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矩形顶管施工引起土体分层变形计算方法研究 被引量：29
1
作者 李辉 杨贵阳 +2 位作者 宋战平 牛泽林 郝凯杰 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期1482-1489,共8页
随着矩形顶管在大城市地下通道建设中的广泛应用,建立矩形顶管施工引起周围地层变形的计算预测模型已成为当前顶管施工必须加以重视的问题。矩形顶管施工引起周围土体变形的主导因素为摩擦力、开挖面附加应力、土体损失,理论分析必须考... 随着矩形顶管在大城市地下通道建设中的广泛应用,建立矩形顶管施工引起周围地层变形的计算预测模型已成为当前顶管施工必须加以重视的问题。矩形顶管施工引起周围土体变形的主导因素为摩擦力、开挖面附加应力、土体损失,理论分析必须考虑这几个主导因素。针对以上主导因素,提出考虑三者共同作用下的矩形顶管施工地层位移计算方法。用Mindlin位移解对应力作用面积分析顶进过程中开挖面附加应力及摩擦力引起的地层变形;以随机介质理论分析建筑缝隙引起的土体损失产生的地层变形。考虑到各影响因素的相对独立性,将各因素引起的地层变形叠加,从而得到主导因素影响下的地层变形预测模型。通过理论计算,开挖面附加应力、摩擦力主导隆起区地层变形,土体损失主导沉降区地层变形,地层埋深越大此现象越明显。将理论计算值与实测结果对比,两者在变化趋势及变化量上趋于吻合,因此,所提公式可作为类似工程工前地层变形预测计算公式。 展开更多
关键词 矩形顶管 预测模型 MINDLIN解 随机介质理论
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大厚度黄土地层浸水湿陷对地铁隧道影响的模型试验研究 被引量：26
2
作者 张玉伟 宋战平 +1 位作者 翁效林 谢永利 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1030-1040,共11页
黄土力学特性对地层水环境变化极为敏感,水敏性黄土地层浸水对工程结构影响明显。为系统研究大厚度黄土地层浸水对地铁隧道的影响,自主研制可以再现基底和地表浸水工况的模型箱,综合考虑浸水影响因素制定不同工况,开展不同工况下隧道结... 黄土力学特性对地层水环境变化极为敏感,水敏性黄土地层浸水对工程结构影响明显。为系统研究大厚度黄土地层浸水对地铁隧道的影响,自主研制可以再现基底和地表浸水工况的模型箱,综合考虑浸水影响因素制定不同工况,开展不同工况下隧道结构力学响应的模型试验,分析黄土地层浸水对地铁隧道的影响机制,建议湿陷性地基剩余湿陷量控制标准。结果表明:(1)随浸水深度增加,隧道基底和地表局部浸水均会引起土压力重分布,受地层的荷载传递机制影响,土压力变化趋势不均匀;基底全幅浸水土压力随着浸水深度增加逐渐减小,地表全幅均匀浸水土压力逐渐增大,两者变化趋势相对均匀。(2)基底局部浸水导致隧道地基局部承载力降低,引起隧道衬砌弯矩发生不规律变化,基底全幅均匀浸水导致隧道地基承载力均匀降低,衬砌各点的弯矩变化相对均匀;地表局部浸水隧道上方地层结构强度局部丧失,荷载逐渐作用于隧道衬砌上引起衬砌弯矩快速增大,地表全幅均匀浸水衬砌弯矩随着浸水深度的增加而增加。(3)基底局部浸水和地表局部浸水时,隧道发生了明显的水平位移和竖向位移;基底全幅浸水和地表全幅浸水隧道主要以竖向位移为主,水平位移不明显,基底浸水引起的隧道位移比地表浸水更大,局部不均匀浸水导致的差异沉降对隧道具有附加扭转作用,对隧道整体受力更不利。(4)当隧道基底湿陷地层为30 cm时,仅仅湿陷10 cm对隧道整体影响不大,允许有10 cm的剩余湿陷量,建议湿陷性地基的处治深度为20 cm。研究结果可为大厚度黄土地区地铁隧道前期设计及后期运营提供借鉴。 展开更多
关键词 土力学 黄土 地层浸水 地铁隧道 土压力 模型试验
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隧道工程BIM技术标准化及信息集成化管理研究 被引量：23
3
作者 宋战平 史贵林 +2 位作者 王军保 唐坤尧 周冠南 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期556-566,共11页
