关于土体隧洞围岩稳定性分析方法的探索 被引量：154

1

作者 郑颖人 邱陈瑜 +1 位作者 张红 王谦源 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1968-1980,共13页

长期以来,地下隧洞围岩稳定性分析没有科学合理的方法,一直停留在以洞周某点位移或塑性区大小的经验值作为判断稳定性的依据。隧洞洞周位移或收敛位移受围岩弹性模量、洞室形状大小等因素影响,洞周不同部位的位移值也不相同,很难找到统... 长期以来,地下隧洞围岩稳定性分析没有科学合理的方法,一直停留在以洞周某点位移或塑性区大小的经验值作为判断稳定性的依据。隧洞洞周位移或收敛位移受围岩弹性模量、洞室形状大小等因素影响,洞周不同部位的位移值也不相同,很难找到统一的位移判据标准。以塑性区大小作为围岩稳定性的判据要优于位移标准,但围岩塑性区受泊松比、洞室形状大小等因素影响,不同软件计算出的塑性区大小也有差异,这种方法同样也不可靠。由此可见,传统的经验分析法不够合理。为此,提出将基于有限元强度折减法求出的安全系数作为稳定性分析判据,该判据有严格的力学依据,有统一的标准,而且不受其他因素的影响。以黄土洞室为例,提出洞室的剪切与拉裂安全系数的概念,通过不断折减土体的抗剪强度参数c,φ值或c,φ与抗拉强度,使黄土隧洞围岩塑性区不断扩展,直至塑性应变或位移发生突变时,即表明隧洞发生剪切破坏,此时的折减系数即为剪切安全系数。通过不断折减土体的抗拉强度参数,使黄土隧洞内临空面处(不包括底部临空面)围岩出现第一个单元拉裂破坏时,即表明隧洞发生拉裂破坏,此时的折减系数即为拉裂安全系数。该研究仅是对围岩稳定性分析方法的尝试性探索,供同行分析、讨论。 展开更多

关键词 地下工程 围岩稳定性 经验法 有限元强度折减法 剪切安全系数 拉裂安全系数

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混凝土集料级配与分形 被引量：26

2

作者 王谦源 胡京爽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1997年第3期93-100,共8页

若尺度范围足够宽，分形维数D＜3时，破碎体分形与指数α＜3的筛下幂式一致；D＞3时，破碎体分形符合筛上幂型分布。统计分析表明，建筑用砂符合D＞3的分形，指数β很好地反映了砂的级配与粗细，可作为评估指标使用；碎石集料分形符合... 若尺度范围足够宽，分形维数D＜3时，破碎体分形与指数α＜3的筛下幂式一致；D＞3时，破碎体分形符合筛上幂型分布。统计分析表明，建筑用砂符合D＞3的分形，指数β很好地反映了砂的级配与粗细，可作为评估指标使用；碎石集料分形符合筛下幂型分布。 展开更多

关键词 混凝土集料 级配 细度模数 分形维数

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岩质隧洞围岩稳定性分析与强度参数的探讨 被引量：34

3

作者 杨臻 郑颖人 +2 位作者 张红 王谦源 宋雅坤 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期283-290,319,共9页

长期以来,地下洞室围岩的稳定性一直是大家关心的问题。现阶段,研究者多采用有限元法计算的应力、位移和塑性区大小来判断围岩的稳定性。事实上,以这样的方法来判断围岩的稳定性有很大的随意性,因为位移、塑性区大小与围岩稳定性没有严... 长期以来,地下洞室围岩的稳定性一直是大家关心的问题。现阶段,研究者多采用有限元法计算的应力、位移和塑性区大小来判断围岩的稳定性。事实上,以这样的方法来判断围岩的稳定性有很大的随意性,因为位移、塑性区大小与围岩稳定性没有严格的定量关系,而且随诸多因素改变。笔者尝试将极限分析法应用到岩质隧洞围岩稳定性分析中并提出计算隧洞剪切与拉裂安全系数的方法,由此求得潜在破裂面和安全系数,评价岩质隧洞稳定性和设计合理性。另外,笔者提出了各类隧洞岩体的稳定性标志并且依据安全系数来反推岩体的强度参数,从而使各类围岩强度参数值更接近实际。 展开更多

