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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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采用ANSYS软件讨论无衬砌黄土隧洞安全系数 被引量：39
2
作者 邱陈瑜 郑颖人 宋雅坤 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期291-296,共6页
通过分析黄土隧洞的破坏机理,借鉴有限元强度折减法的思想,在黄土隧洞稳定性分析中提出剪切安全系数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,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... 通过分析黄土隧洞的破坏机理,借鉴有限元强度折减法的思想,在黄土隧洞稳定性分析中提出剪切安全系数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,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。为了保证黄土隧洞的整体安全性,在隧洞设计中必须给出上述两种不同的设计安全系数值。 展开更多
关键词 黄土隧洞 有限元强度折减法 剪切安全系数 拉裂安全系数 破裂面
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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
3
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
4
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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浅埋隧道悬臂掘进机施工工艺分析与研究
5
作者 马智理 佘婷婷 赵婷 《科技创新与应用》 2024年第15期87-91,共5页
该文主要分析施工前、后的围岩应力状态和围岩抗剪安全系数指标,施工过程中距离隧道轴线4、8 m处,距离拱腰1、3、4、5 m的最大和最小主应力和围岩抗剪安全系数。并得出最大、最小主应力的影响范围在距拱腰0~4 m内。施工完成后距离拱腰越... 该文主要分析施工前、后的围岩应力状态和围岩抗剪安全系数指标,施工过程中距离隧道轴线4、8 m处,距离拱腰1、3、4、5 m的最大和最小主应力和围岩抗剪安全系数。并得出最大、最小主应力的影响范围在距拱腰0~4 m内。施工完成后距离拱腰越近,围岩的抗剪安全系数越大,并且距离拱腰0~3 m安全系数降低,在3 m以后安全系数增加。综合比较得出三台阶法施工对围岩的扰动性最小。 展开更多
关键词 悬臂掘进机 大小主应力 抗剪安全系数 施工工法 浅埋隧道
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基于位移反分析方法的隧道衬砌最早施作时机研究 被引量：1
6
作者 孙明社 吴旭 +2 位作者 宋克志 郭彩霞 武光明 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第12期2046-2055,共10页
衬砌的施作时机关系到隧道工程的施工安全和长期稳定性,目前大多通过施工监控量测的极限位移和变形速率来判断围岩的稳定性,从而确定衬砌的施作时机,但这种方式缺乏合理的理论依据。为了研究衬砌的合理施作时机,结合某新建铁路隧道工程... 衬砌的施作时机关系到隧道工程的施工安全和长期稳定性,目前大多通过施工监控量测的极限位移和变形速率来判断围岩的稳定性,从而确定衬砌的施作时机,但这种方式缺乏合理的理论依据。为了研究衬砌的合理施作时机,结合某新建铁路隧道工程,考虑衬砌对围岩和初期支护的约束作用,提出一种基于位移反分析法的衬砌最早施作时机确定方法。首先,基于初期支护的变形监测数据进行变形曲线拟合,确定初期支护的剩余变形;其次,利用位移反分析法,由初期支护的剩余变形反分析对应的围岩应力场,进而将该围岩应力场作用在初期支护和衬砌上进行正分析求解衬砌应力;最后,以容许拉应力和抗剪安全系数作为判定指标综合评价衬砌的安全性,确定隧道衬砌最早施作时机。研究结果表明:1)依托工程初期支护的剩余变形随着时间的增长逐渐减小,初期支护闭合10 d内,其剩余变形递减速率较大而后逐渐减小;2)该工程可施作衬砌的最早时间为初期支护闭合后39 d;3)依据衬砌的实际施作时间(初期支护闭合后100 d),衬砌截面内力的监测结果与反分析计算结果基本一致;4)通过初期支护的剩余变形反分析对应围岩应力场,进而正分析衬砌应力,确定衬砌可施作时机的方法是可行的。 展开更多
关键词 隧道 衬砌最早施作时机 反分析 剩余变形 容许应力 抗剪安全系数
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“树根桩+化学灌浆”技术在边坡加固中的数值分析 被引量：5
7
作者 刘明维 郑颖人 赵尚毅 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2006年第10期57-60,100,共5页
“树根桩+化学灌浆”加固边坡是树根桩与化学灌浆两种边坡加固技术的有机结合。树根桩对边坡土体产生抗滑和锚固作用,而化学灌浆能有效地提高边坡土体的抗剪强度。传统极限平衡方法分析“树根桩+化学灌浆”加固边坡的稳定性,因存在诸多... “树根桩+化学灌浆”加固边坡是树根桩与化学灌浆两种边坡加固技术的有机结合。树根桩对边坡土体产生抗滑和锚固作用,而化学灌浆能有效地提高边坡土体的抗剪强度。传统极限平衡方法分析“树根桩+化学灌浆”加固边坡的稳定性,因存在诸多假设,评价结果准确性不高。根据“树根桩+化学灌浆”加固边坡的工作机理,在现场测试浆土复合体抗剪强度的基础上,采用有限元强度折减法对“树根桩+化学灌浆”新技术加固边坡的效果进行模拟,结果表明:采用有限元强度折减法,能有效计算出“树根桩+化学灌浆”加固边坡的安全系数和极限状态滑动面,而且从计算出的安全系数和现场情况还表明,“树根桩+化学灌浆”技术可以运用于复杂边坡的加固和修复。 展开更多
关键词 树根桩 化学灌浆 现场原位抗剪试验 安全系数 有限元强度折减法
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