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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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隧道稳定性分析与设计方法讲座之二:隧道围岩稳定性分析及其判据 被引量：32
4
作者 郑颖人 丛宇 《隧道建设》 2013年第7期531-536,共6页
作为一个讲座对以往研究成果作一综述。分析隧道围岩稳定性的3种判据,提出有严格力学依据的稳定安全系数作为围岩稳定分析的定量判据。指出围岩有剪切安全系数与拉裂安全系数,并建议采用强度储备安全系数作为围岩稳定安全系数。建立土... 作为一个讲座对以往研究成果作一综述。分析隧道围岩稳定性的3种判据,提出有严格力学依据的稳定安全系数作为围岩稳定分析的定量判据。指出围岩有剪切安全系数与拉裂安全系数,并建议采用强度储备安全系数作为围岩稳定安全系数。建立土体隧道稳定分析的新理念和新方法,计算中考虑了围岩的荷载释放,初期支护作为弹塑性材料加固围岩,并应具有一定安全系数,以确保施工安全。二次衬砌作为弹性结构,围岩、初期支护与二次衬砌共同作用确保运行安全。对岩石围岩分级提出初步建议,并以无衬砌围岩安全系数作为各级围岩自稳能力的定量判据,由此反推出各级围岩的力学强度参数,改善了参数的合理性。 展开更多
关键词 稳定分析 围岩稳定性分析判据 有限元强度折减法 剪切安全系数 破裂面 土体隧道 岩体隧道
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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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隧洞破坏机理及设计计算方法 被引量：21
6
作者 郑颖人 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2010年第A02期1521-1532,共12页
作为一个学术报告对以往研究成果做一个综述,内容主要由作者发表过的相关论文组成,包括隧洞的破坏机理、隧洞深、浅埋分界标准,无衬砌隧洞围岩的稳定分析及有衬砌时隧洞的设计计算方法,以供参考。
关键词 隧洞破坏机理 黄土隧洞 有限元强度折减法 剪切安全系数 破裂面 稳定分析
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有限元极限分析法在隧洞工程中的应用 被引量：16
7
作者 郑颖人 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第A02期1127-1137,共11页
作为一个学术报告对以往研究成果做一个综述,内容包括有限元极限分析法原理、隧洞的破坏机理、隧洞深、浅埋分界标准,无衬砌隧洞围岩的定量稳定性分析质以及有衬砌隧洞时隧洞初衬与二衬的设计计算方法,以供同行们参考。
关键词 隧洞破坏机理 黄土隧洞 有限元强度折减法 剪切安全系数 破裂面 稳定分析
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隧道稳定性分析与设计方法讲座之三:隧道设计理念与方法 被引量：13
8
作者 郑颖人 阿比尔的 向钰周 《隧道建设》 2013年第8期619-625,614,共7页
本文作为一个讲座对以往研究成果作一综述。回顾了当前采用的3种隧道设计方法,提出了基于数值极限分析的地层-结构法,克服了地层-结构法缺点,可以求得设计所需的围岩稳定安全系数,解决了当前设计中的人为性问题。对隧道深浅埋分界线进... 本文作为一个讲座对以往研究成果作一综述。回顾了当前采用的3种隧道设计方法,提出了基于数值极限分析的地层-结构法,克服了地层-结构法缺点,可以求得设计所需的围岩稳定安全系数,解决了当前设计中的人为性问题。对隧道深浅埋分界线进行了探索,叙述了基于散体理论的隧洞深浅埋分界标准。提出了基于弹塑性理论的隧洞深浅埋分界标准,并对2种分解标准的优缺点进行了评述。阐述了隧道设计计算的5个基本理念:1)隧道设计必须满足运行和施工中安全要求,提出初期支护后围岩安全系数必须保证施工安全;2)隧道设计计算模型必须适应不同工程地质条件、围岩压力特征,符合隧道实际受力情况;3)必须符合现代围岩压力理论与现代支护原理,充分发挥围岩自承作用;4)隧道结构计算模型也应符合结构实际受力状态,树立初期支护作为围岩加固材料,按塑性理论计算的新理念;5)采用合理的计算方法与计算参数,确保隧道设计计算的科学性。最后以一个地铁车站为例,采用本讲座提出的方法介绍了Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级围岩中隧道的设计方法与成果。 展开更多
关键词 稳定分析 围岩稳定性分析判据 有限元强度折减法 剪切安全系数 破裂面 土体隧道 岩体隧道
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