关键词 地下洞室 稳定性 安全系数 强度参数 FLAC3D

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土质隧洞围岩稳定性分析与设计计算方法探讨 被引量：31

4

作者 郑颖人 邱陈瑜 +3 位作者 宋雅坤 张红 王谦源 袁宴仁 《后勤工程学院学报》 2009年第3期1-9,共9页

论述了以洞周位移量与围岩塑性区大小作为围岩稳定性经验判据的不足，依靠模型试验与力学计算，分析了隧洞破坏机理与形式。由此提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据，这种判据有严格的力学依据，有统一的标... 论述了以洞周位移量与围岩塑性区大小作为围岩稳定性经验判据的不足，依靠模型试验与力学计算，分析了隧洞破坏机理与形式。由此提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据，这种判据有严格的力学依据，有统一的标准，而且不受其他因素的影响。研究了隧洞围岩安全系数（剪切安全系数、拉裂安全系数）与衬砌安全系数的算法以及隧洞设计计算方法。最后以黄土洞室为例，给出了土体隧洞设计计算新方法，并对土体隧洞今后的研究方向提出了几点展望。 展开更多

关键词 隧洞围岩稳定性 有限元强度折减法 剪切安全系数 拉裂安全系数 隧洞设计方法

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黄土隧洞安全系数初探 被引量：30

5

作者 张红 郑颖人 +1 位作者 杨臻 王谦源 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期297-306,共10页

通过分析黄土破坏机理及形式，借鉴有限元强度折减法的思想，探索性提出黄土隧洞剪切与拉裂安全系数的定义及计算方法。文章先采用FLAC^3D分析软件，模拟无衬砌黄土隧洞开挖，计算稳定安全系数。不断降低土体的抗剪切强度参数C—tanφ... 通过分析黄土破坏机理及形式，借鉴有限元强度折减法的思想，探索性提出黄土隧洞剪切与拉裂安全系数的定义及计算方法。文章先采用FLAC^3D分析软件，模拟无衬砌黄土隧洞开挖，计算稳定安全系数。不断降低土体的抗剪切强度参数C—tanφ，使黄土隧洞达到极限破坏状态，此时的折减系数即为剪切安全系数。不断降低土体的抗拉强度参数，黄土隧洞内临空面上（不包括底部临空面）出现第一个拉裂破坏单元时，表明黄土隧洞发生拉裂破坏，定义拉裂安全系数为实际抗拉强度与破坏时折减抗拉强度的比值。采用ANSYS分析软件，模拟跨度较大黄土隧洞开挖，根据不同支护方式：老式支护和复合支护，分别计算围岩和衬砌安全系数，比较支护前后安全系数变化。提出了黄土隧洞的稳定必须同时满足两个要求：初期支护后土体围岩的安全系数不小于1．15～1．2；根据规范要求二次支护后衬砌结构的安全系数大于2．0～2．4，以确保隧洞在施工与运行过程中的工程安全。 展开更多

关键词 有限元强度折减法 衬砌 黄土隧洞 剪切安全系数 拉裂安全系数 FLAC3D ANSYS

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矿山充填有关问题与低成本充填技术 被引量：19

6

作者 王谦源 王海龙 任晓云 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2016年第1期42-44,共3页

系统分析了影响矿山充填成本的胶凝材料、强度与配比设计、充填系统设计、技术管理等关键要素和存在的问题,认为胶凝材料选择不当、充填系统设计与配置不合理、充填强度设计偏高、充填质量偏低等因素是导致当前充填成本偏高的主要原因,... 系统分析了影响矿山充填成本的胶凝材料、强度与配比设计、充填系统设计、技术管理等关键要素和存在的问题,认为胶凝材料选择不当、充填系统设计与配置不合理、充填强度设计偏高、充填质量偏低等因素是导致当前充填成本偏高的主要原因,有针对性地提出了选择优质矿山充填胶固料、合理的强度与配比设计、优化充填系统配置、提高技术管理水平等技术管理措施,以及废石胶结混合充填、注浆与充填相结合等新的技术思路。 展开更多

关键词 矿山充填 低成本充填 胶凝材料 注浆加固

原文传递

分形节理岩体强度与变形尺度效应的试验研究 被引量：18

7

作者 王谦源 李晔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1325-1328,共4页

根据强度与变形尺度效应的研究需要,试验研究了脆性岩石相似模拟材料的配比,提出了预置材料产生模拟节理的方法,解决了随机分布节理试件的制作问题。采用分形分布节理模拟材料试件,研究了脆性岩体轴向抗压强度与变形的尺度效应,获得的... 根据强度与变形尺度效应的研究需要,试验研究了脆性岩石相似模拟材料的配比,提出了预置材料产生模拟节理的方法,解决了随机分布节理试件的制作问题。采用分形分布节理模拟材料试件,研究了脆性岩体轴向抗压强度与变形的尺度效应,获得的规律与实际岩体尺度效应规律一致,并发现岩体变形的尺度效应并非完全由节理闭合和剪切破坏引起,在节理剪切破坏之前,主要是由节理的剪切变形增大引起的。 展开更多

