地下空间与工程学报

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孙若璧, 胡斌, 任晓峰

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 539-544. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.01

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研究型大学的发展定位及扩招使其新建校区地下空间开发利用成为影响学校发展的重要资源。依据研究型大学功能及空间发展定位,结合对国内外既有案例的研究,统计国内研究型大学新建校区的相关数据,探讨地下空间适宜的功能配置方案与开发规模,分析影响开发规模相关因素。分析构建地下空间规模测算体系与功能配比模型,并以北京工业大学房山新校区为例,规划地下空间功能并验证模型可行性。通过研究分析希望为研究型大学新建校园地下空间规划利用提供借鉴。

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深圳科苑大道地下空间一体化综合开发方案研究

郑天尧, 张欣

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 545-553. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.02

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为激发高新园区发展活力,借助轨道交通建设和城市更新契机,开展了深圳市南山区科苑大道地下空间一体化综合开发方案研究。基于高新园片区发展现状及未来规划,充分论证了科苑大道地下空间开发的必要性和紧迫性,明确了开发目标、功能定位及开发策略。在深度剖析项目平面布局、竖向分层等空间结构的基础上,细致分析了项目开发特点,详细研究了分段开发的理念和总体布局,探索了项目地下空间控制、功能布局及通风采光等控制要求,总结凝练了项目规划、施工及运营的特点。研究成果可为高密度、高建成区地下空间规划建设提供参考。

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地下数据中心的全球实践与发展展望

白东锋, 姚红志, 聂善军, 郭腾飞, 史宝童

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 554-561. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.03

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在全球数字化转型与“双碳”目标驱动下,地下数据中心凭借其节能降耗、安全稳定等优势,成为新型数字基础设施的重要发展方向。当前国内外建成的地下数据中心可分为新建类与改造类,新建项目聚焦自然冷源利用与安全稳定性,改造类则通过既有地下空间升级实现存量资源再利用。规划选址、建造运营和热管理与回用是关系地下数据中心产业发展的关键技术问题。在规划选址方面需综合考虑地质条件、能源供给与灾害风险;在建造运营方面需注重快速改造利用既有空间、模块化安装与智能运维技术融合;在热管理与余热回用方面,注重利用绿色能源供应,结合高效的散热和余热回收管理,实现近零碳运营模式。结合国内外的实践案例,提出了我国地下数据中心的政策建议、主要发展模式和重点突破技术方向。未来,地下数据中心将依托政策、技术与场景协同,构建“绿色-安全-智能”三位一体的可持续发展范式。

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单裂隙岩体渗流传热的精细积分方法

胡成强, 蓝林华

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 562-571. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.04

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研究裂隙岩体渗流传热问题对于地热能的开发有着重要意义。基于渗流传热耦合理论和有限差分法,给出了单裂隙岩体渗流传热问题的一种精细解法,包括以下步骤:首先依据傅立叶定律及能量守恒原理分别构建了裂隙与岩体的控制方程,随后,考虑到岩体与裂隙的不同物理性质,引入多重介质模型,并采用无厚度线单元模拟裂隙;通过有限差分理论将偏微分方程转换为常微分方程;最后借助精细积分法进行高精度求解,获得求解域内的温度场。与解析方法对比,验证了本文方法的有效性。算例1表明,相比传统有限元法,本文方法具有良好的稳定性。算例2中,举例阐述了不同参数对渗流传热的影响并进行了参数敏感度分析。最后,讨论分析了控制方程差分格式的稳定性条件。本文方法能够为研究裂隙岩体渗流传热问题提供参考。

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含结构面深埋隧洞围岩分区破裂机理研究

胡新伟, 杨石扣, 孙宽, 陈冲平, 邓正定

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 572-580. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.05

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岩体内部存在大量的节理、裂隙、断层等不连续结构面,深埋隧洞开挖后,洞周围岩会发生分区破裂,与原结构面的交汇融合会导致隧洞出现大变形、涌水和大规模塌陷等灾害。为探究岩体内结构面对深埋隧洞围岩分区破裂的影响,以锦屏二级引水隧洞为研究背景,基于应变软化模型,建立含结构面隧洞数值模型,研究深埋隧洞开挖后围岩分区破裂形态、破裂带数目、破裂区体积随结构面分布位置、倾角、强弱等的变化规律。结果表明:当结构面位于隧洞两侧时,结构面与隧洞净距越小,围岩破裂程度越大,结构面抑制分区破裂向深部扩展效果越明显;结构面与隧洞相交后,结构面不能够有效抑制分区破裂,但会改变分区破裂形态;围岩分区破裂形态会随结构面倾角变化而发生旋转;结构面强度越小,围岩分区破裂越剧烈,结构面抑制分区破裂向深部扩展效果越明显。研究成果可为深埋隧洞开挖围岩支护结构设计提供理论支撑。

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基于改进Canny算子的岩石裂隙识别算法

杨东辉, 苏经纬, 乔伟

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 581-588. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.06

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边缘检测是岩石裂隙图像识别领域的一个重要方向。针对经典Canny算法在边缘检测精度方面的不足,提出一种基于改进Canny算子的岩石裂隙识别算法,采用双边滤波代替原始高斯滤波对图像进行平滑去噪;采用4方向的3×3 Sobel算子代替原始2×2模板计算图像梯度;采用Otsu算法自适应确认Canny高低阈值。选取单一型、偏Y型与T型岩石裂隙图像进行仿真实验,从边缘像素统计与算法执行效率两个方面对其进行评价。结果表明:与经典Canny算法、Sobel算子相比,改进Canny算法C/A值分别降低80.9%~90.3%、54.4%~76.7%,C/B值分别降低67.3%~82.6%、43.7%~76.0%;改进Canny算法边缘点连接程度好,伪边缘抑制性强,在边缘检测精度与整体功能性方面均取得了较大进步,但执行效率有待进一步提高。改进Canny算法为岩石裂隙识别方面的研究提供了新思路。

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盐侵蚀地聚合物固化黄土强度劣化机制研究

刘飞, 张星, 尹严, 汤浩杰, 石文科

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 589-595. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.07

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采用地聚合物对黄土进行固化,通过三轴试验研究了硫酸盐侵蚀作用下固化黄土抗剪强度的劣化规律,结合电镜扫描分析了固化土的劣化机理。结果表明:掺入地聚合物可有效提升固化黄土的抗盐蚀性能,掺量越大,抗侵蚀性能提高越显著;随盐蚀时间增加,地聚合物固化黄土抗剪强度呈线性劣化趋势;盐蚀60 d后15%、20%固化土仍具有未扰动试样峰值偏应力的70%、77%,表现出良好的抗盐蚀性,但10%固化土劣化程度较高,其只具有未扰动试样峰值偏应力的45.4%,峰值偏应力下降明显,固化结构已有部分丧失;随盐蚀时间增加,60 d时15%和20%地聚合物固化土黏聚力仍保有初始值的70%以上,但10%地聚合物固化土劣化显著,降幅约为50%;盐蚀作用对内摩擦角的影响相对较小,盐蚀60 d后10%、15%和20%地聚合物固化土内摩擦角分别降低了22.7%、13.3%和8.6%;电镜扫描发现硫酸盐溶液对地聚合物固化黄土的结构劣化表现为:短期内孔隙水侵蚀作用较为显著,长期浸泡过程中硫酸根离子会与地聚合物反应,导致水化产物分解,故宏观强度下降。

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爆破应力波在岩体中传播的裂隙效应

廖铭顺, 许青雅, 孟俊宇, 邓永锋, 赖庆钟

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 596-605. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.08

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隧址区周边环境敏感时,矿山钻爆法隧道施工中爆破振动是重要的致灾源,裂隙岩体成为振动波传输介质。为了研究爆破应力波在单一节理裂隙或者节理裂隙密集带下的传播规律,探究节理裂隙对爆破应力波在岩体中传播的作用效应,利用数值模拟软件ANSYS/LSDYNA ,对岩体中单孔爆破产生爆破应力波入射单条节理的衰减情况和微差爆破产生爆破应力波入射单条节理裂隙带的衰减情况进行模拟计算。结果表明:节理裂隙对爆破应力波有显著阻碍作用,空裂隙阻碍强于填充裂隙,且随尺寸增大而增强;微差爆破中,密集带越宽,阻碍作用越强,透射系数线性衰减,能量传递系数曲线下降;节理裂隙宽度从2 cm增至8 cm,爆破应力峰值衰减率由45.5%增至59.4%;密集带宽度从0.2 m增至1.0 m,透射系数从0.95降至0.76,体现出节理几何特征对波传播效应的显著影响;节理裂隙能有效降低爆破振动峰值速度,同时使应力波由高频转低频,随宽度增加低频化效应更明显。