信息集成化管理是隧道工程领域的重要发展方向,BIM技术为信息集成化管理的实现提供了一条重要途径。标准化是BIM技术实施的第一步,拥有一套统一的隧道工程BIM标准,后期平台开发以及基于该平台的信息共享与交换才能正常有序的进行。鉴于... 信息集成化管理是隧道工程领域的重要发展方向,BIM技术为信息集成化管理的实现提供了一条重要途径。标准化是BIM技术实施的第一步,拥有一套统一的隧道工程BIM标准,后期平台开发以及基于该平台的信息共享与交换才能正常有序的进行。鉴于当前隧道工程领域缺乏统一的BIM技术标准以及相关理论研究匮乏等问题,在既有标准化研究工作的基础上,建立了隧道工程领域BIM技术标准研究的理论框架,并首次创建了一套属于隧道工程领域的新的成熟度模型。以此为基础,对隧道工程领域信息进行分类,并对隧道工程领域的BIM技术标准化进行了一系列初步的研究与探讨。此外,首次提出了"标准度"的概念,建立了标准度模型,初步讨论了标准度与标准统一度、工程参与者认可度、软件适用度以及平台建设完善度等4个影响因素的关系;基于提出的成熟度以及标准度模型,进一步提出了隧道工程领域BIM技术标准化评价体系,为后续相关研究提供借鉴和参考,并推动隧道工程领域BIM技术标准化及信息集成化管理进程向前发展。 展开更多
关键词 隧道工程 BIM技术 标准度 成熟度 标准化评价
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浅埋偏压隧道洞口段超前大管棚支护效果分析 被引量：21
4
作者 宋战平 裴佳锋 +2 位作者 潘红伟 孙泽 丁立波 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第6期86-96,共11页
浅埋偏压隧道洞口段的合理支护措施是实现隧道洞口安全施工的关键,洞口段往往会遇到浅埋偏压、山体表层岩石强风化以及围岩软弱破碎等不良地质,需采用超前支护措施来控制围岩变形。以在建的格鲁吉亚E60高速公路F3标段4号隧道第比利斯端... 浅埋偏压隧道洞口段的合理支护措施是实现隧道洞口安全施工的关键,洞口段往往会遇到浅埋偏压、山体表层岩石强风化以及围岩软弱破碎等不良地质,需采用超前支护措施来控制围岩变形。以在建的格鲁吉亚E60高速公路F3标段4号隧道第比利斯端洞口工程为背景,采用数值试验方法,对比分析了洞口新意法开挖时有无超前管棚支护对隧道洞口段的地表沉降、掌子面挤出变形、预收敛变形、收敛变形、围岩应力分布及塑性区的发展的影响。基于数值试验结果的分析表明:采用新意法施工,隧道洞口段的超前管棚支护可以促进应力拱的形成,改善了超前核心土的受力,减小了掌子面的挤出变形和核心土的塑性区范围;在掌子面前后约1倍洞径的范围内,隧道拱顶沉降的速率最大,变形量达到总变形量的85%;同时,超前管棚支护将极大地减小围岩的塑性区范围,避免了浅埋洞口段围岩塑性区发展至地表而导致的洞口整体坍塌。 展开更多
关键词 隧道工程 超前大管棚 新意法 数值模拟 稳定特性
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浅埋地铁隧道下穿高速公路施工方法比选 被引量：18
5
作者 宋战平 王凯蒙 +2 位作者 王涛 王军保 唐坤尧 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第4期503-510,596,共9页
以贵阳地铁1号线下麦西隧道YD1K1+395^+505段下穿既有环城高速公路及高速公路交通涵洞施工为工程背景,采用Midas GTS/NX软件对该段浅埋隧道下穿高速公路及高速公路涵洞施工方案进行优化研究,分析了台阶法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法四... 以贵阳地铁1号线下麦西隧道YD1K1+395^+505段下穿既有环城高速公路及高速公路交通涵洞施工为工程背景,采用Midas GTS/NX软件对该段浅埋隧道下穿高速公路及高速公路涵洞施工方案进行优化研究,分析了台阶法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法四种施工开挖工法施工时隧道围岩的变形及运营高速公路路面的沉降变形特性;对比研究了不同施工方案引起的围岩塑性区及支护结构受力特性的变化。基于数值模拟分析的研究结果表明,下麦西隧道近距离穿越既有运营高速公路施工时,选用CRD法开挖对路面及隧道拱顶的沉降均可起到很好的控制作用,隧道支护结构的受力特性良好,施工中既有高速公路及隧道本身的稳定性良好。基于数值模拟分析确定了经济、合理的施工开挖方案及施工参数,跟踪施工进行的现场监测及与数值分析结果的对比分析表明了推荐方案的合理、可行性。贵阳地铁1号线下麦西隧道下穿既有运营高速公路及公路涵洞的工程实例为同类工程的建设提供了有意义的参考和借鉴。 展开更多