关键词 岩体强度 岩体变形 尺度效应 相似材料 分形节理

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矿山充填技术与胶凝材料的选用 被引量：17

8

作者 王谦源 李洋 曹春蕾 《采矿技术》 2013年第3期34-36,107,共4页

结合胶结充填技术发展,论证了充填技术与胶凝材料的紧密关系,介绍了国内矿山充填应用的主要胶凝材料,适应的充填技术和各自的优缺点。最后结合实际,提出了充填技术与胶凝材料选择应注意的一些问题,为用户论证和选择充填技术提供参考。

关键词 矿山充填 胶结充填 胶凝材料

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分形分布节理的模拟研究 被引量：11

9

作者 王谦源 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期271-274,共4页

研究了分形分布节理的计算机模拟方法，分析了影响节理分布分形的因素，证实“缩格法”可较好地模拟分形分布节理，节理长度分布维数或长短比基本不影响其分形性。但分形有效尺度区对维数的影响应给予足够重视。节理平均长度与节理组数... 研究了分形分布节理的计算机模拟方法，分析了影响节理分布分形的因素，证实“缩格法”可较好地模拟分形分布节理，节理长度分布维数或长短比基本不影响其分形性。但分形有效尺度区对维数的影响应给予足够重视。节理平均长度与节理组数仅仅影响尺度区的位置，并不影响分布节理的维数值。影响维数值的主要因素是节理中点分布聚集维数。 展开更多

关键词 节理分布 计算机模拟 分形维数 分布节理

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黄土隧洞支护结构设计方法探讨 被引量：15

10

作者 张红 郑颖人 +2 位作者 杨臻 王谦源 葛苏鸣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期473-478,共6页

采用ANSYS软件,对宝兰铁路二线码头隧道的双层模筑复合式衬砌试验断面进行建模分析,应用有限元强度折减法,求得隧洞的围岩的安全系数,应用有限元法按土体与结构共同作用原理求衬砌的安全系数。黄土隧洞设计须满足的两个要求:初步建议初... 采用ANSYS软件,对宝兰铁路二线码头隧道的双层模筑复合式衬砌试验断面进行建模分析,应用有限元强度折减法,求得隧洞的围岩的安全系数,应用有限元法按土体与结构共同作用原理求衬砌的安全系数。黄土隧洞设计须满足的两个要求:初步建议初期支护后土体围岩的安全系数不小于1.15～1.2,初期支护安全系数不小于1.3;二次支护后衬砌结构的安全系数大于2.0～2.4,确保工程施工与运行安全。对求得的围岩和衬砌安全系数进行评价分析,形成黄土隧洞支护结构设计的定量方法。 展开更多

关键词 有限元强度折减法 ANSYS 黄土隧洞 支护结构

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不等概率分形破碎及有限尺度破碎体分形 被引量：7

11

作者 王谦源 张清 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 1994年第2期109-117,共9页

本文讨论了破碎体两种分形分布的一致性，有限尺度破碎体分形的几个特征及不等概率分形破碎等问题。证明，尺度范围足够宽时，两种分形是互为近似的，且其粒级可以是更大尺度范围内的任一段；尺度范围不变时，分形维数不仅反映粒度分布... 本文讨论了破碎体两种分形分布的一致性，有限尺度破碎体分形的几个特征及不等概率分形破碎等问题。证明，尺度范围足够宽时，两种分形是互为近似的，且其粒级可以是更大尺度范围内的任一段；尺度范围不变时，分形维数不仅反映粒度分布，还决定粒组的粗细；一般情况下，满足分形分布的破碎不一定是等概率的破碎．Ｄ＞３时，必然是有限破碎。Ｄ＜３时，也可能是破碎有限的，决定于初始破碎后的坚固单元与易碎单元的数量分配。最后给出了某些情况下推断实际分形破碎过程的方法。 展开更多

关键词 岩石力学 分形几何 不等概率

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岩体轴向抗压强度与变形尺度效应的节理分布影响 被引量：9

12

作者 王谦源 栗东平 魏晋龙 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1852-1857,共6页

