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扁平大跨度公路隧道松动荷载计算方法探讨 被引量：30
1
作者 曲海锋 朱合华 蔡永昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期989-994,1000,共7页
确定松动荷载的方法多为规范法和理论公式法,这些方法都建立在对以往隧道松动荷载统计和分析的基础上。双洞八车道扁平大跨度公路隧道是近几年发展起来的一种隧道形式。由于其跨度增加、扁平率降低,现有松动荷载的算方法是否适用于双洞... 确定松动荷载的方法多为规范法和理论公式法,这些方法都建立在对以往隧道松动荷载统计和分析的基础上。双洞八车道扁平大跨度公路隧道是近几年发展起来的一种隧道形式。由于其跨度增加、扁平率降低,现有松动荷载的算方法是否适用于双洞八车道公路隧道,已成为隧道建设者面对的重要问题之一。以广州龙头山双洞八车道公路隧道为研究背景,概括和总结了各种松动荷载的计算方法;应用这些方法计算龙头山隧道的松动压力,分析和对比计算结果,并通过数值计算和实测围岩压力对各种方法的合理性进行了分析;根据各种方法的产生背景和内容,分析其各自的适用性;根据研究结果,对扁平大跨度公路隧道进行了适应性分析和讨论。 展开更多
关键词 扁平大跨度 公路隧道 松动荷载 适应性
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破碎围岩大跨公路隧道结构健康度评价方法研究 被引量：7
2
作者 刘学增 蔡鑫 +2 位作者 丁茂瑞 陈福斌 邓枫 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期26-35,共10页
目前关于大跨隧道结构在松动荷载作用下的受力变形与损伤演化机理研究相对较少,缺乏运营期隧道结构的健康度评价体系与预警标准,不利于掌握隧道结构的安全状态。针对上述问题,文章通过建立二维及三维数值分析模型,研究了Ⅳ级、Ⅴ级围岩... 目前关于大跨隧道结构在松动荷载作用下的受力变形与损伤演化机理研究相对较少,缺乏运营期隧道结构的健康度评价体系与预警标准,不利于掌握隧道结构的安全状态。针对上述问题,文章通过建立二维及三维数值分析模型,研究了Ⅳ级、Ⅴ级围岩下大跨隧道结构在松动荷载下的受力变形特性,并依据变形及破损特征,建立了5级评价体系与3级预警标准。研究结论为:(1)拱部松动荷载作用下大跨隧道的破坏过程分为四个阶段,分别为设计荷载下的弹性受力阶段、拱部松动荷载下的弹性受力阶段、结构开裂后的塑性工作阶段及加速变形破坏阶段;(2)设计荷载下,采用荷载规范计算方法与三维数值模拟方法得出的隧道变形基本一致,验证了数值计算的可行性。通过数值计算,得出Ⅳ级围岩下结构极限承载力为734 kPa,拱顶沉降6.75 cm,边墙收敛1.56 cm。Ⅴ级围岩下结构极限承载力为812 kPa,拱顶沉降10.47 cm,边墙收敛4.06 cm;(3)以拱顶开裂、局部压屈、拱顶拱腰压屈、拱腰压屈达到衬砌厚度的1/3、钢筋拉断为关键节点,以结构受力、拱顶沉降、边墙收敛为评价指标,建立了Ⅳ级、Ⅴ级围岩下大跨隧道的健康度评价体系及预警标准。 展开更多
关键词 大跨隧道 衬砌结构 健康度 破碎围岩 松动荷载
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基于承载力分析的公路隧道结构健康度评价方法 被引量：5
3
作者 刘学增 郭乔堃 +2 位作者 桑运龙 赵芳 周若阳 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期4161-4169,共9页