关键词 浅埋隧道 施工方法 数值模拟 隧道开挖 路面沉降
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基于反S函数的盐岩单轴压缩全过程蠕变模型 被引量：18
6
作者 王军保 刘新荣 +3 位作者 宋战平 赵宝云 蒋斌 黄天柱 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2446-2459,共14页
为了研究盐岩的蠕变特性,对盐岩试件开展不同轴向应力下的单轴压缩蠕变试验。试验结果显示,盐岩稳态蠕变率和相同时刻的蠕变应变均随轴向应力增大而非线性增大,两者随轴向应力的变化规律均可用指数函数描述;盐岩蠕变过程具有非线性特征... 为了研究盐岩的蠕变特性,对盐岩试件开展不同轴向应力下的单轴压缩蠕变试验。试验结果显示,盐岩稳态蠕变率和相同时刻的蠕变应变均随轴向应力增大而非线性增大,两者随轴向应力的变化规律均可用指数函数描述;盐岩蠕变过程具有非线性特征,且轴向应力越大、蠕变时间越长,非线性特征越明显。为了确定盐岩长期强度,提出一种改进的稳态蠕变率拐点法,该法确定的盐岩长期强度值与等时应力–应变曲线拐点法确定的结果非常接近,可为类似研究提供一定的借鉴。从唯象学的角度出发,通过对S形函数求反函数的方法,提出一种新的岩石单轴压缩全过程蠕变模型,并利用盐岩蠕变试验结果对模型合理性进行验证。结果表明,该模型不仅能够描述盐岩在低应力水平下的衰减蠕变和稳态蠕变,还能反映高应力水平下盐岩单轴压缩蠕变破坏全过程,特别是能够反映加速蠕变。模型以一个统一的表达式即可描述盐岩单轴压缩蠕变全过程的3个阶段,克服了元件组合模型需要分段处理的缺点;同时,该模型表达式非常简单,方便应用。 展开更多
关键词 岩石力学 盐岩 蠕变特性 稳态蠕变率 长期强度 反S函数 蠕变模型
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基于BIM技术的隧道全生命周期管理及应用研究 被引量：18
7
作者 宋战平 肖珂辉 +1 位作者 成涛 郭魏 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2020年第1期47-53,共7页
建筑信息模型(BIM)是以数字技术为基础对工程项目进行管理的一种技术手段,该技术正在引发一场建筑行业的革新.然而有两方面原因导致目前隧道领域对BIM技术的应用相对落后,一是由于隧道工程领域引进BIM技术较晚,二是因为其自身特点,不能... 建筑信息模型(BIM)是以数字技术为基础对工程项目进行管理的一种技术手段,该技术正在引发一场建筑行业的革新.然而有两方面原因导致目前隧道领域对BIM技术的应用相对落后,一是由于隧道工程领域引进BIM技术较晚,二是因为其自身特点,不能直接效仿民用建筑领域的相关标准及技术路线.本文以银西铁路环县隧道为依托,将BIM技术引入到隧道工程的全生命周期管理之中;介绍了BIM技术在各阶段的作用和优点,并根据研究成果和工程实例的总结,对BIM技术在中国隧道工程领域的发展做出了展望,提出了两点建议,为构建包括设计施工工后的全生命周期一体化管理提供了指导. 展开更多
关键词 BIM技术 隧道工程 全生命周期
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富水弱胶结地层大断面隧道施工方案优化与工程应用研究 被引量：15
8
作者 王怀正 宋战平 +2 位作者 张学文 田小旭 潘红伟 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第2期210-219,共10页
