地下空间与工程学报

Select

曹天邦,张丽,邱群,黄羽

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 1-5.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

城市地下空间开发中在将土地利用由二维平面转为三维立体的同时,也将地价评估研究的客体扩大至地下,亟需客观地显化地下空间土地使用权价格。地下空间使用权价格的科学评估直接影响地下空间的开发利用,尤其是对地下空间商业开发主体的意愿影响较大;同时,价格杠杆也是政府对城市地下空间利用进行控制引导的重要手段。笔者对国内外研究现状进行了评述,提出了地下空间土地使用权地价内涵及评估方法选择,对我国地下空间使用权评估有一定借鉴作用和参考价值。

Select

面向城市地下空间规划的三维GIS集成技术研究

娄书荣,李伟,秦文静

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 6-11.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着城市化进程的不断加快,城市地下空间的开发利用已经成为城市发展的重要方向。为了提高城市地下空间综合规划的合理性,本文研究了基于三维GIS的地下空间辅助规划方法,提出了地下空间辅助规划的体系架构,实现了地下空间综合规划相关影响因素及各专项规划内容的集中统一管理,针对各类数据的不同特点,形成了综合应用多种方法的三维建模体系,设计并开发了三维可视化的地下空间辅助规划系统,实现了城市地下空间规划数据的三维集成展示,并根据实际应用的需要,开发了一系列的辅助规划分析功能,为城市地下空间科学合理的规划提供辅助决策依据。

Select

基于弹塑性损伤模型的岩石加卸载计算研究

付宏渊,邱祥,史振宁,卞汉兵,曾铃

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 12-18.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于经典弹塑性理论,引入损伤因子,综合考虑岩石在外力作用下的塑性变形与损伤演化,提出一种各向同性弹塑性损伤耦合模型。根据以上理论编制有限元计算程序,较好地描述了岩石在不同加卸载路径中的应力-应变特性。通过程序模拟计算,具体结论如下:在常规路径加载中,岩石的峰值强度与残余强度均随围压的增加而增加。在卸围压路径下,残余应力受初始围压影响较小,但侧向应变与体应变有着明显的增加。轴向荷载的提高使岩石损伤值增加,卸围压过程中最大损伤因子均大于同等初始围压下的常规路径试验。

Select

基于分数阶导数的冻土蠕变本构模型

孙凯,陈正林,陈剑,曹伟,马健军

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 19-25.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

冻土的蠕变特性与所受应力水平及蠕变应变有关,在高应力水平下会表现出加速蠕变特性。本文在分数阶的非线性黏壶基础上提出了可以描述加速蠕变特性的应力-应变双控元件。传统Nishihara模型难以描述加速蠕变,通过将Nishihara模型中的黏弹性体替换为分数阶的Abel黏壶,将黏塑性体替换为提出的应力-应变双控元件,得到了冻土的一维蠕变本构模型,并将其推广到三维应力状态。提出的模型对冻土的单轴和三轴蠕变试验数据进行了预测分析,和传统Nishihara模型相比,该模型只增加了一个参数,不仅能够反映冻土在低应力水平下冻土衰减蠕变和稳定蠕变特性,而且还可以较好地反映冻土在高应力水平下加速蠕变规律。说明了该模型对于描述冻土在不同应力条件下不同蠕变状态的适用性。

Select

土工模袋砂界面摩擦特性试验研究

杨春山,莫海鸿,魏立新,陈俊生,赵建国

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 26-32.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

土工模袋砂界面特性指标对于各类模袋砂工程的设计至关重要。笔者开展了砂与土工模袋、土工模袋之间界面摩擦特性直剪试验;通过自制试验装置进行了模袋砂间界面摩擦试验,探讨了充填度对模袋砂间界面特性的影响;把试验结果用于典型工程实例变形和稳定性分析,并通过数值计算验证。研究结果表明:模袋与砂界面剪应力-位移关系表现出明显的非线性特征,剪应力峰值及其对应的位移随竖向压力的增大而增大,界面关系服从摩尔-库伦强度理论;砂与模袋间的摩擦角为30.3°,摩擦系数为0.58,黏聚力是3.1 kPa。土工模袋间界面关系也服从摩尔-库伦强度理论,摩擦角为21.3°,摩擦系数是0.39,黏聚力为1.29 kPa。模袋砂之间的摩擦特性指标则因充填度而异,受充填度影响显著,表现为充填度增大,摩擦角变大而粘聚力减小,抗剪强度增大,且竖向压力越大影响越明显。基于试验结果明确了洲头咀沉管隧道模袋砂围堰位移突变的原因及其稳定性,提出了设计控制指标;通过数值计算表明,基于界面摩擦试验结果分析所得结论合理。

Select

鄂西渝东盖层泥岩抬升破裂试验研究

霍亮,杨春和,刘俊新,冒海军,黄温钢

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 33-42.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