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平行双裂隙煤体动态劈裂力学行为及裂纹演化规律

刘斌, 李永南, 张通, 武洋, 靳梦奇

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 606-614. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.09

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为研究裂隙倾角对预制平行双裂隙煤体动态抗拉性能及破坏行为影响规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对预制平行双裂隙煤样开展动态劈裂试验,并同步对煤样动态破坏过程进行记录,分析了不同裂隙倾角(0°、30°、45°、60°、75°和90°)裂隙煤样动态力学特性和裂纹演化规律,并对裂纹扩展分形特征及能量演化规律进行了讨论。结果表明:不同裂隙倾角双裂隙煤样峰值载荷分布范围为1.17~2.03 kN,整体随裂隙倾角的增大呈先增大后减小再增大趋势;不同裂隙倾角煤样均以拉伸破坏为主,且裂纹沿加载方向发育;煤样中部(两加载点连线附近区域)率先起裂,随后在预制双裂隙端部以及试样与压杆接触位置萌生反翼型裂纹和剪切裂纹,裂纹进一步扩展贯通形成破裂面;裂纹扩展分形维数分布范围为1.76～1.83,且在加载过程中呈增加趋势;裂隙倾角为75°时破坏时刻分形维数最大,裂隙倾角为60°时分形维数最小;不同裂隙倾角煤样吸收能演化规律基本一致,整体呈“S”型增长,可划分为初始稳定阶段、快速增长阶段和缓慢增长阶段。

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基于高跨比的硬岩公路隧道围岩压力计算研究

曹鹏, 沈康文, 胡学兵, 朱开新, 郭鸿雁

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 615-622. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.10

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为揭示硬质岩公路隧道不同高跨比断面形态对结构力学响应与围岩压力特征的影响,基于典型深埋隧道工程,采用数值模拟方法对六种高跨比断面进行了系统分析,并对比了普氏理论、公路隧道设计规范等传统计算方法与数值结果的差异。现有经验公式在非标准断面及高地应力条件下存在偏差,难以反映断面形态效应。针对Q系统模型的局限性,建立了高跨比与围岩压力的定量耦合关系,提出了基于Q法的围岩压力修正模型。结果表明:随着高跨比由 0.2 增至 1.0,拱顶沉降降低 87.4%,围岩压力峰值下降 57.6%,当高跨比大于 0.6 时,结构变形趋于稳定;修正模型与实测数据拟合良好,验证了方法的合理性与工程适用性。研究成果完善了硬质岩隧道形态效应理论,可为复杂地质条件下的结构设计与围岩压力快速估算提供依据。

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深埋并行近接隧道围岩压力极限分析及稳定性研究

王志刚

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 623-633. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.11

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为了准确获得近接施工条件下围岩压力的计算方法,分析隧道净距对围岩应力和变形演化的影响机制,以351国道改建工程中沙滩头隧道施工为工程背景,采用极限上限分析法,建立了深埋并行近接隧道围岩压力分析模型。通过参数分析,确定了侧压系数和隧道净距对围岩压力的影响规律。通过对单洞隧道掘进以及近接施工隧道开展模拟,分析了净距影响下隧道围岩应力和变形场演化规律,以及中夹岩的稳定性。结果表明:隧道围岩垂直压力与侧压系数呈近似负指数关系,内外侧竖向围岩压力的相对斜率增大时,垂直压力逐渐减小;隧道近接施工时,环向应力场整体向既有隧道侧偏移,当隧道净距增加时,后掘进隧道在靠近既有隧道侧拱角形成的应力增量和最终顶板沉降量均逐渐减小;当隧道净距较小时,双洞掘进后,中夹岩呈现剪切破坏,当净距较大时,双洞侧向应力集中区的叠加效应减弱,中夹岩保持稳定。研究成果可为深埋近接隧道施工提供理论依据。

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基于Adaboost和DecisionTree的地层岩性预测研究

杨春曦, 肖文梁, 徐亚军, 郝梓宇, 鲍挺

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 634-642. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.12

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本文旨在研究基于Adaboost和Decision Tree算法的地层岩性预测方法,通过对气井的地层岩性实测数据进行分析,筛选出深度、地层电阻率等九种关键地球物理参数,利用上述机器学习算法构建气井地层岩性预测模型。在模型构建过程中,为解决Adaboost SAMME和Decision Tree算法参数选取和优化难点,利用交叉验证法筛选出最优参数组合。结果表明:Adaboost SAMME算法在岩性和地层岩性预测方面表现优异,准确率高达96%以上,相对而言,Decision Tree算法准确率稍低,为87%;模型预测准确率随训练集比例的增大而增加,原始数据随机化处理可以提高模型预测准确率;主成分分析(PCA)效果明显优于奇异值分解(SVD)。研究成果可为地下空间与能源工程钻井的地层岩性预测提供参考。

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动态压缩作用下低温含冰砂岩动态力学行为研究

刘宏伟, 赵晓玲, 孙家鑫, 李瑞, 暴伟越

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 643-650. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.13

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寒区地下工程建设中,围岩长期处于低温环境,其内部自由水会发生冻结,显著影响围岩结构的力学性能。同时,地下工程常遭受地震、爆破等动荷载作用而发生失稳破坏。然而,当前针对冻结岩石的动态压缩力学特性的研究尚显不足。为探究冲击荷载作用下低温含冰岩石的动态压缩特性,利用分离式霍普金森杆测试系统开展了红砂岩试样的动态压缩冲击试验,分析了温度及含水率对于红砂岩动态压缩力学特性的影响,揭示了其破碎程度与能量耗散的关系。结果表明:(1)低温含冰红砂岩的动态压缩强度、应变和弹性模量表现出显著的温度和应变率效应,随含水率的增加,低温含冰红砂岩的动态压缩强度和动态压缩弹性模量增加,动态峰值应变减小;(2)低温含冰红砂岩的耗散能随温度的降低或应变率的增加而增加,随含水率的增加而减小;(3)低温含冰红砂岩破碎程度和分形维数与温度、含水率和应变率密切相关,随着温度的降低或应变率的增加,低温含冰红砂岩的破碎程度和分形维数增加,含水率的增加使得低温含冰红砂岩的破碎程度和分形维数减小;(4)岩石的分形维数随耗散能密度的增大而增大。研究结果可为寒区工程的建设与防护提供借鉴。

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循环荷载作用下汕头软黏土变形特性研究

杜泽辉, 熊亦翔, 丁天力, 王定顺, 张迎宾

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 651-658. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.14

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不同地区的软黏土会表现出不同的变形特性,研究汕头软黏土在地震循环荷载作用下的变形特性对汕头地区软黏土地基的工程实践具有重要意义。采用英国GDS动三轴仪进行软黏土的动三轴试验,研究在非等向固结不排水条件下,不同固结围压和循环加载应力水平对软黏土的孔压、动应力-动应变、软化指数及累积塑性应变的影响规律。结果表明:固结围压和循环应力比的增大均会加快土体孔压的增长速率和增大土体轴向应变发展;有效固结围压与循环应力比越大,土体软化程度越大,且较大的CSR下土体软化指数会更早趋于平稳;汕头软黏土的累积塑性应变发展曲线在单对数坐标系中可分为以下三种情况,即渐稳型、破坏型和临界型,累积塑性应变发展可用相关的指数修正曲线模型进行拟合,拟合效果较好。研究成果可为汕头地区软黏土地基的工程实践提供参考。

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基于分形模型的粗粒土剪切破碎强度研究

徐宇冉, 张佳, 肖海荣, 徐永福

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 659-668. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.15

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粗粒土剪切强度是重要的力学指标,传统上颗粒材料剪切强度使用摩尔-库伦准则表示,然而该准则并未考虑颗粒破碎的影响。采用理论与试验相结合的探究方法,通过考虑高竖向应力作用下的粗粒土剪切,发现剪切破坏面上会发生颗粒破碎现象,提出了粗粒土剪切强度的幂函数表达。首先假设颗粒剪切面符合分形分布,同时剪切强度全部来源于颗粒间的摩擦力,推导出了粗粒土剪切强度的分形理论。然后利用全自动高压直剪仪对钙质砂、生石膏、硬质硅藻土三种材料进行高压直剪试验,探究初始孔隙比及竖向应力对于剪切特性的影响,结果表明:初始孔隙比对剪切强度及竖向位移基本无影响,而随着竖向应力的增大,剪切强度及竖向位移均增大,剪切强度与竖向应力为幂函数关系;对试验后得到的碎屑进行筛分后获取分维,代入至剪切强度的分形理论公式中,剪切强度的预测结果与试验结果符合良好。

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应力状态对散粒土管涌侵蚀过程及强度影响研究

赵振, 刘毅, 汪生斌, 张斌

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 669-675. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.16