采用相似模拟材料,用预置硫酸纸模拟试件节理,研究5种分形节理岩体的轴向抗压强度和变形的尺度效应,获得同一尺度下岩体强度和变形随节理分形维数变化的试验数据。在分析强度与变形受尺度和节理分布维数单因素影响规律的基础上,建立二... 采用相似模拟材料,用预置硫酸纸模拟试件节理,研究5种分形节理岩体的轴向抗压强度和变形的尺度效应,获得同一尺度下岩体强度和变形随节理分形维数变化的试验数据。在分析强度与变形受尺度和节理分布维数单因素影响规律的基础上,建立二维影响关系经验公式。试验结果表明,岩体强度和变形模量均随尺度和节理分形维数的增加而降低,泊松比则随尺度和分形维数增加而增加;试件破坏的总体规律是随尺度和节理分形维数增加,岩石的延性增加,但破坏过程与方式受节理分布的控制。 展开更多

关键词 岩石力学 岩体强度 岩体变形 尺度效应 相似材料 分形节理

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高浓度充填时合理浓度确定与简单检测方法 被引量：9

13

作者 王谦源 王海龙 任晓云 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2018年第3期132-135,共4页

通过配比试验,研究了不同灰砂比下充填料浆浓度对充填体强度、充填料浆泌水率与流动性的影响,分析探讨了合理的高浓度充填概念,提出了合理充填浓度的简易检测方法,指出提高浓度5个百分点可以减少胶凝材料用量35%~40%,15%~18%泌水率的料... 通过配比试验,研究了不同灰砂比下充填料浆浓度对充填体强度、充填料浆泌水率与流动性的影响,分析探讨了合理的高浓度充填概念,提出了合理充填浓度的简易检测方法,指出提高浓度5个百分点可以减少胶凝材料用量35%~40%,15%~18%泌水率的料浆可满足4~5倍充填倍线的安全自留要求。 展开更多

关键词 充填体强度 料浆泌水率 高浓度充填 流动扩散度

原文传递

模拟岩性的相似试验研究 被引量：8

14

作者 栗东平 王谦源 +2 位作者 张增祥 魏巍 李正 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第2期12-14,19,共4页

选用水泥石膏相似材料制作模型,工艺简单、材料来源广、价格低廉,其材料与岩石的结构及破坏方式均类似,是一种较好的相似材料。本文着重研究了骨料含量、水泥含量、石膏含量和用水量对水泥石膏模拟材料强度及弹性模量的影响,得到了其相... 选用水泥石膏相似材料制作模型,工艺简单、材料来源广、价格低廉,其材料与岩石的结构及破坏方式均类似,是一种较好的相似材料。本文着重研究了骨料含量、水泥含量、石膏含量和用水量对水泥石膏模拟材料强度及弹性模量的影响,得到了其相应的变化曲线及变化规律,并研究证明了用该相似材料来模拟岩石性能的可行性,提出了用该相似材料模拟部分沉积岩的配合比,为进一步研究分形节理岩体的力学性能打下了坚实的基础。 展开更多

关键词 相似材料 抗压强度 抗弯强度 弹性模量 分形理论

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盘区矿柱回收与充填体稳定性的数值模拟研究 被引量：8

15

作者 林敏 袁庆盟 王谦源 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第6期24-28,共5页

盘区隔离矿柱回采的核心问题是能否在矿柱回采过程中保证顶板和两侧充填体的稳定性。针对龙桥铁矿充填成本高、盘区矿柱占有储量大等问题,提出了全部回收和部分回收2种盘区矿柱回收方案。根据矿山实际地质和具体实践资料,建立了三维计... 盘区隔离矿柱回采的核心问题是能否在矿柱回采过程中保证顶板和两侧充填体的稳定性。针对龙桥铁矿充填成本高、盘区矿柱占有储量大等问题,提出了全部回收和部分回收2种盘区矿柱回收方案。根据矿山实际地质和具体实践资料,建立了三维计算模型,利用FLAC3D软件对2种回收方案进行了计算,通过分析和比较采场围岩变形、塑性区及应力状态,确定了合理的回收方案。计算结果表明:全部回收盘区矿柱会造成采场大范围的破坏,难以实现回采目标;部分回收即留设部分矿柱作为永久矿柱承载,可以基本确保采场的稳定性。研究结论可以使龙桥矿矿柱回收率达到64.3%,也可供同类型矿山作为参考设计依据。 展开更多