隆升剥蚀会导致盖层岩石破裂,封闭性失效,油气逸散。为研究抬升幅度对不同沉积年代泥岩的破裂规律,以经历隆升剥蚀的鄂西渝东为目标区域,选取侏罗系地层遂宁组、蓬莱镇组泥岩与志留系地层的小河坝组、龙马溪组泥岩,采用厚壁钢制容器约束试样环向变形进行单轴应变试验,模拟泥岩的沉积压实过程,得到名义前期固结压力参数OCR′,量化岩石经历最大埋深时成岩作用;采用常规三轴压缩试验模拟不同埋深状态下泥岩的破裂应力状态,提出应力卸荷指标表征岩石的抬升幅度,建立抬升幅度与归一化剪切强度的关系,并引入脆度指标BRI,得到不同组别的泥岩盖层发生脆性破裂的最小埋深。研究对复杂变形区域油气勘探有重要启示。

Select

水泥加固砂性土微观特征试验研究

肖时辉,廖一蕾,张子新,刘宽,杨小荣

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 43-50.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过电动体视显微镜微观试验手段,研究了不同水泥掺量下水泥加固砂性土加载前后微观特征,并分析了水泥加固砂性土孔隙的形状系数、定向角和孔径大小等参数的变化规律,揭示了水泥砂性加固土体强度及承载机制的演化特征。结果表明:(1)水泥砂性加固土在加载前后孔径分布和孔隙形状系数在水泥掺量5%~10%范围内同时存在剪缩和剪胀;但水泥掺量高(＞10%)的加固土加载后整体宏观表现为剪胀;(2)在加载条件下,水泥加固砂性土体的颗粒或团粒会发生定向滑移或转动,并在一定程度上孔隙长轴的方向会发生改变。且孔隙定向角分布形式逐步由均匀向集中转变,孔隙分布呈现显著的定向性。

Select

莱州花岗岩应变岩爆实验声发射频谱特征分析

贾雪娜,姜全果,何满潮,任富强,杜帅

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 51-57.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

深部岩爆的发生对应着岩石的猛烈破坏,同时产生弹性应力波,相应的就会有声发射现象发生。声发射频谱特征的变化能够反映岩爆发生的本质信息,因此开展此方面的研究有着重要的理论与应用价值。利用自主研发的深部岩爆过程模拟实验系统,进行了花岗岩循环加卸载条件下的岩爆声发射模拟实验。首先对花岗岩的应变岩爆实验过程进行划分,分析其声发射释能特征;其次,选取实验过程中的关键特征点声发射波形信息并对其进行傅里叶变换,观察各关键特征点的原始波形特征、二维频谱特征,寻求岩爆时刻的本征频谱;从其二维频谱功率谱图上,获取各个关键特征点的频谱响应特征和其对应的幅值特征,研究其频谱响应规律。研究结果表明:岩爆时刻区别于其他阶段最明显的特点就是声发射表现为连续型波形,低频高幅值特征。

Select

孔洞形状对大理岩渐进破坏力学特性影响研究

李地元,朱泉企,李夕兵

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 58-66.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究孔洞形状对岩石破坏特性的影响,对含不同形状孔洞大理岩进行单轴压缩实验,利用高速摄像仪记录孔洞周边裂纹的萌生、扩展和贯通直至试样破坏的过程,分析孔洞形状对大理岩力学特性、破坏模式、裂纹扩展特性的影响规律,以及试样所储存的能量与岩石变形破坏的关系。研究发现,孔洞形状对大理岩的力学特性有明显影响,且不同边界类型的孔洞有不同的裂纹扩展特性。另外,试样的宏观破坏是由远场裂纹迅速扩展的结果,而初始裂纹对材料破坏没起到关键作用。从能量的角度提出一个可判别岩石脆性破坏的能量跌落系数,还发现岩块弹射烈度与单位体积吸收能量的大小有关。通过FLAC^3D对不同孔洞形状大理岩进行数值模拟,得到不同孔洞形状大理岩的应力分布和应力集中系数特征,其应力分布特征较好地反映了室内试验的破坏特征。

Select

扰动土-结构接触面抗剪强度特性试验研究

赵少飞,戴志广,刘鑫,刘欣怡

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 67-71.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对地下空间开发等原因引起的扰动土-结构接触面抗剪强度特性,制备了干密度、孔隙比、含水率和饱和度4类物理性质指标变化的扰动土样,在传统应变控制直剪仪上通过改进的试验方案,探究扰动土与粗糙、光滑和极光滑3类粗糙度接触面的抗剪强度变化规律。试验结果表明,对各类粗糙度接触面,抗剪强度及外摩擦角,均随含水率、孔隙比、饱和度的增大而非线性减小,而随干密度的增加而非线性增加,其中含水率在10%～15%或饱和度在40%～50%范围时改变显著。对于极光滑接触面,抗剪强度及外摩擦角受土的扰动影响微小,基本可以忽略。试验结果为扰动土-结构接触面抗剪强度规律和扰动土-结构相互作用的进一步研究提供了试验依据。