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管涌险情是堤防汛期的主要险情之一,开展管涌侵蚀过程及强度演变的研究具有重要意义。利用改进的管涌侵蚀试验装置,探究了在相同土样条件下不同围压应力(25 kPa、35 kPa、45 kPa)对散粒土管涌侵蚀水力特性、土体颗粒流失以及侵蚀后土体强度变化的影响规律。结果表明:(1)不同应力条件下,散粒土发生管涌侵蚀破坏的临界水力梯度随应力的增大而增大,渗流流速表现出了相反的发展趋势,随应力的增大而减小且曲线斜率也随应力的增大逐渐减小;(2)散粒土发生管涌侵蚀破坏的累计涌砂量和体积变化量均与土体所受应力呈负相关关系;(3)土体强度受侵蚀率的影响,随着侵蚀速率的加剧,土体强度呈下降趋势,不同应力条件下土体强度的下降趋势是大致相同且相差较小,对比说明改变外部的应力状态对土体强度的影响较小。

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纳米回弹抑制剂改性喷射混凝土力学性能研究

丁文云, 郭永发, 周宇航, 罗如平, 张金荣

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 676-682. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.17

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混凝土回弹抑制剂对提升现场喷射混凝土施工效率及降低混凝土用量具有重要意义。采用室内及现场原位试验方法对外掺新型纳米型回弹抑制剂的喷射混凝土开展试验研究,探究了抑制剂对喷射混凝土力学性能及回弹抑制效果的影响规律。结果表明:新型纳米回弹抑制剂降低了喷射混凝土的流动性能,添加抑制剂后的喷射混凝土砂浆稠度增大11.4%,扩展度减少6.7%;室内砂浆试验测得试件在1 d、3 d、7 d、14 d抗压强度相比未添加抑制剂的分别增大19.5%、31.5%、17.1%、19.6%,未添加速凝剂的混凝土的抗压强度受回弹抑制剂影响较不明显;现场回弹率测试表明回弹抑制剂可降低约42%的回弹量,且回弹抑制剂的加入对抑制粉尘粒子数量有着显著效果,随掌子面距离增大,实验组相较对照组分别小39.1%、40.7%、44.6%、50.9%、52.4%、45.9%。

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新型装配式密布孔带分叉注浆锚杆承载性能研究

黄金坤, 金仁才, 张鹏, 姜平伟, 刘瑛

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 683-689. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.18

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为提升中空注浆锚杆锚固承载性能,克服因地下水浮力而导致地基基础变形难题,研发了一种装配式密布孔带分叉的多用途中空注浆锚杆。利用正交试验法设计了锚杆拉拔试验方案,并借助数值计算方法,研究了不同设计参数(周向注浆孔数量、轴向注浆孔距离、注浆孔孔径及相邻注浆孔之间的偏角,简称孔数、孔距、孔径及孔偏角)与锚杆的抗拉强度之间响应规律,得出最佳因素水平组合,并对最佳因素水平组合锚杆进行真实应力-位移分析。结果表明:各影响因素对锚杆杆体抗拉强度的主次顺序为孔距>孔数>孔偏角>孔径,其中孔距因素贡献率最大为69.65%,孔距因素对于杆体抗拉强度影响呈现正比关系;锚杆拉拔锚固变形经历了弹性黏合、塑性变形、塑性失效、滑移脱黏四个阶段的发展,最后结果表明锚杆与混凝土之间黏结失效是锚固性能下降的主要原因。

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岩石试样高度对气体渗透特性影响的试验研究

张大川, 刘健, 王春萍, 陈亮, 王驹

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 690-699. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.19

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岩石内部通常有着不规则、跨尺度的裂纹或孔隙,其中的渗流通道可能存在尺度效应。通过测试不同高度花岗岩和砂岩试样的气体渗透率,分析评价了尺度效应对岩石渗透特性的影响。结果表明:(1)对于花岗岩和砂岩,试样高度的降低对干密度测试结果无显著影响,但会引起孔隙率测量结果的下降;(2)完整花岗岩的渗透特性沿试样高度方向表现出均质性,但是,花岗岩中可能分布着一定量的竖向连通长度不等的渗流通道,使得不同高度试样的渗透率结果出现差异;(3)在室内试验尺度上,砂岩内部的渗流路径仍不能假定为完全均匀分布,试样高度的变化将使得渗透率测试结果出现变化;(4)机械开挖法形成的开挖损伤区使得花岗岩气体渗透率略有增大,并出现非均质特征。上述结论表明,岩石试样高度的在室内试验尺度上的变化依然会引起渗透率测试结果的变化。

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尺寸效应对土石混合体静力特性影响试验研究

覃一巧, 袁小聪, 马书航, 张迎宾

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 700-708. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.20

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土石混合体是拥有复杂物理力学性质的极端不均匀松散岩土介质系统,由于尺寸效应而表现出不同的强度和变形特性。以四川省康定市折多山某土石混合体边坡土样为研究对象,分析其基本物理性质并配置重塑土,设计了3种尺寸试样并进行静三轴试验,试样尺寸分别为直径100 mm×200 mm(D100H200)、直径150 mm×300 mm(D150H300)、直径300 mm×600 mm(D300H600)。结果表明:应变小于1.5%时,试样偏应力不受尺寸影响,均随试样变形增大而线性增大,当变形超过1.5%后,D100H200试样的应力应变关系曲线属于应变硬化型,D150H300和D300H600试样则属于应变软化型;不同尺寸的土石混合体均随着围压从100 kPa增大到300 kPa时趋于硬化,试样的峰值强度与围压线性相关并随着试样尺寸增大先增大后稳定,建立了峰值强度预测模型;试样的初始弹性模量随试样尺寸增大不断降低,D150H300和D300H600试样测得的黏聚力分别是D100H200试样的38.28%和34.89%,内摩擦角也分别是其92.20%和85.37%,建立黏聚力折减系数模型发现黏聚力随着试样尺寸的增大而降低至临界值时稳定。

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土工合成材料加筋黄土小应变动力特性试验研究

王文轩, 张吾渝, 刘昊阳, 郭瑞章

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 709-717. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.21

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土工合成材料作为一种经济环保、具备优异工程适应性的填筑材料,在地基加固等领域有着广泛的应用前景。针对中国西北黄土地区路基水毁病害问题,基于共振柱与微观试验,重点探究了筋材种类、加筋间距和围压等影响因素对动剪切模量的影响规律。结果表明:筋材的布置可有效提升复合体的动剪切模量,其中三向格栅加筋体系效果最优;归一化动剪切模量随剪应变的变化规律与原始衰减曲线具有一致性,呈非线性衰减,围压升高或加筋间距减小可延缓模量衰减、减弱滞回效应,提升其刚度特性;SEM分析表明,随着筋材的布置,颗粒间胶结接触形式呈现多样化特征,形成稳定的骨架结构,孔隙体积逐渐减小,颗粒定向排列程度提高。研究成果可为黄土路基抗震设计提供理论支撑。

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高性能纤维混凝土顶管配筋设计及足尺试验

齐兴斌, 周蠡, 殷建刚, 王巍, 周彩荣

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 718-723. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.22

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大口径混凝土顶管具有脆性大、易开裂、运输吊装难等问题,高性能纤维混凝土(HPFRC)的出现为解决上述问题提供了可能,但目前相关研究匮乏,工程应用困难。基于国内外高性能混凝土的研究成果,提出HPFRC顶管配筋设计方法,并基于三点加载足尺试验对HPFRC顶管承载能力和配筋方法进行研究。结果表明:HPFRC顶管在配筋设计时,应考虑钢纤维的作用,不可忽视混凝土受拉区的影响;HPFRC顶管采用C150强度等级,与C50混凝土顶管相比,能有效减小混凝土壁厚和配筋量,配筋量基本由最小配筋率控制;HPFRC顶管在足尺试验中,抗裂性能较好,结构位移-荷载曲线呈现强化特征,体现了良好的延性;试验管节外径2.86 m,壁厚仅180 mm,较C50混凝土顶管的壁厚和配筋量均减小20%以上,达到III级管水平。

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盾构扩挖法地铁车站接头可靠性试验

张新金, 王柄锐

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 724-734. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.23

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针对盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站的关键技术难题,基于数值模拟,研究了开口环管片与车站主体结构接头部位的受力、变形及破坏特性。设计了三种接头形式(I、II、III),分析了混凝土应变、钢筋应力、螺栓应变及接缝变形规律。结果表明:接头形式Ⅱ(预埋钢筋接驳器连接)在变形控制及防水性能上表现最优,其安全系数达8,显著优于螺栓连接接头(形式Ⅰ、Ⅲ);建议采用预埋钢筋接驳器连接方式以提高结构整体稳定性和耐久性。研究为地铁车站接头设计提供了重要依据。

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四车道隧道多火源火灾下拱顶温度变化特性试验

罗春晖, 高恒潮, 薛炀皓, 王峰, 陈训

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 735-740. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.24

