平震动和竖向震动时危岩块体的位移、加速度与惯性力和主控结构面联合应力强度因子的计算方法。从能量的角度出发,获得了危岩块震动过程中危岩主控结构面扩展长度的计算方法,提出了危岩主控结构面的扩展判据,进而建立了考虑地震震动效应的危岩稳定系数计算方法。通过算例分析发现,危岩主控结构面对危岩体震动加速度的影响较大,考虑危岩主控结构面后危岩体的加速度峰值增加了55.56%;此外,将地震荷载视为动荷载,考虑了主控结构面在震动过程中的扩展长度的危岩稳定系数计算方法较传统的拟静力法更加安全,该方法可为地震区厚层水平岩体中坠落式危岩的防治工程设计提供理论依据。

Select

上穿公路隧道偶然爆炸对下方供水隧洞影响研究

蔡路军, 朱方敏, 吴亮, 韩芳, 彭胜

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1197-1200.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

新建公路隧道从既有供水隧洞上方穿过,在空间上形成交叉隧道,上下隧道最小净距21.5 m,为评价上穿隧道偶然爆炸对下方供水隧洞稳定的影响,应用ANSYS/LS-DYNA对其进行了数值模拟研究。结果表明:当上穿公路隧道油罐车在运输过程中发生爆炸时,下方供水隧洞的拱顶、拱腰对爆炸冲击波的响应较大,最大振动速度约为10.1 cm/s,拱腰和拱底的振动速度分别为8.9 cm/s和3.9 cm/s,拱顶、拱腰部位的最大振动速度大于水工隧洞的安全质点振动速度;此时隧洞最大的动拉应力点位于拱顶,为1.01 MPa,加上隧洞衬砌静态应力(约1.0 MPa),超过了C25砼的抗拉强度设计值1.27 MPa,故油罐车偶然爆炸会造成供水隧洞结构的破坏,影响其稳定性,须采取一定的交通管制措施。

Select

核废料处置库近场热-水-力耦合性状

秦爱芳, 赵小龙, 王海堂

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1201-1207.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用高放射性核废料处置库模型试验,以核废料处置库近场的膨润土及岩石为研究对象,建立轴对称模型,选用适当的热、水、力本构方程,运用有限元软件code-bright对核废料处置库关闭后处置库近场的温度场、渗流场、应力场进行考虑TH, HM, TM部分耦合与THM完全耦合的数值模拟分析。得到处置库关闭后近场膨润土及岩石内温度、液体饱和度、应力的变化规律及不同耦合对这些性状影响的敏感度。结果可为核废料处置库的规划、设计以及数值分析时耦合类型的选择提供参考。

Select

工程爆破的控制

张志呈

地下空间与工程学报. 2013, 9(5): 1208-1214.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

回顾了黑火药开创工程爆破的历史贡献,列举了工程爆破对保留岩体或围岩的破坏和损伤实例,评价了原有光面爆破预裂爆破等定向断裂控制优缺点。发明了定向卸压隔振爆破。由于此两种爆破方法的基本原理、应用范围和目的相同,可构成“工程控制爆破”的另一种爆破类型,它专门用于轮廓线炮孔爆破,使保留岩体避免破坏;减轻损伤和采矿分采爆破,降低贫化损失。对两种方法进行了特征比较和效果评价,列出了后一种方法的效果图片。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容