Select

六边薄壁构件在准静态径向压缩下的吸能特性

唐治,付洪源,王建,唐巨鹏

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 72-77.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为增强巷道超前液压支架抵抗冲击地压能力,有效支护巷道防煤矿冲击地压灾害发生,设计一种六边薄壁吸能防冲构件安装在支架顶梁上方来提高支架抵抗冲击能力。对构件的吸能防冲特性进行理论和实验研究,结果表明:六角处为圆弧形的吸能防冲构件压缩过程中具有非常稳定的变形破坏模式、恒定的反作用力和较高的冲程效率。材料参数和几何尺寸对载荷波动系数和冲程效率影响较小。构件压溃峰值载荷、平均压溃载荷和总吸能均随长度增加而增大;构件压溃峰值载荷和平均压溃载荷随内边长增加而减小,内边长对总吸能影响较小。构件吸能防冲特性的理论解与实验结果有较好的吻合,为构件选取提供了理论依据。六边薄壁吸能防冲构件也可作为高速公路防护栏或汽车防撞前梁等。

Select

不同围压下页岩声发射及破裂前兆信息研究

王泽鹏,顾义磊,李清淼,房局,康长豪

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 78-85.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对页岩进行常规三轴压缩下的声发射试验,并以时间为参考变量,得到力学与声发射参数之间的耦合关系,对其进行分析,以研究常规三轴压缩下页岩声发射特征的围压效应及其破裂前兆信息,并进一步揭示岩石破坏的微观机制,结果表明:(1)页岩声发射信号可分为4个阶段,即:原生裂纹压密阶段、平静阶段、爆发阶段、破坏阶段。(2)随着围压的升高,页岩的峰值强度随之升高,损伤强度σcd也随之升高,并且其数值约为峰值强度的91%。(3)随着围压的升高,由于破裂后的岩块之间的破裂面在凹凸处存在相互啮合啃断,岩样声发射信号在峰后残余强度阶段出现多个峰值。(4)页岩声发射RA值在主破裂发生前都有突然增大,并达到峰值的现象,预示着主破裂即将发生,因此可以将声发射RA值的突然增加作为页岩主破裂前兆信息。

Select

基于旋挖桩随钻参数的地层识别方法

周泽洪,张林,刘先珊,许明,刘先荣

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 86-91.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

旋挖钻机钻进参数是在钻进过程中分析钻进情况的基础数据。地层结构的变化必然使钻进参数发生变化,进而使旋挖钻机显示出与不同埋置深度地层相适应的动态特征。采用旋挖钻机随钻检测与控制系统,对钻进过程中的直测参数和派生参数进行采样和分析,根据钻机工作参数和地层岩土体物理力学参数的固有特性、统计特性、结构特性,建立单一指标到多指标的地层识别模型,把地质条件和钻机的工况参数联系起来,利用钻机的转速、扭矩、钻进压力预估岩石抗压强度和土质地基承载力,并与一桩一孔勘察结果进行对比,证明基于随钻参数的持力层判定方法的有效性。

Select

基于滑移线场理论斜坡条基极限承载力解析解

蒋洋,王晓谋,郭建坤,董云

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 92-100.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在工程建设领域,经常需要把基础设置在斜坡地基上,但在现行成果中,对斜坡地基极限承载力的确定并没有给出具体计算方法。为合理确定斜坡地基极限承载力,从而为斜坡地基上的基础设计提供理论依据,并有效降低基础工程的建设成本,本文基于滑移线场理论,建立了斜坡地基的滑移破坏模型,进而根据斜坡地基坡前、坡后土体的塑性边界条件,推导了无重土斜坡地基极限承载力解析公式。同时,提出了采用有限差分方法获取斜坡地基滑移线场及应力分布场的方法。实例计算表明,滑移线解小于极限平衡解及有限元解,主要误差来自于地基土自重的影响,但总体误差在10%以下,本文所述解析法可用于斜坡地基极限承载力的快速估算。

Select

含浅层节理的岩体层裂数值模拟研究

姚远,张振南

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 101-108.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