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为探究四车道特大断面隧道横向多火源火灾下拱顶最高温度变化特性,以龙泉山一号四车道特大断面隧道为研究对象,开展隧道火灾模型试验,研究横向多火源火灾场景下火源数量及总功率对隧道拱顶最高温度的影响。结果表明:在多火源火灾条件下,隧道拱顶最大温升速率显著高于单火源火灾场景;拱顶最高温度随火源数量递增而显著增长,但其增幅逐步减小;与现有单火源火灾拱顶最大温升计算模型相比,横向多火源火灾拱顶最大温升实测值明显更高;根据试验数据,提出了四车道特大断面隧道横向多火源火灾拱顶最大温升计算模型。

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植入式后注浆桩承载特性模型试验及数值模拟研究

李欣然, 邓岳保, 郑文喜, 俞杉, 张日红

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 741-749. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.25

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为了研究后注浆对植入桩承载性能的影响,开展多组不同位置后注浆的植入桩模型试验及数值模拟分析,对比计算桩身轴力、侧摩阻力及桩承载力。结果表明:植入桩后注浆过程对桩周土体有明显挤压作用,使桩侧土压力增加;后注浆改变了植入桩侧摩阻力分布规律,提升了桩土相互作用;后注浆使桩身轴力减小、桩侧摩阻力增加,注浆位置的侧摩阻力增幅约10 kPa;相较于未注浆桩,模型试验得到不同位置后注浆桩承载力分别提高15.8%、28.1%和36.8%,数值模拟得到桩承载力提高分别为16.1%、28.7%和41.3%,均证明桩侧后注浆技术可显著提高桩承载力。研究成果可为新型植入桩技术研发提供参考。

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基于改进GA-BP神经网络的空心圆柱试验预测研究

张东宇, 王睢, 曹雪楠

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 750-760. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.26

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基于混合改进的遗传算法-误差反向传播多层前馈神经网络(GA-BP神经网络)算法预测了在不同中主应力比(0、0.25、0.5、0.75、1)与主应力轴偏转角度(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°)的应力路径下的应力分量-应变发展规律。将预测数据与实测数据相对比,多轮印证了数据回归预测模型在剪切特性预测的实用性,并且利用该网络反演不同工况下的扭剪应力-应变发展规律。探讨了训练集数据等对网络识别精度的影响,证明了改进的GA-BP神经网络的预测精度较原始BP神经网络与常规GA-BP神经网络的普遍更高。最后通过两个算例对模型的可行性和精度进行了验证。

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粘土地层盾构渣土参数优化及效能验证

张霞, 向天兵, 杨小龙, 何家智

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 761-767. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.27

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以滇中引水龙泉倒虹吸工程为例,针对外径6.47 m的土压平衡盾构刀盘穿越约38%天然含水率粘土地层的“结泥饼”风险,开展渣土参数改良及施工效能优化研究。首先通过泡沫剂性能试验筛选分散型泡沫剂,确定改良基本参数,结合坍落度试验,分析含水率与泡沫注入比对塑流性的影响规律,得出最终的优化参数w=38.2%、FIR=40%。以876—900环作为试验段,开展优化段与未优化段对比试验。结果表明:(1)改良后渣土坍落度由优化前的小于7 cm提升至8.9 cm,流动性显著改善;(2)盾构总推力降低5.3%,均值由8 788 kN降低为8 326 kN,刀盘扭矩均值减小26.1%,由1 270 kN·m降低为938 kN·m,推进速度提升18.4%,由55.6 mm/min提高至64.8 mm/min;(3)总推力离散性显著降低,标准差由915降至367,降幅达60%;(4)该参数方案通过降低渣土粘附性与剪切阻力,可有效抑制“结泥饼”风险。

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上海市地下工程含水层分区方法及应用研究

姚哨峰, 王克文, 李蓓, 高广运, 谢伟

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 768-773. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.28

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地下水突涌是上海市地下工程建设常遇地质灾害之一,为减少地下空间突涌灾害,根据上海市地下工程含水层最新水文地质数据和空间分布特征,基于两个原则对其进行两阶段分区以满足不同工程建设需要,即①按含水层层数分为6个区,②综合考虑含水层层数、层顶标高和地下水水位分为50个区。工程应用结果表明:工程初步规划阶段大部分区域为同时存在第一、二承压含水层的Ⅱ₃区;工程设计和施工阶段面积较大的分区有Ⅱ₁+Ⅲ_1-a、Ⅱ₂+Ⅲ_1-a、Ⅱ₂+Ⅲ_2-a、Ⅱ₃+Ⅲ_1-a和Ⅱ₃+Ⅲ_2-a,且地下水情况复杂;根据承压水层分区图可直接识别地下水突涌高风险区以加强防范。研究成果可为上海市地下空间规划和开发中地下水突涌防治提供依据。

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高海拔隧道弯道处射流风机布置优化研究

傅师贵, 刘泽功, 张得利, 安刚建

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 774-781. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.29

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针对高海拔隧道弯道处污染气体流动速度缓慢,研究射流风机的安装位置对弯道处通风效率的影响。采用计算流体力学软件建立弯道处射流风机三维通风数值模型,研究不同的射流风机布置位置对弯道隧道断面升压系数的影响,并采用多因素方差分析和极差分析得到最优的风机布置位置。结果表明:(1)通过多因素方差分析和极差分析发现,射流偏转角度因素对断面升压折减系数影响最大,而内侧偏移距离对断面升压折减系数影响最小;(2)当射流偏转角度为90°、内侧偏移距离为向内侧偏移1 m以及轴线偏移距离为向左偏移2 m时,风机对隧道弯道处断面升压最大;(3)当风机偏转角度过小时,射流会提前撞击隧道壁面,对风流动能造成较大的损失,通过合理的调整风机偏转角度,能够使射流得到充分的发展,提高隧道弯道处整体的风流速度;(4)射流风机能够影响距离风机出口100 m内的断面静压分布;(5)建立了海拔高度与升压折减修正系数函数关系式:k=-0.075h+0.988,随着海拔高度的升高,射流风机升压折减系数呈递减趋势,但对射流风机作用范围影响较小。

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超大直径盾构管片承载特性与安全承载状态研究

李瀚源, 郭洪雨, 冯劲, 谢雄耀, 周红升

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 782-793. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.30

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为保障超大直径海底盾构隧道结构安全,依托甬舟高速复线金塘海底隧道工程,考虑混凝土塑性损伤与管片三维非连续接触特性,建立盾构管片三维弹塑性损伤模型,研究不同侧压力系数K₀及外水压p_w条件下海底盾构隧道管片极限承载性能与变形特征。结果表明:(1)随着广义荷载P的增大,工况1盾构管片结构刚度逐渐退化,当接头螺栓发生屈服后(P=580.5 kN),管片结构承载力显著降低,管片拱顶、拱底内侧及拱腰外侧产生大面积拉致损伤;(2)极限承载状态下(P=611.6 kN)接头螺栓发生屈服,但纵向钢筋尚未屈服;(3)侧压力系数K₀越小,管片极限承载力越低,结构刚度退化速率越快,管片更容易因接头螺栓破坏、接头产生塑性铰而发生失稳破坏;(4)外水压p_w作用下盾构管片力学响应规律与K₀工况结果相反,且当p_w≥1.08 MPa后,盾构隧道因管片截面达到极限承载状态而发生结构破坏的概率更高。最后,基于盾构管片典型变形破坏特征,开展了以直径收敛变形率为指标的超大直径盾构隧道结构剩余承载力预测。

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深埋软土盾构隧道围岩压力演变规律及影响因素

张霞, 杨小龙, 向天兵, 王一兵

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 794-802. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.31

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针对深埋软土盾构隧道施工中的围岩压力问题,依托龙泉倒虹吸盾构隧洞,采用FLAC3D数值模拟软件,研究盾构掘进过程中围岩压力的演变规律及影响因素。通过建立三维模型,模拟开挖面支护、盾壳作用、同步注浆及管片拼装等关键施工环节,分析地层损失率、拱效应演化及围岩压力分布特性。结果表明:盾构掘进过程中,围岩压力变化可分为刀盘影响、盾壳通过及盾尾注浆三个阶段,其中盾尾注浆阶段地层损失率显著增加;深埋软土围岩压力主要由“压力拱”和“摩擦拱”共同作用决定,拱效应区分布于拱肩范围,松动区位于拱顶;同步注浆压力对地层损失率和围岩压力影响显著,而开挖面支护力影响较小。研究结论可为类似工程的设计与施工优化提供理论依据。

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山前斜坡带泥水盾构掘进参数特征及分布形态

崔明, 朱荣辉, 于方正, 刘泓志

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 803-811. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.32