在富水弱胶结地层中,隧道施工极易诱发围岩坍塌或支护结构大变形。以兰渝客运专线桃树坪隧道3#斜井工区正洞段为研究背景,提出了一种适用于富水砂岩地层的“底部双导洞超前”施工工法。同时采用真空轻型井点+集水井的联合降水方案进行... 在富水弱胶结地层中,隧道施工极易诱发围岩坍塌或支护结构大变形。以兰渝客运专线桃树坪隧道3#斜井工区正洞段为研究背景,提出了一种适用于富水砂岩地层的“底部双导洞超前”施工工法。同时采用真空轻型井点+集水井的联合降水方案进行隧道内超前降水,以降低施工难度;采用数值分析和现场监测的方法对方案的合理性和有效性进行分析与评价。结果表明,隧道在采用“底部双导洞超前”施工工法时,拱顶沉降和净空收敛值分别为50 mm、32 mm;其支护结构上的最大接触压力为135.3 kPa;支护结构的变形和受力均在允许范围之内,隧道结构安全、稳定。“底部双导洞超前”的施工工法已成功应用于桃树坪隧道,可为后续富水弱胶结地层或软弱岩层中的超大断面隧道施工提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 隧道工程 富水弱胶结地层 底部双导洞超前工法 数值分析 现场监测
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渗透-应力耦合作用下灰岩压缩破坏及声发射特性分析 被引量：12
9
作者 宋战平 程昀 +4 位作者 杨腾添 霍润科 王军保 刘新荣 周冠南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2751-2759,共9页
富水隧道围岩体挖掘过程中,复杂的渗透-应力耦合作用经常导致岩体内部结构演化具有不稳定性,进而诱发围岩体的劣化与失稳,这对地下渗流岩体稳定性的研究提出了更高的要求。为研究贵阳下麦西隧道进口区灰岩的宏观力学和声发射特性,利用... 富水隧道围岩体挖掘过程中,复杂的渗透-应力耦合作用经常导致岩体内部结构演化具有不稳定性,进而诱发围岩体的劣化与失稳,这对地下渗流岩体稳定性的研究提出了更高的要求。为研究贵阳下麦西隧道进口区灰岩的宏观力学和声发射特性,利用自主研发的渗透-应力耦合试验装置进行了不同渗透水压下的单轴压缩破坏、声发射和压汞试验,分析了灰岩的应力-应变、峰值强度、特征应力、破裂和声发射特性以及劣化机制等。研究结果表明:随渗透水压力增大,灰岩压密阶段延长而弹性阶段相对缩短,峰值应力为指数衰减;闭合应力和损伤应力均随渗透水压力增加呈线性减小,而随峰值应力增大而增加,表明溶蚀作用增加了灰岩损伤敏感程度;渗透水压力对灰岩破裂形式未造成较大影响,以劈裂破坏为主,且碎块均匀度与渗透水压力、峰值应力均为指数关系;不同渗透水压力下,灰岩声发射振铃计数大致经历了“平静-发展-突增-跌落”过程,水岩作用弱化了灰岩结构稳定性,导致应变能提前释放;渗透水对灰岩具有溶蚀和引裂作用,随渗透水压力增加,单位质量孔隙体积呈指数增加,起裂应力呈线性衰减。研究结果可为地下富水岩体的开挖的稳定性及减防灾分析提供理论基础。 展开更多
关键词 渗透-应力耦合 灰岩 压缩破坏 声发射特性
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大跨暗挖车站叠合初支拱盖法施工适应性研究 被引量：12
10
作者 赵迎 霍奇 +3 位作者 宋战平 胡敏 王军保 周冠南 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第5期688-694,共7页
贵阳轨道交通2号线省医站位于上软下硬的复合地层中.为了分析叠合初支拱盖法对本工程的适应性,本文采用数值模拟的方法,对施工可能引起的地表沉降、拱顶沉降、管线竖向位移、支护结构轴力和围岩塑性区分布进行了分析研究.结果表明:叠合... 贵阳轨道交通2号线省医站位于上软下硬的复合地层中.为了分析叠合初支拱盖法对本工程的适应性,本文采用数值模拟的方法,对施工可能引起的地表沉降、拱顶沉降、管线竖向位移、支护结构轴力和围岩塑性区分布进行了分析研究.结果表明:叠合初支拱盖法沉降控制效果理想、围岩塑性区分布范围和塑性应变值较小,但初期支护拉压区转换频繁,较为薄弱,易受破坏.与现场实测地表沉降数据对比显示,数值模拟结果在变化趋势上与实测结果基本一致,最终沉降量值也较为接近.因此,省医站主隧道选用叠合初支拱盖法进行施工合理、可行. 展开更多