冲击荷载作用下的岩体层裂是围岩屈曲失稳及岩爆的重要诱发因素。为研究围岩内部浅层节理对层裂行为的影响,采用相关键元胞力学模型(Correlated Lattice Bond Cell-CLBC)对此问题进行数值模拟研究。为了便于分析,以冲击荷载作用下不含节理的石梁层裂作为参考,将其层裂裂纹作为参考裂纹,层裂位置作为参考位置。相对于参考位置,分别在石梁中预设平行裂纹和斜裂纹组(相对于参考层裂裂纹),然后模拟相同荷载作用下的层裂行为。研究结果表明:浅层节理是否对岩体层裂产生影响取决于其相对参考层裂的位置和夹角。当平行节理位于参考层裂以内(远离自由面)时,平行节理对层裂没有影响;而当其处于参考层裂以外(近于自由面)时,应力波将其拉开、扩展,形成阶梯状层裂。对于斜节理组情形则更为复杂,但对于不同斜节理组其共同点都会在参考位置处产生层裂,并且表层岩石(层裂以外)都会被切割成块体沿斜节理方向弹出。当斜节理组位于参考位置以内时,斜节理发生扩展至自由面;当其位于参考位置以外时,只是在参考位置发生层裂;而当其跨越参考位置延伸至自由面时,在参考位置以内会产生平行于斜节理的衍生裂纹。该研究揭示了含浅层节理的岩体层裂规律,为分析围岩层裂行为提供了有意义参考,进而为进一步分析围岩屈曲失稳和岩爆提供必要的前提。

Select

基于扩散-渗流机理瓦斯抽采三维模拟研究

张钧祥,李波,韦纯福,孙东辉

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 109-116.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据煤体孔裂隙多重介质特性,分析煤体内瓦斯在基质孔隙和裂隙中不同的运移机理,建立瓦斯流动方程;考虑孔隙压力、吸附膨胀效应对渗透率的综合影响,建立渗透率动态方程;以弹性力学为基础,建立煤体变形控制方程;共同构建能够描述瓦斯扩散-渗流运移机理的耦合模型。以真实煤层赋存参数为例,根据理论模型对COMSOL Multiphysics进行二次开发,建立三维瓦斯抽采模型,模拟研究不同抽采时间下的瓦斯压力、抽采有效半径变化规律;利用压降法进行现场实测考察,现场实测结果与模拟结果基本吻合,验证了扩散-渗流耦合模型及三维数值模拟的可靠性,从而为该矿实际瓦斯抽采工作提供安全可靠的理论技术指导。

Select

矸石-粉煤灰充填采煤覆岩结构与变形规律

范超军,李胜,海龙,杜文璋,杨振华

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 117-123.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

矸石-粉煤灰充填采煤可解决“三下”压煤和固体废弃物排放造成的环境污染问题。根据充填采煤工作面覆岩移动规律,提出矸石-粉煤灰充填采煤覆岩存在3类结构;在弹性地基薄板理论基础上,建立了基本顶力学模型,推导出了基本顶弯曲下沉的理论公式,给出了基本顶破断的临界条件;据此,分析了基本顶变形影响因素,并进行了工程实践。结果表明,基本顶最大下沉量理论计算值与实测值基本一致,各因素对基本顶弯曲下沉影响大小依次为:基本顶弹性模量、覆岩载荷、直接顶弹性模量、充填体弹性模量。邢台矿7606工作面采空区基本顶的最大下沉量为234 mm,沿专用铁路线地表最大下沉量为16 mm,仅直接顶产生了局部裂隙和离层,基本顶完整性较好,覆岩属于第II类结构,地表变形得到了有效控制。

Select

刚性桩长变化对CM复合地基工作性状影响

徐新星,张季超

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 124-130.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在CM复合地基中,刚性桩起到将荷载传递到深层较好的土层,充分调动发挥各土层的承载能力的作用。本文基于某实际工程,利用ABAQUS软件建立计算模型,对刚性桩桩长在一定范围内变化对CM复合地基整体工作性能的影响进行分析研究,得出荷载变化时刚性桩桩长变化对刚性—亚刚性桩复合地基的沉降变化影响规律,以及对500 kPa荷载作用下对桩身轴力的影响规律,对荷载变化时对刚性桩、亚刚性桩的桩顶应力的影响规律,在荷载变化和500 kPa荷载作用下对刚性桩、亚刚性桩和桩间土的荷载分担比的影响规律,以及对复合地基位移场变化的影响规律,可为相关工程设计与实践提供参考。

Select

基于统计岩体力学的隧道围岩分级方法

郗鹏程,伍法权,包含

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 131-137.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

国标《工程岩体分级标准》(GB50218—94)在隧道设计阶段应用广泛,但是由于地质条件的复杂性及岩体各向异性的影响,不能精准预测施工阶段隧道围岩等级。本文基于统计岩体力学提出了针对隧道施工阶段的围岩分级方法,即通过现场岩体结构面统计和岩石力学试验,获取结构面参数和岩石力学参数,应用统计岩体力学强度理论及本构理论,获得具有各向异性特征的岩体弹性模量参数E_m,进而应用经验公式换算得到BQ值,从而确定隧道围岩基本分级。在实例中,小盘岭2号隧道GDK347+360里程处围岩设计分级为Ⅲ级;应用此方法重新分级的结果为Ⅳ级,低于设计分级,这与现场观察和监测的围岩性状吻合,说明本方法在隧道施工阶段能较为客观地反映围岩性质。以上研究结果表明,在含碳泥质板岩隧道围岩施工阶段岩体分级过程中,本方法具有良好地适用性。