关键词 盘区矿柱 矿柱回收 充填体强度 稳定性分析

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我国充填采煤的发展与关键技术 被引量：9

16

作者 王谦源 曹春蕾 李洋 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2013年第2期30-33,共4页

通过对国内外胶结充填采矿技术和国内充填采煤发展情况的介绍,力求理清充填采煤的发展动力和技术基础。在此基础上,总结概括了充填采煤的主要特点和技术要求,提出了充填采煤亟需研究和解决的几项关键技术。

关键词 充填采煤 胶结充填 胶固材料

原文传递

关于基础课教学改革的几个问题 被引量：9

17

作者 朱世文 王军英 王谦源 《中国高教研究》 CSSCI 北大核心 2002年第12期84-85,共2页

关键词 教学改革 自然科学基础课 高校 本科生 教学内容 教学方法

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岩质隧洞支护结构设计计算方法探索 被引量：8

18

作者 杨臻 郑颖人 +2 位作者 张红 王谦源 肖安保 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期148-154,共7页

依靠模型试验与力学计算,分析了隧洞破坏机制与型式,提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据。现有各种围岩分类中都有一些标志围岩稳定性的标志性说明,在前人基础上,提出了各级岩体的稳定性标志,尤其提出了一... 依靠模型试验与力学计算,分析了隧洞破坏机制与型式,提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据。现有各种围岩分类中都有一些标志围岩稳定性的标志性说明,在前人基础上,提出了各级岩体的稳定性标志,尤其提出了一种新的定量标志,即将隧洞在无衬砌情况下的围岩安全系数作为隧洞稳定性定量标志。由此,在给出的相应稳定安全系数基础上反算出各级岩体的强度参数,以提高强度参数的准确性。提出了岩质隧洞的设计计算方法,采用有限元强度折减法计算围岩安全系数,采用有限元法计算衬砌安全系数,并对青岛市某地下工程进行数值模拟,分别计算了围岩和衬砌的安全系数。初步建议岩体隧洞的设计标准:初期支护后,围岩安全系数不小于1.15～1.2,初衬的安全系数不小于1.3;二次支护后围岩安全系数高于1.25,衬砌的安全系数大于2.0～2.4,以确保隧洞在施工和运行过程中的安全。 展开更多

关键词 隧洞 围岩稳定性 强度参数 安全系数 衬砌支护结构 初期支护 二次支护

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混凝土用砂的粒级分形评估 被引量：4

19

作者 王谦源 张清 《青岛建筑工程学院学报》 1994年第2期61-68,共8页

在理论分析的基础上，通过对近一百个筛分结果的对比计算分析，发现砂的粒级筛上分布与破碎体分形近似一致；粒度指数或分形维数能综合反映砂的粗细和级配变化，克服了细度供数与级配区的不足，可作为粒级评估的单一指标；线性相关系数... 在理论分析的基础上，通过对近一百个筛分结果的对比计算分析，发现砂的粒级筛上分布与破碎体分形近似一致；粒度指数或分形维数能综合反映砂的粗细和级配变化，克服了细度供数与级配区的不足，可作为粒级评估的单一指标；线性相关系数对细粒部分是敏感的．而且对粒级的离散性有反映． 展开更多

关键词 混凝土 砂 粒级 细度模数

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大空区低成本充填处理方法研究与实践

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作者 林景尚 王谦源 +2 位作者 陈宁青 王海龙 林敏 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第6期85-88,共4页

针对老空区充填处理一般投资较大、成本较高的技术难题,结合某铁矿大空区充填处理实际,利用原地面大空区观测孔和既有充填系统,设计建设了一套简单、实用、投资较低的地面辅助泵送充填系统,并配套发明设计了一套翻板式活门搅拌机取料装... 针对老空区充填处理一般投资较大、成本较高的技术难题,结合某铁矿大空区充填处理实际,利用原地面大空区观测孔和既有充填系统,设计建设了一套简单、实用、投资较低的地面辅助泵送充填系统,并配套发明设计了一套翻板式活门搅拌机取料装置;研究发现了泵送充填上坡管路的严重震动现象,提出了混凝土墩固定管路的减震方法;通过研究分析大空区的充填特点,提出了薄饼充填结构模型思想,认为大空区充填体强度设计较高既无必要,也起不了多大强度作用,据此提出了降低充填体强度和充填灰砂比的设计建议。 展开更多

关键词 老空区治理 全尾砂充填 充填系统 充填管路震动 充填体强度 充填配比

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