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依托北京南水北调工程团九二期泥水盾构隧道工程,针对北京西山东侧山前斜坡带典型地质特征,将地层分为砂卵石地层Ⅰ、砂卵石夹黏土地层、砂卵石地层Ⅱ、断层破碎带、全断面硬岩和含砾黏土6种地层,统计了区间1 409环的总推力、刀盘扭矩、推进速度、刀盘转速、贯入度、上切口压力6个核心参数的中位数,分布特征和地层的区分度。结果表明:不同地层掘进速度上区分度较好,总推力的区分度较低,散体地层扭矩高于连续体地层;稳定性好的地层刀盘转速大于稳定性差的地层,提高约25%;含砾黏土层和全断面硬岩地层的贯入度较小,低于6 mm;稳定性好的地层在同埋深地层中切口压力小;贯入度符合正态分布程度总体较好,总推力符合程度一般,其他参数较差;将盾构推力和扭矩进行标准化处理,砂卵石地层的推力值和扭矩值分布区间范围最为集中,含砾黏土次之;全断面硬岩的推力值和砂卵石夹黏土地层的扭矩值分散;标准化处理后的推力和扭矩线性拟合系数R²均大于0.89,不同地层的斜率值在1.87×10^-2~5.47×10^-2之间,数值在同一数量级且有明显的区分度。

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人工冻结法复合地层加固内冻结壁演化规律研究

高慧广, 张亚斌, 高培恩, 黄耀宽, 郑婉婷

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 812-817. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.33

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人工冻结法是一种利用热交换进行地层加固的施工技术,其加固效果受地层热物理性质影响明显。为了厘清复合地层内冻结加固体的发展规律,通过模型试验方法对于符合地层界面附近的温度场进行了研究。结果表明:复合地层界面附近的冻结壁形态会发生明显变化,整个冻结锋面在过渡区内呈线性增减;由复合地层界面向一侧过渡区边缘的距离为0.8~1.0 m;两个不同地层冻结壁发展速率的差异趋势相变潜热不同步释放会使得部分区域冻结壁在积极冻结中后期出现加速发展特点。针对过渡区温度场分布特点,给出了针对性的温度场解析解,并通过现场实测对其计算可靠性进行了验证。

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高水头电站应力场及围岩抗水力劈裂能力分析

于新凯, 伏钊材, 张新辉, 赵鹏远, 郑永胜

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 818-822. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.34

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高水头抽水蓄能电站的引水隧洞围岩往往存在渗透破坏或失稳问题。针对川西某高水头抽水蓄能电站,在工程关键位置开展水压致裂法地应力和高压压水试验。通过实测应力统计分析,结合围岩地质条件,对该电站的不同洞段应力场分布特征展开研究,发现应力量值主要随埋深变化,但受地质条件的局部差异影响,在引水洞和地下厂房区呈现出分异性,应力方位受河谷地形影响较大,整体上与下库河谷走向趋近。综合枢纽布置、优势结构面走向、最大地应力方位等因素,提出了厂房轴线布置方案。基于岩体渗透性试验统计,开展高压引水隧洞围岩的渗透稳定性和抗水力劈裂能力分析,根据相关判据,对不同洞段的围岩衬砌方案的制定提供了针对性建议。

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高心墙坝内置廊道受力特性及结构改进研究

于家傲, 沈振中, 孙一清

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 823-832. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.35

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某深厚覆盖层上的高心墙坝基础防渗墙采用顶部设置内置廊道的方式与砾石土心墙连接,在蓄水运行后发生廊道受损开裂现象。基于“南水”双屈服面模型和Goodman无厚度接触单元建立准三维有限元模型,考虑大坝填筑和水库蓄水过程,对该心墙坝及其内置廊道进行静力结构特性的研究,通过大坝变形监测值对数值模型参数与计算结果进行了验证。结果表明:由于受到底部防渗墙的支撑,内置廊道表现出不均匀变形、局部脱空以及压应力集中等结构特性;根据接触单元法向应力归纳了廊道在施工蓄水全过程中的围压分布的拟合公式,并通过与传统围压分析方法和规范的对比,说明基于塌落拱理论的围压计算方法无法适用于此类内置廊道结构的受力分析;提出了一种改进的柔性连接结构,以改善内置廊道应力状态并保证工程的安全运行。研究成果对于类似工程的结构设计和安全分析具有参考意义。

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冻结暗挖法在顶管排障工程中的应用研究

黄海滨, 徐光苗, 陈清树

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 833-838. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.36

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依托排渠下穿既有城际铁路顶管排障工程,针对顶管顶进受阻、施工难度大、安全隐患大、工期紧的难点,通过技术方案比选、三维有限元数值模拟分析和现场监测结果的验证,研究了地层冻结法加固结合矿山法暗挖施工对上方既有城际铁路结构安全性能的影响,探讨了该方案用于顶管排障工程的有效性。结果表明:该方案有效控制了施工期间既有城际铁路的位移变形和内力变化,保障了结构安全。研究成果可为类似工程的设计与施工提供参考。

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组合式矩形顶管机上下排渣速率差对地层影响研究

吴祥, 张润麒, 龙伟义, 陈建航, 苏栋

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 839-847. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.37

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深圳地铁12号线沙三站采用新型上下组合式矩形顶管机进行建造,目前对于该形式顶管机的排渣速率及上下排渣速率的组合方式对掘进过程中地层的力学响应影响缺乏研究。建立该顶管机的等尺寸模型,利用离散元法研究了不同排渣速率大小和上下子顶管机不同排渣速率差对地表沉降和开挖面稳定性的影响规律。结果表明:最佳螺机转速为95 rpm(对应的排渣-顶进速度比为9~10 r/mm),该转速下不会发生超排或滞排,对地表沉降影响最小;大于95 rpm转速为超排情况,可导致开挖面局部失稳,最终导致地表坍塌,小于95 rpm转速为滞排情况,可导致地表隆起;相对于上下子顶管机排渣速率差异引起的地表最大位移(3 cm),全开挖面不同排渣速率对地表沉降的影响更显著,所引起的地表位移在-10 cm(沉降)到16 cm(隆起)范围内;总结了浅埋矩形顶管施工开挖面局部失稳破坏的演化规律,分为非满仓局部失稳、局部失稳发展,以及贯通地表破坏三个发展阶段。研究成果可为相关工程提供理论参考。

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倾斜岸坡百米级锁扣钢管桩围堰受力与变形特性

赵振丰, 樊立龙, 蒋建忠, 彭志川

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 848-858. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.38

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大跨度桥梁基础围堰施工安全对桥梁基础的顺利实施具有重要意义。湖北李埠长江大桥是世界上最大跨度的钢桁梁斜拉悬索协作体系桥,其主塔基础工程位于倾斜岸坡位置。针对其平面尺寸超百米的锁扣钢管桩围堰施工过程进行了力学分析,获得了施工全过程围堰的变形和受力响应,并通过现场监测数据对计算结果进行了对比验证。结果表明:施工过程中锁扣钢管桩围堰的变形与受力状态均满足设计要求;围堰水平变形、受力和内支撑轴力均出现了先增后减的趋势,在封底与承台浇筑阶段达到最大值,最大变形出现在江侧中心位置的钢管桩顶部;各工况钢管桩水平位移、钢管桩弯矩以及内支撑轴力的计算值与实测值整体趋势基本吻合;计算方法适用于桥梁深水桩基围堰分析。研究成果可为类似岸坡位置围堰设计与施工提供参考。

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复杂洞库群快速施工方法与支护技术研究

刘远鹏, 姜永东, 李晓军, 王亚昭, 张洪涛

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 859-864. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.39

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针对复杂洞库群工程施工隧道多、通风竖井多、工作面多、交叉口多等难题,以“818项目”为依托,研究了复杂洞库群快速施工方法与支护技术。提出了五线并行小间距浅埋特大断面隧道群施工方法,优化了单一隧道施工四台阶工法。数值分析与现场监测数据表明:五线并行特大断面隧道群同步施工围岩垂直应力增大,拱顶应力减小,地表沉降与围岩变形在控制范围内,围岩稳定性系数为0.882,需及时和加强初期支护;优化了隧道交叉口马头门破除钢拱架和超前小导管参数,保障了横向联络隧道与特大断面隧道交叉口施工安全;通过隧道断面尺寸、围岩压力、围岩岩性与力学性质,优化了初期支护参数,支护效果良好。研究成果进一步丰富了复杂洞库群施工方法与支护技术。

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双连拱隧道浅埋洞口段综合支护加固措施研究

江天堑, 李乃义, 张治国, 王安源, 牛瑞

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 865-877. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.40