Select

板岩地层盾构掘进对地层扰动的现场试验研究

晁峰,王明年,刘大刚,舒东利

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 138-144.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

长沙地区板岩的特点是遇水易软化、崩解,目前未见对该地层盾构掘进引起地层扰动的相关研究。以长沙地铁2号线西延线一期工程为依托进行了现场试验,监测内容包括:地表沉降、土体水平位移、土压力和孔隙水压力,同时记录掘进参数。通过分析得知:(1)板岩地层盾构总推力、扭矩和土仓压力是同步变化的,埋深不变时土仓压力随着隧道断面内微风化板岩所占比例的增加而增大;(2)地表沉降、土体水平位移、土压力和孔隙水压力随着切口到断面距离的变化规律基本一致;(3)各测点横向地层位移最大值约为轴向的1.1~2.6倍;(4)根据土体应力随切口到断面距离变化规律,将应力扰动分为缓慢减小段、波动段、缓慢变化段和恢复段4个阶段。

Select

多年冻土区管桩基础抗拔承载性能试验研究

吴彤,许健,钱文君,袁俊

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 145-153.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以青藏直流联网工程为背景,进行上拔和水平力组合荷载作用下管桩基础抗拔承载性能真型载荷试验。结果表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻土上限较吻合,多年冻土层无明显退化迹象。上拔加载过程桩底接触土压力减小,冻结期活动层范围内桩侧土压力明显增大,融化期活动层范围内桩侧土压力大大减小,其余位置土压力变化不明显。冻结期基础位移量显著低于融化期,冻结期抗拔及水平承载力高于融化期,上拔承载力高于水平承载力;上拔荷载与位移关系可采用幂函数模型进行预测。试验所得基础抗拔承载力与规范法计算结果比较吻合,表明冻土地区桩基础抗拔承载力规范计算方法是可靠的。

Select

桩侧注浆与扩底抗拔桩的极限载荷试验研究

吴江斌,王向军,王卫东

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 154-161.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

相比于传统等截面抗拔桩,桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩能大幅提高抗拔承载力,具有较高的工程应用前景。笔者开展了有效桩长19 m的桩侧注浆抗拔桩和扩底抗拔桩的极限载荷对比试验,各3根试桩,均加载至极限破坏状态,同时开展桩身轴力与变形量测。从荷载位移曲线、桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力发挥特性等方面对两种桩型进行了对比分析。试验表明,两种桩型相比于等截面抗拔桩的承载力提高机理不同:桩侧注浆使得有效桩长范围内各层土桩侧摩阻力普遍得到增强,实测桩侧摩阻力比勘察建议值提高33%~73%。扩底抗拔桩中等截面段侧摩阻力的发挥与勘察报告建议值相当,扩大头提供的抗拔承载力随加载值的增大而逐步发挥,在最大加载值时,扩大头承载力达到总加载的55%,超过等截面段桩侧摩阻力,扩大头的存在对于提高抗拔承载力作用明显。

Select

大断面顶管侧向开洞口型管片结构及其内力分析

石玉华,刘建辉,尹涛

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 162-168.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

目前大断面顶管管片一般采用整体式钢筋混凝土管片,纵向接头采用“承插式”接头,开大洞口型管片如果采用整体式钢筋混凝土管片,会由于该管片质量大、体积大而给该管片的吊装、运输和场地、纠偏等带来较大的麻烦,为了适应这种大断面顶管侧向开大洞口型管片结构需要,特设计一种侧向开大洞口型管片结构,这种管片结构由外环钢板、内环钢板、环肋板和纵肋板组成,而且这种管片在纵向上可以分成几段,分段和分段之间采用螺栓连接。本文以深圳某连接通道大断面顶管实际工程为例,分析了开大洞口型钢管片的各种工况组合情况,发现把洞口上方纵肋和洞口下方转角处纵肋构件加强后,整体应力都控制在安全合理的范围内。

Select

大直径钢管桩竖向承载力计算方法研究

梁超,刘润

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 169-175.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着海上油气资源的深度开发与海上风电工程的投资建设,大直径钢管桩基础以其结构简单、安装便利、承载性能优越的独特优势被广泛使用。随着钢管桩直径的增加,其承载模式有别于传统的小直径桩。分析了太沙基、梅耶霍夫、别列柴策夫深基础承载力理论公式与建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范、API、DNV规范以及考虑土拱效应的计算方法之间的差异性,并应用上述方法计算了实际工程中大直径钢管桩的竖向承载力,将计算结果与动测结果进行对比。结果表明:理论算法中太沙基法与梅耶霍夫法计算值较大,别列柴策夫公式和考虑土拱效应计算法相对准确;建筑桩基技术规范、港口工程桩基规范相对于API、DNV规范更加保守。