关键词 上软下硬地层 大跨暗挖车站 叠合初支拱盖法 适应性
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循环冲击作用下风化红砂岩动态响应特性 被引量：11
11
作者 王彤 宋战平 杨建永 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期2772-2778,共7页
针对循环冲击作用下风化红砂岩的动态响应特性,利用动静组合加载装置进行不同轴压、不同冲击荷载下的循环冲击试验,分析轴压和冲击荷载对其力学特性及能量耗散的影响。结果表明:保证入射波相同的情况下,透射波波峰随循环冲击次数的增加... 针对循环冲击作用下风化红砂岩的动态响应特性,利用动静组合加载装置进行不同轴压、不同冲击荷载下的循环冲击试验,分析轴压和冲击荷载对其力学特性及能量耗散的影响。结果表明:保证入射波相同的情况下,透射波波峰随循环冲击次数的增加而增大,且透射波波峰存在峰值点;反射波呈"双峰",表现较为明显的2个峰值点和1个谷值点,且2峰1谷的到达时刻基本相同;当轴压一定时,随平均应变率增大,动态压缩强度逐渐减小,这也表明风化红砂岩存在较好的应变率效应;试样的能量利用率与冲击荷载和轴压之间存在负相关关系,即当冲击荷载和轴压处于较低水平时,试样的能量利用率较高;随轴压增大,能量利用率峰值逐渐减小,且不同冲击荷载作用下极大值点均出现在轴压为0 MPa处,其最大值为24%。 展开更多
关键词 岩石力学 风化红砂岩 应力波 动态压缩强度 能量利用率
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加载速率影响下类硬岩声发射及破裂响应特征 被引量：9
12
作者 张泽坤 宋战平 +6 位作者 程昀 霍润科 宋婉雪 王奎胜 王彤 杨腾添 刘伟 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期115-124,共10页
为明确硬岩破坏失稳过程中的声学及破裂响应特征与加载速率相关性,对不同加载速率下类硬岩岩样进行单轴压缩试验及声发射测试,分析类硬岩力学参数特性、声发射现象及破裂响应特征,并基于声发射特征获得类硬岩破坏前兆预警信息。结果表明... 为明确硬岩破坏失稳过程中的声学及破裂响应特征与加载速率相关性,对不同加载速率下类硬岩岩样进行单轴压缩试验及声发射测试,分析类硬岩力学参数特性、声发射现象及破裂响应特征,并基于声发射特征获得类硬岩破坏前兆预警信息。结果表明:类硬岩的峰值强度、弹性模量和峰值应变具加速率效应;随着加载速率增大,力学参数总体呈指数函数增长,相对低加载速率下(0.10~0.15 kN/s)的增长速率较快而在相对高加载速率下(0.20~0.25 kN/s)的增长速率略有减缓;声发射参数演化呈阶段性增长趋势,最大增幅与加载速率呈正相关;随着加载速率增大,AE幅度和幅度密度逐渐增大,AE振铃计数由低值低频向高值高频转变,AE能量由孤震型向群震型转变;加载速率对破裂模式及破碎形态具有明显影响,随着加载速率增大岩样由剪切破坏逐渐向拉伸剪切复合破坏、拉伸破坏演变,破裂程度增大并逐渐表现出岩爆倾向;声发射b值随加载时间增大经历了先上升、后波动、最后下降的演化阶段,呈逐渐减小趋势;类硬岩的临界破坏前兆点(b值)为0.68,声发射前兆信息的预警时序由大到小为累计振铃计数、累计能量、b值,具有良好的时效性和可靠性。研究成果对揭示硬质围岩体力学特征和破坏前兆信息预警提供一定参考。 展开更多
关键词 类硬岩 加载速率 声发射特征 破裂响应特征 预警前兆信息
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邻近既有建(构)筑物隧道爆破方案评价及优化方法 被引量：6
13
作者 宋战平 张艺多 +2 位作者 郭德赛 张玉伟 金琪 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第1期14-24,共11页