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为确定管幕、玻璃纤维锚杆及MJS等综合支护措施对于软弱围岩大断面双连拱隧道“三导洞”法施工开挖加固的可行性,以苏州长江路南延工程为依托,利用有限元分析软件建立多种加固工况下全过程开挖数值模型,分析模拟开挖过程位移曲线并现场实测数据比对,验证模型的合理性。根据研究结果进一步提出软弱围岩大断面双连拱隧道施工开挖位移变形控制技术。结果表明:(1) 不同支护工况下,隧道洞口同一测点地表位移沉降由大至小顺序为无支护措施>单一管幕支护措施>管幕和MJS协作支护措施>管幕与MJS及玻璃纤维锚杆综合支护措施;(2) 连拱隧道三导洞法施工,围岩变形以竖向沉降为主,水平收敛较小;(3)在无支护工况下,后行洞开挖对先行洞造成扰动,导致先行洞支护结构变形较后行洞大;(4)在综合支护措施工况下,左右线隧道围岩的竖向位移整体对称,后行洞对先行洞围岩影响小,围岩变形控制好;(5) 在双线连拱隧道施工中,拱顶最大沉降均出现于主洞顶部围岩,施工到接近该区域时,需重点加强对主洞上部围岩监测工作。

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基于相关系数和共有信息的盾构隧道监测断面布设

施静康, 黄宏伟, 关振长, 李章林

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 878-884. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.41

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盾构隧道的横向变形监测对于隧道长期运营具有重要作用。由于维护预算有限,监测传感器无法覆盖盾构隧道的所有断面,有必要优化传感器布设方案以实现传感器的总信息量最大化。本文提出通过最小化临近断面监测数据相关性,来优化整体布设方案。采用有限元方法和蒙特卡罗模拟得到竖向荷载和侧压力系数不确定情况下的横向变形概率分布。以皮尔逊相关系和共有信息熵为指标定量刻画盾构隧道环间变形相关性,并得到使相关性最小的最优布设距离。分析了荷载不确定性和环间剪切刚度对最优布设距离的影响。研究成果可为盾构隧道变形监测断面的优化布设提供参考。

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砂泥岩地层单孔多段堵塞装药爆破响应规律研究

李维雍, 钟祖良, 刘永波, 王志全, 张衡

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 885-893. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.42

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随着城市地下空间开发规模的不断扩大,隧道工程爆破振动控制成为影响周边环境安全的关键问题。为提升爆破精细化控制水平,以重庆市17号线暗挖车站工程为背景,通过开展现场单孔与双孔爆破振动监测,结合ANSYS/LS-DYNA流固耦合数值模拟方法,系统研究了单孔多段式堵塞装药结构对爆破振动响应与飞石控制的影响机制。结果表明:通过时程叠加分析确定重庆砂泥岩互层孔间最优延期时间为17 ms,可实现振动波干扰降振,使双孔爆破峰值振速降低约10%;数值模拟揭示了堵塞长度对炮孔近区应力场与损伤分布的影响规律,确定最优堵塞长度为80 cm,此时孔口最大有效应力为6.37 MPa,低于砂岩动态抗拉强度,可有效抑制飞石产生;多段堵塞装药结构通过分段延时起爆,将集中能量释放分散为多个脉冲,显著优化应力传播与能量利用效率,三段堵塞工况下爆破最大粒径降低47.7%,飞石距离减少42.9%。单孔多段堵塞装药结构可在总装药量不变的前提下显著提升爆破安全性与精细化水平,为城市复杂环境下爆破设计与施工提供重要依据。

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川藏高速公路康定螺旋隧道群地质勘察技术研究

杨绪波, 谢伟, 程强, 廖芳茂, 刘天翔

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 894-903. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.43

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针对位于鲜水河活动断裂带附近的G4218线康定螺旋隧道群(国内在建规模最大、海拔最高的单层深埋特长螺旋隧道)所面临高地应力、岩爆、大变形、涌水突泥及高地温等复合地质灾害挑战,以岩体构造损伤分区为基础,采用多手段交互验证的综合地质勘察技术,系统查明了隧道群的工程地质问题,勘察效果显著。通过对比施工揭露情况,验证了勘察主要结论的可靠性,并深入剖析差异成因。结果表明:在复杂地质背景下开展长大深埋隧道勘察时,需建立“分区-分段”的精细化勘察体系,强化多维度信息获取与交叉验证分析,以保障结论的科学可靠性。研究成果可为类似隧道的勘察方案设计及优化提供参考。

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综合物探方法在穿湖隧道工程地层勘察中的应用

陈楠, 陈世锋, 姜巍, 王兆景

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 904-913. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.44

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为查明隧道穿湖段软硬不均地层变化情况及不良地质体分布,提出了一套地震共振频率成像法探测陆域段,高密度电法探测水陆过渡段,地震反射波法探测水域段,并结合地质钻探的综合勘察技术,部分区段选用两种方法进行探测,有效克服了单一物探方法多解性问题。结果表明:(1)地震共振频率成像法辅以少量地质钻孔,适用于圈定构造破碎带及划分岩土层;(2)高密度电法能有效查明埋深30 m以内基岩面起伏形态及暗渠等地球物理异常的分布,有效衔接水域段和陆域段物探成果;(3)经多次波衰减后,水上地震反射波法剖面信噪比有很大的提高,水土界面和土岩界面反射波同相轴清晰可见,结合地质钻探成果的校正,对水下地层结构划分取得了较好的效果。

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城市地下空间洪涝灾害与孕灾环境的耦合机理分析

陆娴, 陈峰, 朱熠天

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 914-920. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.45

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通过剖析地下空间与城市洪涝灾害环境的关系,确定影响地下空间洪涝灾害的关键因素为地形高程值、降雨强度、地表不透水率及泵站规模等,并对其进行单因素、双因素及三因素影响性分析。结果表明:地形高程和降雨是城市地下空间受洪涝灾害影响的决定性因素,选址处地形高程或设防高程应高于所在区域洪涝防御能力下的地形高程;地表积水深度和降雨频率呈幂函数分布特征,超过特征临界降雨频率,积水深度呈非线性指数级增长;积水深度和地表不透水率呈对数关系,透水率越小,积水影响范围越大;通过优化地下空间出入口选址和提高防御高程、排水系统改造及区域除涝能力提升可以降低内涝风险;通过韧性城市建设降低城市地表不透水率是应对降雨影响的重要途径,可减少降雨初期积水汇集速度;距防洪堤防较近的地下空间出入口应做好溃堤淹没的应对措施。

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西藏嘎龙错冰湖溃决洪水演化特征研究

姜亮, 任思宇, 翟胜强, 毛旦东, 熊俊松

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 921-932. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.46

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嘎龙错冰湖是西藏波曲河流域内面积最大的高危冰湖,20世纪80年代以来,其冰川面积退缩1.2 km²,冰湖面积扩张了2.78 倍,库容达到3.82×10⁸ m³,冰湖面积增长速率达1.06 km²/10a,溃决风险不断增大。为了探明溃决洪水演化特征,基于12.5 m的地形数据和多期遥感影像,采用MASSFLOW仿真软件和MacCormack-TVD有限差分法,引入基底侵蚀模型,将二维溃坝洪水模型与泥沙输移模型进行耦合,对嘎龙错冰湖进行不同工况下溃决洪水演进过程进行模拟。分析溃决洪水在下游的传播特征,进而进行定量评价。结果表明:不同工况条件下溃决洪水在下游的演进过程中洪峰流量随距离逐渐衰减,洪峰流量随地形起伏的波动范围较小;溃决洪水凭借海拔落差对沟床及岸坡进行强烈的侵蚀,松散固体物质参与洪水的演进,逐渐演化为高含沙洪水-稀性泥石流;全溃条件下洪水将淹没聂拉木县,平均水深达45 m,流速17 m/s,除此之外流体冲刷掏蚀樟木镇潜在滑坡群坡脚,侵蚀深度达26 m,极易引发更大规模次生灾害。

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岩溶区火成岩侵入下风化深槽特征及处理措施

余加松, 郭果, 伍登浩

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 933-939. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.47

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贵州张家寨水库坝址区受岩溶与火成岩侵入耦合作用影响,发育多处风化深槽,对工程建设构成严峻挑战。通过地表地质调查、坑槽探、钻探、物探及岩土体试验等手段,查明左坝肩发育3处纵向溶蚀风化深槽,右坝肩发育1处水平向风化深槽。风化深槽来源于“构造-火成岩-岩溶耦合”和“接触带差异风化-构造-地形耦合”两种成因,建立了不同类型风化深槽的“精准勘探-分类处置-动态监测”处置框架,提出了差异化处理措施,经帷幕处理后下游泉水干枯,灌浆效果明显,坝基满足稳定要求。研究成果可为类似工程提供借鉴参考。

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高地应力碳质板岩隧道大变形处治技术研究

彭涛, 李佳龙, 何蕃民, 严涛, 王维嘉

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 940-948. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.48