Select

西安富水砂层盾构施工Peck沉降预测公式改进

胡长明,冯超,梅源,袁一力

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 176-181.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

隧道开挖引起的地表沉降预测主要有公式法、数值法、解析法等,由于Peck公式法的合理、简便,被广泛应用于隧道开挖引起的地表沉降预测中。但由于Peck公式的局限性,在不同地层中预测隧道开挖引起的地表沉降时需要对其进行修正。本文以西安地铁某区间盾构穿越富水砂层为背景,通过现场实测数据、线性回归方法并引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β两个参数对原始Peck公式进行修正,得出α的取值范围为0.106 7~0.354 4、β的取值范围为0.539 0~0.681 9,将修正后的公式和现场数据对比发现拟合效果较好,参数取值合理。相关结论可供盾构在富水砂层中施工作为参考。

Select

双隧道不同开挖顺序对临近群桩的影响研究

邵羽,江杰,韦朝华,马少坤,刘莹

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 182-191.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

双隧道不同开挖顺序对临近群桩承载性能的影响鲜有报道。针对此问题,采用基于地层损失比的位移控制有限单元法(DCM),对软土地基中不同埋深双隧道不同开挖顺序对处于工作荷载下群桩工作性能的影响进行研究,并与相关离心模型试验结果进行比较。得到以下结论:双隧道不同开挖顺序对群桩桩顶附加沉降和群桩承载能力损失影响差别显著,当先开挖上覆隧道时,群桩桩顶的附加沉降量为先开挖下置隧道时的1.25倍,且群桩承载能力的损失率约为后者的1.2倍;两工况中第二个隧道的开挖使得群桩中前桩附加弯矩和后桩附加弯矩均有明显的增大,此与分居群桩两侧但埋深相同的双隧道开挖对群桩弯矩的影响规律迥异;两工况下均产生较大的附加弯矩和附加轴力,且最大附加弯矩和最大附加轴力均位于上覆隧道轴线附近。

Select

矩形顶管施工引起的地面沉降变形研究

许有俊,王雅建,冯超,刘志伟,朱剑

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 192-199.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以南宁市轨道交通1号线南湖站Ⅰ号过街通道顶管工程为背景,分别考虑顶管机及后续管节对土体的作用力引起开挖面周围土体的施工时变形、土体损失引起地面永久沉降、注浆对土体损失补偿引起的地面抬升、地层中超孔隙水压力消散发生失水固结效应引起的工后沉降等因素,揭示了在注浆压力作用下矩形顶管隧道周围土体的变形模式,推导了由注浆填充引起的土体竖向变形计算方法,给出了扰动范围土体内超孔隙水消散引起的工后固结沉降的计算公式。运用Mindlin弹性理论解、随机介质理论、分层总和法分别对该工程由土体应力状态变化、地层损失、注浆填充和失水固结4个方面引起的地面变形进行计算,根据计算结果与实测数据的对比分析,对矩形顶管施工扰动引起的地表沉降变形特性进行系统研究,叠加后的计算结果与实测数据变化规律基本一致,且数值吻合较好。

Select

大型地下水封储库围岩快速补强灌浆体系

魏雪斐,刘晓丽,段云岭,冯金铭

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 200-211.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

地下水封储库工程对水封条件和水封效果要求较高,在施工期仍需保持高于洞顶的地下水位以保证水封效果。针对国内某大型地下水封储库的地质、结构和施工特殊性而出现的岩体灌浆难题,提出一套完备的技术体系,利用数字平台三维地质展示及破碎带预测提前预知地质情况,结合专用的早强快硬灌浆材料、牵引灌浆工艺,围岩补强一体化灌浆设备及相应检测手段,在工程不良地质区进行有效灌浆,较好地解决了地下水封储库灌浆难题。针对循环灌浆工艺发现基于硫铝酸盐水泥的灌浆材料在不同压力循环下水化放热峰值时间随循环时间的加长而缩短,抗压强度随循环时间的加长而降低。本文研究成果可为大型地下水封储库围岩快速补强灌浆提供重要依据和技术支持。

Select

基于PFC^2D楔形支挡不透水充灌袋挡水的研究

孙立强,岳长喜,郭伟

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 212-221.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

土工膜充灌袋广泛用于抗洪抢险、农业灌溉、河流改道、近海施工等临时性的堤坝建设中,当其承受过大侧向水压力时,充灌袋会发生滚动而失稳,在土工膜充灌袋一侧安装楔形体支挡结构是一种简单有效的防止翻滚的方法。本文基于PFC^2D程序对一侧安装楔形体支档结构另一侧作用一定高度水位的充灌袋挡水结构进行计算,对侧向水压力下充灌袋的整体稳定性进行了分析。为使研究具有普遍性意义,对充灌压力、支挡结构高度以及侧向水位高度都进行了无量纲化处理,计算了不同充灌压力、挡体高度下充灌袋的临界挡水高度,通过计算得出了临界挡水高度随充灌压力和挡体高度之间的关系。同时对充灌袋与支挡结构的相互作用产生的应力集中现象进行了计算分析,提出了解决应力集中的措施。研究成果为充灌袋挡水结构和支档结构的设计提供依据。