为降低隧道爆破对邻近结构的振动影响,提高隧道爆破质量,基于数值模拟和非线性模糊层次分析法(FAHP)提出邻近既有建(构)筑物隧道爆破方案评价及优化的新方法。借助Midas/GTS NX软件将爆破方案的等效爆破时程荷载作用于隧道的开挖轮廓并... 为降低隧道爆破对邻近结构的振动影响,提高隧道爆破质量,基于数值模拟和非线性模糊层次分析法(FAHP)提出邻近既有建(构)筑物隧道爆破方案评价及优化的新方法。借助Midas/GTS NX软件将爆破方案的等效爆破时程荷载作用于隧道的开挖轮廓并进行动力响应分析,结合建(构)筑物爆破振动安全判据对模拟监测点的振动影响进行评价和振动控制参数优化;运用非线性FAHP对满足振速控制标准的爆破参数进行合理性综合评价,并对影响评价结果的主要指标参数进行优化;根据符合各阶段合理性判据的爆破参数确定爆破方案。在工程应用中,经该方法优化后的方案较原方案单段最大药量减少了25%,测点峰值振速(PPV)降低了41.2%;方案实施后,现场监测结果与模拟结果的衰减趋势和峰值大小基本一致,且爆破效果符合光面爆破的相关技术要求,从而验证了该方法各阶段评定判据设立的合理性及方案评价和优化的可行性。 展开更多
关键词 隧道工程 数值模拟 模糊层次分析法 爆破方案 爆破参数
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基于掘进性能的悬臂掘进机施工围岩分级方法 被引量：9
14
作者 王祥 赵祎睿 +2 位作者 宋战平 赵克明 苏婉莹 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S01期197-204,共8页
准确划分悬臂掘进机施工围岩对其广泛应用具有重要意义,传统施工围岩分级大都是基于围岩稳定性建立的,而悬臂掘进机具有施工复杂性、动态性和非线性的特点,导致传统施工围岩分级并不适用,因此本文建立了一套基于掘进性能的悬臂掘进机施... 准确划分悬臂掘进机施工围岩对其广泛应用具有重要意义,传统施工围岩分级大都是基于围岩稳定性建立的,而悬臂掘进机具有施工复杂性、动态性和非线性的特点,导致传统施工围岩分级并不适用,因此本文建立了一套基于掘进性能的悬臂掘进机施工围岩分级方法。首先,以贵阳地铁1号线为工程背景,分别对前进速度的时间衰减规律及影响悬臂掘进机利用率的主要地质因素进行分析,建立地层适应性分级评分方法;其次,在已有的Q分级系统基础上,提出悬臂掘进机围岩适应性分级的BQ_(机)模型,采取钻掘指数RPI和刀具寿命指数CLI对模型进行修正,建立施工可掘进性分级评分方法;最后,综合考虑施工围岩地层适应性评分方法和可掘进性评分方法,以前进速度AR为指标,建立基于掘进性能的悬臂掘进机施工围岩分级方法。结果表明,本文建立的悬臂掘进机施工围岩分级方法可以实现前进速度AR的预测,从而有效预测掘进性能、节约隧道开挖成本、提高施工效率,为建立具有普适性的悬臂掘进机施工围岩分级方法提供科学参考。 展开更多
关键词 悬臂掘进机 BQ_(机)模型 围岩分级 掘进性能 地层适应性
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某矿山法施工隧道下穿公路数值模拟分析 被引量：9
15
作者 赵慧龙 宋战平 王军保 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第S02期340-346,共7页
为研究在不同国家规范及地质条件下的隧道开挖对既有建构筑物的影响,文章以格鲁吉亚科维—阿格维达段E60公路3002号隧道工程为背景,应用大型三维有限元分析软件MIDAS/GTS-NX,模拟了隧道施工下穿公路的全过程,研究了隧道围岩变形及公路... 为研究在不同国家规范及地质条件下的隧道开挖对既有建构筑物的影响,文章以格鲁吉亚科维—阿格维达段E60公路3002号隧道工程为背景,应用大型三维有限元分析软件MIDAS/GTS-NX,模拟了隧道施工下穿公路的全过程,研究了隧道围岩变形及公路沉降规律。结果表明:当隧道在花岗岩(PzGr地层)层采用全断面开挖进行施工时,隧道的整体变形及稳定情况较为良好,且隧道拱顶沉降和水平收敛位移受隧道纵向开挖空间效应和覆盖层厚度的影响较大。公路的路面沉降值呈近似W型分布,路面最大沉降位于隧道洞口上方的路面中央,路面沉降满足公路行车要求。研究结果可为欧洲此工程及类似工程的设计施工提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 公路隧道 沉降数值计算 洞口 下穿公路