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高地应力软岩隧道大变形已经成为制约工程进度以及增加工程成本的关键问题。依托某高原高地应力碳质板岩软岩隧道,对其大变形作用机理、岩体力学参数以及大变形处治技术进行了研究,结果表明:(1)软岩隧道围岩大变形主要跟弹性模量、泊松比、开挖半径以及地应力水平有关,除上述因素外,塑性区半径还跟岩体的黏聚力、内摩擦角以及支护阻力相关;(2)开展室内单轴以及三轴试验,确定了依托工程岩体弹性模量平均值为9.003 GPa,泊松比为0.246,内摩擦角为36.09°,黏聚力为4.79 MPa;(3)根据工程类比给出了依托工程隧道大变形采用“初支早封闭,预应力长锚索+双层初支放抗结合的主被动控制”的处治方法;(4)原设计施工最大累积水平收敛值达到 72 cm,拱顶下沉累积量达到38 cm,采用变更处治方法后试验段测试数据表明其变形量控制在水平收敛为11 cm,拱顶下沉值仅3.5 cm,达到了控制大变形且使隧道进尺稳步推进的目的。研究成果可为类似岩性隧道大变形控制提供借鉴。

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高寒高海拔隧道衬砌开裂风险评估研究

黄帅, 王星, 聂亚伟, 涂鹏

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 949-954. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.49

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随着我国高寒高海拔地区基础设施建设规模不断扩大,隧道衬砌结构开裂现象愈加频繁。由于衬砌开裂影响因素众多、各指标敏感性模糊不清,导致常规风险预测方法存在不确定性。为了较为准确评判隧道施工时混凝土衬砌结构的安全性,本文综合考虑了隧道围岩特性、环境因素、二衬混凝土特性、荷载作用、人为因素等5个方面影响因素,构建了隧道衬砌开裂的风险评估指标体系。搜集国内外典型工况数据,基于德尔菲法-熵权法主客观相结合组合赋权指标层,结合云模型相关理论构建组合赋权-正态云模型,利用该模型对某隧道混凝土衬砌结构进行风险评估,结果表明:开裂风险呈Ⅳ级,施工过程中需加强衬砌结构承载能力。

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盾构隧道管片开裂后结构安全评价方法研究

李铭, 黄栩, 刘念武

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 955-962. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.50

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盾构隧道管片开裂对结构安全将产生影响,对开裂后隧道管片的安全状态进行评估,是确保隧道安全平稳运行的关键。针对盾构隧道管片开裂对结构安全的影响,提出了一种适用于盾构隧道管片安全状态评价体系。以管片裂缝的空间分布特征和几何特征作为核心评价指标,将定性的比较转换为定量的数学分析。通过结合层次分析法和熵权法,引入博弈论思想对两种权重进行优化,克服了单一赋权法的局限性,增强了模型对实际工程复杂性的适应能力。最后结合工程实例,基于模糊综合评价方法对某软土地区盾构隧道区间进行安全评估。结果表明:该区间段管片损伤程度较重,总体结构损伤级别为Ⅲ级,与现场实际监测数据及病害调查结果相符,验证了评价模型的准确性和有效性,为盾构隧道开裂管片的安全评估提供了理论依据。

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圆形顶管施工引起地层损失规律及影响因素研究

吕鸿, 郜佳琳

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 963-967. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.51

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为了研究圆形顶管施工引起的地层损失规律,开展了室内模型试验和数值仿真分析,室内试验中采用气囊放气模拟顶管施工过程中的地层损失,并用光纤光栅来测定其放气时的应变。结果表明:相比沉降,采用应变作为监测指标分析顶管施工的影响更具有实时性,灵敏度更高;开挖面上方土体沉降变形符合Peck公式规律,中心最大沉降量随管道埋深的增加而增大;沉降槽影响范围宽度主要与管道的管径及埋深有关,沉降槽宽度系数k随着D/H线性增加;随着地层损失增大地表最大沉降增大,随着间隙参数g的增大地表最大沉降值线性增大。

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混合地层大断面矩形顶管隧道地表变形与预测

何季春, 王虎, 李栋, 安关峰

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 968-974. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.52

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针对大断面矩形顶管隧道施工穿越混合地层所引起的地表沉降变形,利用有限差分软件分析了5种不同空间组合的上软下硬混合地层中大断面矩形顶管施工引起的地表沉降特征,并与现场实测结果进行了对比分析,论证了上软下硬地层组合中土层厚度对地表沉降变形的影响规律,引入修正的非线性模型量化软、硬土层厚度对沉降槽宽度系数的差异化影响。结果表明:(1)随混合地层中软土层占比增大,地表沉降值不断增大,地层变形主要发生在上部软土层,地表沉降槽呈“V”形向两侧扩展,符合高斯分布;(2)地表最大沉降量与软土层占比呈近似线性关系,沉降槽宽度系数与断面软土层占比呈现非线性关系,修正的非线性理论公式较好地表征了上软下硬地层组合中各土层对沉降槽宽度系数i的影响规律,上部软土层和下部硬土层的系数分别为0.475和0.95,0.26和1.1。

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大跨双线隧道下穿连续梁桥施工效应控制研究

高峰, 谢旭智, 陈涛, 孙慕楠, 姚海波

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 975-983. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.53

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在软土中修建浅埋大跨小净距隧道下穿高速公路连续梁桥,会造成土体侧移,危及桥梁桩基的稳定,存在很高的风险。在分析工程难点的基础上,采用数值方法分析隧道开挖造成连续梁桥应力变形规律,提出复合锚杆桩加固技术。通过系统的数值建模计算和现场监测实验,研究了锚杆桩注浆范围和桩长对桥梁结构稳定性的影响。结果表明:(1)复合锚杆桩通过钻孔中加筋和高压注浆模式,在核心形成小直径(15 cm)钢筋混凝土桩的同时,高压注浆加固桩周土体,共同形成大直径水泥土桩(可达200 cm),通过排桩布局包围被保护桥桩,保护效果较好;(2)复合锚杆桩利用自身的刚度隔绝了大跨度软土隧道开挖导致的应力释放,从而抵制了围岩变形传递,具有良好的应力应变隔离作用,通过高压注浆形成的水泥土复合桩也加固了隧道围岩,从而缩小隧道塑性破坏区;(3)复合锚杆桩的注浆范围和长度对于克服桥墩变形具有显著影响,注浆范围达到2 m时,隧道开挖完成之后桥梁桩基水平位移减少95%,当复合锚杆桩伸长至隧道以下时,位移减小了85%,此时隔离保护作用才能发挥最大效果。

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超长基坑施工对周边环境影响及变形治理措施

肖龙渊

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 984-993. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.54

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某超长项目基坑位于广东省海冲积平原地区,紧邻既有建筑、地面明渠、地下地铁区间及管廊等既有建构筑物,基于现场实际监测数据研究了基坑施工过程中周边环境的变形规律,并分别分析了周边建筑物变形预警后采取的应急控制措施和囊体扩张主动控制措施的变形控制效果。结果表明:明挖顺作法基坑内淤泥层开挖施工阶段周边地表沉降、地面明渠结构沉降、基坑地连墙水平位移等增长迅速,该阶段变形量占总变形量的69.37%~98.65%,应加强该阶段的变形控制措施;基坑采用盖挖逆作法或明挖顺作法施工时,紧邻基坑的既有桩基础高层建筑的变形均较小,但对于紧邻基坑的浅基础地面建筑,基坑采用盖挖逆作法较明挖顺作法施工可更好的控制地面建筑变形;当基坑施工引起周边建筑物变形时,通过采用囊体扩张主动控制措施,可有效地控制周边建筑物桩基及桩基顶部承重结构的变形。

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沉井围护结构形式对邻近高铁桥梁的影响

周吟

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 994-1002. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.55

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为保障邻近运营高铁桥梁的结构安全,系统研究了不同围护结构形式对沉井下沉引发土体变形的控制效果。依托南通李港水厂工程,建立三维有限元模型,首先比选无围护、平面地连墙及环形地连墙三种方案的控制效能,并通过现场监测数据验证了模型的准确性。同时基于最优的环形地连墙方案,进一步分析其厚度与半径参数的影响规律。结果表明:(1)通过系统比选无地连墙、平面地连墙及环形地连墙三种方案,证实环形地连墙对沉井施工引发的土体变形控制效果最优,尤其能显著降低近桥墩区域的地表沉降和水平位移,满足高铁桥梁对临近施工变形的严苛要求;(2)与无围护结构相比,采用地连墙可显著降低沉井施工引起的地表沉降和水平位移,环形地连墙和平面地连墙条件下地表最大沉降值分别由150 mm降至2.5 mm和16 mm,沉井外10 m处径向位移值由32 mm降至0.5 mm和18 mm;(3)地连墙厚度对墙内夹层土体的变形影响较弱,但对墙外侧土体变形具有显著控制效果,墙厚增加时,墙外土体最大径向变形及地表沉降边界呈现先减小后增大的变化趋势,最优厚度为1.2 m;(4)在地连墙半径为13.5~17.5 m范围内,半径越大,地表最大沉降值越显著。