Select

地下连续墙缺陷的跨孔电磁波层析成像研究

胡书凡,赵永辉,葛双成,覃谭,安聪

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 222-228.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

由于工程特点及施工原因,城建和水利工程中的地下连续墙墙体可能出现断裂、裂缝、空洞、夹泥、离析等质量缺陷与病害隐患问题,危及工程安全。针对连续墙中缺陷常呈块状分布的情况,笔者将最小支撑聚焦泛函应用于电磁波走时层析成像中,对地下连续墙缺陷模型的成像效果进行了研究。与最小模型泛函和最光滑泛函的成像效果相比,该方法能够较好地突出连续墙中缺陷的边界,缺陷的空间展布形态更加接近于真实模型。针对地下连续墙典型缺陷的物理模型,该方法取得了理想的成像结果,准确地揭示出了缺陷的形态和类型。基于最小支撑聚焦泛函的电磁波走时层析为地下连续墙缺陷的检测提供了一个便捷、可靠的方法。

Select

现浇X形桩成桩过程充盈系数研究

王雪亮,夏梦然

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 229-235.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

现浇X形桩具有节省混凝土用量、提高承载力的特点,但目前针对X形桩成桩质量检测的理论研究相对较少。基于保角变换将原物理平面上的X形桩孔映射到像平面的单位圆上,结合平面弹性力学的复变函数方法得到了均布内壁压力作用下X形桩孔边界位移解析解;利用得到的解析解建立了X形桩成桩过程充盈系数的计算方法;最后,与现场试验实测数据进行对比验证,结果一致。研究结果表明:本文建立的理论计算方法可以准确、有效地计算X形桩成桩过程充盈系数;X形桩凹弧长度随着内壁压力的增加而线性减小,充盈系数随着内壁压力的增加线性增大。

Select

PCCP管施工回填土深层压实度检测方法研究

佟大威,孙立强

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 236-240.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

预应力钢筒混凝土管(简称PCCP)在国内外地下输水工程中得到广泛的应用,天津市南水北调配套工程亦使用了这种管材。回填土压实质量的好坏直接影响着工程质量,如何快速、准确地获得回填土深层压实度,对于保证工程质量十分重要。本文提出了轻型动力触探和无核密湿度仪相结合的回填土深层压实度检测方法,通过现场试验,获得轻型动力触探的锤击数与压实度并建立相关关系,并采用无核密湿度仪现场检测压实度以进行关系曲线的校准。通过实际工程应用,PCCP回填土深层压实度和轻型动力触探的锤击数具有良好的相关性,且该方法设备简单、操作容易、经济适用,并可随工程检验进行关系曲线的校验以提高精度,值得推广应用。

Select

地裂缝带Q₃黄土强度与流变长期强度关系研究

李丽,邓亚虹,王鹏,慕焕东,李飞霞

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 241-249.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

西安地区是我国地裂缝最为发育,灾害最为严重的地区,随着城市建设的不断发展,尤其是地铁工程的陆续进行,地裂缝灾害成为工程建设的制约因素。考虑到地裂缝灾害的严重性,通过对西安地区长安地裂缝带Q₃原状黄土进行了不同围压下的固结不排水(CU)常规三轴试验,在试验基础上,分析了地裂缝带Q₃原状黄土的应力-应变关系及试样破坏类型,建立了地裂缝带Q₃原状黄土的应力-应变关系模型,获得了地裂缝带Q₃原状黄土不同应变量所对应的抗剪强度值,并分别用摩尔圆法和σ₁-σ₃应力平面法求得了抗剪强度参数。结合蠕变试验曲线,绘制了长期强度曲线,建立了长期强度方程,获得了长期强度方程参数。分析了流变瞬时强度及长期强度值与不同应变量所对应抗剪强度值的关系。

Select

高家坪隧道地下水系统识别及涌水量预测

李方华

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 250-259.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以宜保高速高家坪隧道为研究对象,重点剖析高家坪隧道工程区的地质条件,在此基础上,综合采用地下水示踪试验、地下水化学组分测试、降雨量与地下水动态长期观测等多种技术手段对高家坪隧道区域岩溶发育特征、岩溶隧道突涌水条件进行了分析和探索,查明了各岩溶水系统的边界及之间的水力联系,分析了岩溶系统与隧道的空间关系及其对隧道安全的影响,揭示了岩溶系统的水文响应特征,并采用分布式TOPMODEL流域水文模型模拟流域的流量过程,预测了隧道的正常和最大涌水量。结果表明:隧道ZK45+500~ZK46+900段涌水最大峰值流量可达3.56 m³/s,滞后降雨3 h,最大涌水量47 984.7 m³/d,与实测值吻合较好。本文工作可为我国岩溶地区类似隧道工程的突涌水灾害预防提供参考和指导。