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黄土地铁隧道湿陷性基底地基处治优化模型试验 被引量：9
16
作者 张玉伟 宋战平 +1 位作者 翁效林 段宇昕 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1912-1920,共9页
湿陷性黄土具有水敏性,黄土隧道地基浸水湿陷易诱发衬砌开裂等各类病害问题。为指导黄土地区隧道地基处治设计,依托黄土地铁隧道工程,研发地基浸水模型试验装置,系统开展地表三轴搅拌桩处治隧道基底地基效果的模型试验,针对桩间距和处... 湿陷性黄土具有水敏性,黄土隧道地基浸水湿陷易诱发衬砌开裂等各类病害问题。为指导黄土地区隧道地基处治设计,依托黄土地铁隧道工程,研发地基浸水模型试验装置,系统开展地表三轴搅拌桩处治隧道基底地基效果的模型试验,针对桩间距和处治深度2个主要因素,通过监测隧道结构受力变形特性,来评价不同桩间距和处治深度对处治效果的影响。结果表明:桩间距越小,地基浸水引起的衬砌受力变化值越小,当桩间距减小到2.1m时,进一步减小桩间距地基处理效果增加不明显;地基处治深度越大,对地基浸水引起的衬砌结构受力控制越明显,当处治深度达到6 m时,浸水引起的隧道衬砌各点受力变化不明显,因此隧道基底湿陷地基处理只要达到6 m即可,允许有3 m的剩余湿陷量。隧道结构受力对处治深度的敏感性大于桩间距,地基处治深度达到6 m时,进一步减小桩间距对处治效果没有明显作用,隧道湿陷地基处理应首先考虑保证足够的处治深度,即应遵循"宁长勿密"的原则。 展开更多
关键词 土力学 黄土 地铁隧道 湿陷性地基 三轴搅拌桩 模型试验
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基于现场监测及数值分析的隧道双导洞超前施工优化研究 被引量：9
17
作者 宋战平 张强 +3 位作者 赵克明 张学钢 张学文 王娟娟 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第5期654-661,共8页
依托新建兰渝高铁桃树坪富水弱胶结粉细砂隧道工程,基于现场监测和数值模拟分析相结合的方法,对大断面富水砂地层条件下的隧道施工方案进行了优化和分析,研究了大断面隧道CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步法三种施工方案的优缺点,改进... 依托新建兰渝高铁桃树坪富水弱胶结粉细砂隧道工程,基于现场监测和数值模拟分析相结合的方法,对大断面富水砂地层条件下的隧道施工方案进行了优化和分析,研究了大断面隧道CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步法三种施工方案的优缺点,改进了大断面隧道双侧壁导坑法施工技术,提出了"底部双导洞超前施工"的新工法.跟踪桃树坪隧道3#斜井施工工区底部双导洞超前工法试验段进行的现场围岩压力、拱顶沉降和水平位移的现场监测,验证了工法的安全、可行性;基于数值模拟分析,确定了施工中上半断面的最佳开挖高度5.4m,超前导洞1部与上半断面5部间合理步距25m,优化了底部双导洞超前施工工法的技术参数,为富水弱胶结粉细砂地层隧道的施工提供了技术保障. 展开更多
关键词 隧道工程 弱胶结粉细砂 底部双导洞超前法 现场监测 数值模拟
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吸能锚杆及其静动力试验方法研究综述 被引量：4
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作者 宋战平 许晓静 +1 位作者 刘伟 李凌峰 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期1-13,共13页