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综合管廊燃气舱天然气管道泄漏扩散规律研究

张飞燕, 段笑颜

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1003-1008. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.56

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地下综合管廊作为城市基础设施的重要组成部分,集成了自来水、电力、天然气等多种管线,显著提高了地下空间利用效率,减少了道路开挖。然而,天然气管线一旦在管廊内发生泄漏,其易燃易爆特性将严重威胁管廊及周边设施的安全。因此,研究综合管廊内天然气泄漏的扩散规律对于保障管廊及城市基础设施的安全运行至关重要。采用ANSYS Fluent软件,构建了200 m燃气舱三维模型,并应用Realizable k-ε湍流模型模拟了不同通风状态和泄漏口位置下的天然气泄漏扩散过程。设置了不同的排风速度(无排风、1.5 m/s、2.5 m/s)以及不同的泄漏口位置(距进风口5 m、25 m、50 m、75 m、100 m、125 m)模拟发生泄漏200 s内管廊内甲烷的分布情况。结果表明:排风速度对甲烷气体的扩散具有显著影响;随着通风速度的增加,气体的扩散范围和浓度峰值显著降低,尤其在2.5 m/s的通风条件下,高浓度区域的持续时间和范围大幅减小;泄漏口的位置同样对气体扩散特性起关键作用,靠近进风口的泄漏源气体扩散更快,浓度梯度更平缓;远离进风口的泄漏源易形成高浓度积聚区域,增加了安全风险。

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基于机器学习的二氧化碳泄漏预警方法研究

陈迪

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1009-1016. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.57

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CO₂注入深层咸水层时,由于超压而存在盖层破裂与井筒突破风险,监测盖层、储层的地质力学变化对评估CO₂注入稳定性具有重要意义。分布式声波传感(DAS)能灵敏捕捉到微弱应变变化,正成为一种新兴的CO₂埋存监测技术。本文基于CO₂埋存概念模型,开展不同注入量和储层渗透率情况下CO₂注入过程中的储层应变响应数值模拟研究,以监测点处CO₂饱和度、应变以及井筒压力为样本数据,建立基于多层感知器(MLP)、卷积神经网络(CNN)和双卷积神经网络(双CNN)架构的CO₂泄漏预警模型。结果表明:基于MLP、CNN和双CNN的CO₂突破及泄漏预警模型能够有效预警CO₂泄漏及突破,准确率高于98%。研究成果可为CCUS中利用DAS监测和预警CO₂泄漏提供指导。

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原状和重塑粉质黏土的场地地震反应研究

刘岩, 石帅, 刘斌

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1017-1024. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.58

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既有研究表明原状与重塑土对动力非线性特性的响应存在差异,但其差异性对工程场地地震反应的影响鲜有研究。针对这一问题,通过动态三轴试验对原状和重塑粉质黏土的动力剪切模量及阻尼比进行了试验分析。利用DEEPSOIL软件内置的等效线性法,对两个钻孔场地的地震响应进行了数值模拟,并对原状与重塑粉质黏土的动力参数对地震响应的具体影响进行了定量评估。结果表明:与原状粉质黏土相比,重塑粉质黏土的动剪切模量比和阻尼比均偏高,尤其在剪应变大于10^-4之后更加明显;对于场地地震反应结果来说,重塑粉质黏土明显低估了场地的地表峰值加速度、峰值水平位移和反应谱,并且随输入地震动峰值的增大低估程度整体呈增大现象,其中最大相对误差可达60%,影响不容忽视;在工程抗震设计中,应当对采用重塑粉质黏土动力非线性参数计算的场地地震反应参数进行适当提高,以提高建筑结构的安全性。

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考虑地震动频率和方向的沉管隧道地震响应分析

黄俊超, 苏雷, 孟庆旭, 郑烨炜, 陈炜昀

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1025-1033. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.59

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为研究沉管隧道在不同地震动频率和输入方向下的地震响应特性,以港珠澳大桥海底沉管隧道为研究对象,首先,基于开源数值计算平台OpenSees,建立了沉管隧道-土层体系二维有限元模型,并根据隧道所处的场地条件,确定各土层的物理和力学参数及输入地震动;然后,根据港珠澳大桥海底沉管隧道场址地震安全评价结果,确定了小震、中震和大震的水平基岩峰值加速度;最后,探究了不同频率和不同方向地震动下海底沉管隧道的地震响应规律。结果表明:(1) 在3种不同方向地震动输入下,双向地震动输入对隧道结构的响应影响最大;(2) 相较于高频丰富的地震动,低频丰富的地震动对隧道结构的影响更大;(3) 隧道结构易损部位主要分布在中墙与顶底板的连接处、加腋处、顶底板及折拱段。

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急倾斜煤层开采断裂构造区冲击地压发生机制

何伊军

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1034-1043. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.60

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煤矿开采断裂构造等区域冲击地压发生机制复杂。针对急倾斜煤层开采断裂构造诱发冲击地压的难题,采用数值模拟、微震监测、理论分析等方法,研究了急倾斜煤层开采过断裂构造多场演化及微震时空演化规律,揭示了诱冲机制。结果表明:(1)断裂构造区域应力异常突变,且I级断裂带应力异常突变程度远高于V级断裂带,过断裂带区时煤岩应力异常集中、水平位移、应变速率等最高,过断裂带前次之,过断裂带后较小;(2)过断裂构造三阶段呈现高频次-较低能量、高频次-高能量、高频次-低能量的微震响应特征,过断裂带区时煤岩活动范围最广且最剧烈,过断裂带前次之,过断裂带后煤岩活动范围较小且缓和;(3)基于粘滑说及结构面强度理论计算得出该矿断裂带发生滑移错动,其诱冲机制为粘结和跳跃式急速滑动弱化岩体完整性,是应力积累和释放优势区域;(4)基于应力和能量积累及释放速率总结出致灾过程分为缓速升高、急速升高、回升恢复三个阶段,致灾路径为由岩柱靠煤层侧迁移至煤层及煤岩交界处再迁移至岩柱靠煤层侧。研究成果可为相似地质条件冲击地压防治提供科学依据。

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高强度开采围岩失稳破坏机制及稳定性控制研究

张传玖

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1044-1049. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.61

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为系统揭示高强度采动诱发围岩失稳的演化规律并提出有效防控方法,以神东矿区某典型高产煤矿为研究对象,开展了高强度开采条件下围岩失稳机制的理论研究,识别了导致围岩失稳的关键影响因素,并深入分析了采动扰动下围岩的力学响应行为。基于3DEC离散元数值模拟平台,对煤层在不同推进速率(6、8、10、12、14 m/步)条件下的围岩破坏模式及应力分布特征进行了系统仿真。综合理论分析、数值模拟与现场实测数据,提出了以“锚网索”协同作用为核心的强化支护方案,并通过现场监测验证了该支护结构的可靠性与适用性。结果表明:工作面推进过程中围岩失稳主要源于采动扰动引起的损伤累积与应力波效应;支承压力随推进过程呈先增后减的变化趋势,在推进速度为10 m/步时达到峰值35.1 MPa;现场监测数据显示,采用强化支护后巷道表面位移量显著降低46%。研究可为深部高强度开采条件下巷道围岩稳定性控制提供理论支撑与工程参考。

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桌子山煤田高承压下组煤安全开采可行性分析

杜林, 杨志斌, 王世东

地下空间与工程学报. 2025, 21(S2): 1050-1060. https://doi.org/10.20174/j.JUSE.2025.S2.62

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石炭-二叠系煤层底板下伏巨厚高承压灰岩岩溶裂隙含水层,多发育隐伏构造,部分构造在垂向上具有较强的导水能力,采掘扰动下,极易引发底板突水。聚焦桌子山煤田下组煤开采,采用资料统计、数据分析、数值模拟和理论计算等手段,分析了奥陶系灰岩岩溶裂隙发育特征、水文地质特征,模拟了断层和陷落柱突水,并评价了下组煤安全开采可行性。研究表明:桌子山煤田奥灰岩岩溶发育受到岩性、地质构造、地形及水文网分布等因素影响明显,裂隙主要位于桌子山组灰岩段,厚度小于100 m,在其上部50 m内岩溶较为发育;桌子山组奥灰含水层的非均质特征表现为平面上富水性不均一和垂向上出水层段不均一,奥灰含水层水位总体呈下降趋势;骆驼山煤矿16^#煤层回采过程中为预防发生F61断层和陷落柱突水,所留设的防水煤柱宽度应不少于60 m和125 m;16^#煤层大部分区域底板奥灰水突水系数大于0.06 MPa/m,属于带压开采危险区。

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