Select

基于强度折减法的地铁车站交叉段稳定性分析

陈林杰,梁波

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 260-265.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于有限元强度折减原理,分别以特征点位移突变、等效塑形应变贯通和计算收敛等方法作为地铁车站隧道交叉段整体稳定性分析的失稳破坏判据,进行整体安全系数计算,通过实例分析,提出适合地铁车站隧道交叉段整体稳定性分析的强度折减判据。研究结果表明:有限元强度折减法可以定量地得出地铁车站隧道交叉段的整体安全系数;收敛判据计算得出的安全系数明显大于其他两种判据的结果,单独使用任何一种判据都不能真实地确定安全系数;采用特征点位移突变与等效塑形应变贯通两者相结合的综合判据可以较好的得到地铁车站隧道交叉段的整体安全系数。

Select

局部能量释放率与微震相结合的岩爆动态预警指标

于洋,徐倩,徐长节,刁心宏,耿大新

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 266-272.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于锦屏二级水电站引水隧洞、排水洞施工过程中的大量的微震信息以及不同等级的岩爆实例,运用数值计算与微震信息相结合的手段的对岩爆灾害进行研究。结果表明,局部能量释放率可以作为高地应力条件下隧洞开挖过程中围岩能量释放的指标,将其与微震监测数据相结合可以对深埋隧洞开挖过程中岩爆的强度、发生位置及范围进行预警:当局部能量释放率指标达到4×10⁵ J/m³以上,同时最大能量微震事件的能量值大于10⁵ J时,将发生强烈岩爆;当局部能量释放率指标介于10⁵~4×10⁵ J/m³之间,最大微震能量值在10⁴~10⁵ J之间时,具有中等或轻微岩爆风险;当局部能量释放率低于10⁵ J/m³,微震能量均值小于10⁴ J时,无岩爆风险。最后在施工过程中对上述预警指标进行运用,有效的抑制了岩爆灾害的发生。

Select

海域扩宽公路的变形特征及数值模拟分析

陈庚,王波,陈永辉,陈龙,赵子荣

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 273-279.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着我国经济社会的发展,道路扩宽工程日益增多,然而针对海域公路这一特殊工况下道路扩宽的报道及研究尚少。本文以海域公路拓宽为背景,结合数值分析,研究了原有路堤和拓宽路堤的沉降变形规律,并在原有地基不同固结度条件下的新路堤拼宽变形及稳定予以分析,结果表明:地基沉降和水平位移主要发生在软土浅层,新路堤下土体侧向位移均向外侧,地基土的侧向挤出是导致原有路堤不均匀沉降的重要原因;在拓宽荷载作用下,在新旧路堤结合面及其附近会产生过大的剪应力,同时地基内超静孔压分布表明路堤结合部的稳定性最差;原有地基的固结情况对拼宽路段的工后沉降及边坡稳定影响较大,但当固结度达到95%后其影响降低,建议原有地基固结度达到95%时进行道路拼宽作业。

Select

基于SPH的土质边坡稳定性及失稳后大变形数值模拟

唐宇峰,施富强,廖学燕

地下空间与工程学报. 2018, 14(1): 280-286.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

本文采用光滑粒子流体动力学(SPH)法对土质边坡稳定性及其失稳后的大变形进行数值模拟研究。该方法既可以分析边坡的稳定性系数和潜在滑移面,又可以对土质边坡失稳后的大变形过程进行模拟,从而弥补了传统数值模拟分析方法的不足,为土质边坡稳定性及失稳后滑坡大变形分析提供了一种新的方法。首先,采用Fortran语言编写了模拟土质边坡稳定性及失稳后滑坡大变形分析的SPH程序;其次,采用一个经典算例,验证了本文程序和方法在进行边坡稳定性分析时的准确性;最后,为验证该法模拟黏性土质边坡滑坡大变形的准确性,笔者自行设计了一组黏性土体滑坡大变形物理实验并与SPH模拟结果进行了对比。研究成果表明,基于弹塑性本构模型及D-P屈服准则的SPH方法可以较准确的模拟稳定性系数及潜在滑移面,并且可以较准确地模拟失稳后的滑坡大变形发展过程,弥补了目前数值模拟方法的不足,是一种值得推广的新型稳定性及滑坡大变形分析方法。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2018年, 第14卷, 第1期　刊出日期：2018-02-20

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

2018年, 第14卷, 第1期 刊出日期：2018-02-20

2018年, 第14卷, 第1期　刊出日期：2018-02-20