为解决深部隧道、巷道等地下工程开挖时面临的软岩大变形及岩爆支护问题,在过去几十年里,研究人员提出了具有不同变形吸能机制的吸能锚杆,同时提出了量化吸能锚杆静动力性能的试验方法与试验设备,取得了大量的研究成果。对现有吸能锚杆... 为解决深部隧道、巷道等地下工程开挖时面临的软岩大变形及岩爆支护问题,在过去几十年里,研究人员提出了具有不同变形吸能机制的吸能锚杆,同时提出了量化吸能锚杆静动力性能的试验方法与试验设备,取得了大量的研究成果。对现有吸能锚杆的能量吸收机制、工作性能及其静动力性能试验方法等进行总结,根据吸能锚杆的工作机理,将吸能锚杆分为材料变形型吸能锚杆和结构变形型吸能锚杆两类,系统介绍了吸能锚杆静力拉伸与动力冲击的试验方法及设备;根据不同的吸能特性及变形能力,将吸能锚杆的性能划分为低、中、高和极高四种类型,并对吸能锚杆的应用前景和研究方向进行展望和总结。 展开更多
关键词 隧道与地下工程 吸能锚杆 试验方法 静动力性能
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考虑拱效应的隧道管棚力学模型与参数分析 被引量：4
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作者 许晓静 宋战平 +2 位作者 李辉 田小旭 周冠南 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期95-106,132,共13页
为了更好地研究隧道管棚的实际受力状态,根据隧道施工工序和施工影响,将隧道管棚划分为二衬段、初支段、开挖段以及掌子面前方的扰动段和未扰动段等五段,考虑管棚注浆后形成整体管棚拱的拱效应,建立了五段式隧道管棚的Winkler弹性地基... 为了更好地研究隧道管棚的实际受力状态,根据隧道施工工序和施工影响,将隧道管棚划分为二衬段、初支段、开挖段以及掌子面前方的扰动段和未扰动段等五段,考虑管棚注浆后形成整体管棚拱的拱效应,建立了五段式隧道管棚的Winkler弹性地基梁新模型,推导了五段式隧道管棚模型的挠度和内力计算公式,并与既有工程案例进行对比分析,同时对不同的开挖进尺、管棚直径和加固区弹性模量进行了分析。结果表明:新模型得到的管棚挠度最大值和挠度最大值对应的位置与现场监测结果更为接近,能够解决已有管棚模型因边界条件设置不合理而造成的管棚变形在扰动段的末端出现的上拱现象,更符合管棚实际的变形情况;改变开挖进尺对管棚的挠度影响更大,管棚钢管直径为108 mm和114 mm时,其管棚支护效果相差不大;当Ec(加固区弹性模量)>40.0 Eg(围岩弹性模量)时,开挖进尺和钢管直径对管棚的挠度和弯矩的影响不大,因此,提高加固区的弹性模量是减小管棚挠度和内力最有效的方法。 展开更多
关键词 隧道工程 管棚 拱效应 弹性地基梁 参数分析
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基于修正Peck法的隧道施工全地层变形规律研究 被引量：8
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作者 宋战平 李世豪 +2 位作者 张学钢 王军保 王涛 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第2期190-195,共6页
研究隧道施工引起上覆不同深度处的地层沉降变形对分析城市地铁隧道施工对邻近建(构)物的影响意义重大.考虑隧道施工地层扰动变形由下向上逐渐变形的特点,基于Peck法的沉降槽宽度与随机介质理论中地表影响半径关系,由下向上逐步分析隧... 研究隧道施工引起上覆不同深度处的地层沉降变形对分析城市地铁隧道施工对邻近建(构)物的影响意义重大.考虑隧道施工地层扰动变形由下向上逐渐变形的特点,基于Peck法的沉降槽宽度与随机介质理论中地表影响半径关系,由下向上逐步分析隧道上覆各埋深地层的沉降变形;考虑各地层土性质、厚度和隧道半径对沉降槽宽度造成的影响,求得沉降槽宽度在地层各深度处的表达式;讨论了隧道上覆地层土性参数、成层土厚度和隧道开挖半径对地层沉降变形的影响,分析表明:地层的沉降槽宽度主要取决于该地层与隧道开挖面之间的覆土性质和厚度,与隧道半径也有很大关系;地层土的性质、厚度和隧道半径决定了地层的沉降范围,而地层损失决定了地层沉降量大小.隧道半径越大,沉降槽宽度越大;覆土的内摩擦角越小,沉降槽的宽度越小,地层沉降曲线越窄. 展开更多
关键词 隧道工程 全地层沉降 Peck法 沉降槽 内摩擦角
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