目前针对松动荷载作用下隧道结构受力变形与损伤演化机制的研究相对较少,缺乏结构剩余承载力的量化分析依据,不利于结构健康度评价与维修处治方案的确定。针对上述问题,利用室内模型试验及数值仿真手段,研究不同围岩条件下结构受力变形... 目前针对松动荷载作用下隧道结构受力变形与损伤演化机制的研究相对较少,缺乏结构剩余承载力的量化分析依据,不利于结构健康度评价与维修处治方案的确定。针对上述问题,利用室内模型试验及数值仿真手段,研究不同围岩条件下结构受力变形规律及破坏特征,提炼结构健康评价关键指标,建立基于承载力的健康度分级标准。通过研究,提出:(1)拱顶松动荷载下衬砌破坏过程分为3个阶段,以拱顶开裂、主裂缝张开为分界点,破坏时拱顶内侧、拱腰外侧钢筋拉断,形成三铰拱体系;(2)衬砌结构承受相同荷载100kPa时,抗力系数1.58MPa/m的工况拱顶下沉3.3cm,抗力系数200MPa/m的工况拱顶下沉0.23cm;抗力系数从1.58MPa/m增大到200MPa/m时,极限承载力从196kPa增大到1840kPa;(3)以衬砌开裂、拱顶下沉3cm、拱顶钢筋屈服、拱腰钢筋屈服、拱顶钢筋拉断为关键节点,建立衬砌结构健康度的5级划分标准,并以拱顶下沉及边墙收敛作为简易评价指标,对V^VI级围岩,拱顶下沉控制值建议取5cm。 展开更多
关键词 隧道工程 衬砌结构 健康度 松动荷载 承载力
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拱腰空洞条件下隧道结构损伤机制及演化规律研究 被引量：1
4
作者 孙州 《公路与汽运》 2023年第3期146-150,共5页
根据浙江白阳山隧道衬砌背后空洞特征,针对运营隧道衬砌背后空洞影响结构承载性能的问题,采用数值模拟方法建立三维扩展有限元模型,从拱顶沉降、边墙收敛、混凝土应力、裂缝等方面分析松动荷载作用下左拱腰脱空结构损伤机制及演化规律... 根据浙江白阳山隧道衬砌背后空洞特征,针对运营隧道衬砌背后空洞影响结构承载性能的问题,采用数值模拟方法建立三维扩展有限元模型,从拱顶沉降、边墙收敛、混凝土应力、裂缝等方面分析松动荷载作用下左拱腰脱空结构损伤机制及演化规律。结果表明,松动荷载作用下,左拱腰空洞结构整体表现为“拱顶下沉、左拱腰向外扩张”的变形形态,隧道破坏时拱顶沉降为49.3 mm,水平收敛为14.9 mm;隧道结构损伤主要分为弹性受力、左拱腰外侧开裂、左拱腰外侧开裂—内侧压屈、左拱腰内侧压屈—破坏4个阶段;隧道裂缝扩展过程分为无裂缝、裂缝快速扩展、裂缝深度不变、钢筋应力快速增加及裂缝张开4个阶段,左拱腰外侧发生受拉破坏时,裂缝深度为30 cm,呈V形张开状态。 展开更多
关键词 隧道 拱腰空洞 结构损伤机制 裂缝 松动荷载 演化规律
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土层锚杆拉拔界面松动破坏分析 被引量：29
5
作者 段建 言志信 +2 位作者 郭锐剑 刘子振 任志华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期936-941,共6页
根据界面黏滑本构模型假定和剪切位移法基本原理,推导了土层锚杆拉拔临界松动荷载理论公式和锚杆拉拔荷载与松动长度内在关系表达式。界面黏滑特性致使锚杆剪应力重新分配,引起荷载进一步往里端传递,加剧里端锚固体损伤劣化。依据界面... 根据界面黏滑本构模型假定和剪切位移法基本原理,推导了土层锚杆拉拔临界松动荷载理论公式和锚杆拉拔荷载与松动长度内在关系表达式。界面黏滑特性致使锚杆剪应力重新分配,引起荷载进一步往里端传递,加剧里端锚固体损伤劣化。依据界面抗剪强度与残余强度之间大小关系将土层锚杆拉拔松动破坏类型划分为渐进式和突发式两种形式,并给出了破坏类型定量判别标准及其所对应的锚杆拉拔极限荷载理论解。最后,结合已有的锚杆拉拔试验资料,通过计算对比分析,验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 锚固 界面黏滑本构模型 剪切位移法 锚杆拉拔 临界松动荷载 极限荷载 破坏类型
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抗拔荷载作用下锚固体与岩土体界面剪切作用 被引量：20
6
作者 雒亿平 史盛 言志信 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期58-64,共7页
为了加深对锚固机理的研究,通过建立锚杆在受到拉拔荷载作用下锚固体界面侧阻力产生软化的数学模型,分析了锚固体与周围土体界面分别处于弹性状态、塑性状态、部分进入滑移状态、全部进入滑移状态4个阶段锚杆的轴力、位移和锚固界面剪应... 为了加深对锚固机理的研究,通过建立锚杆在受到拉拔荷载作用下锚固体界面侧阻力产生软化的数学模型,分析了锚固体与周围土体界面分别处于弹性状态、塑性状态、部分进入滑移状态、全部进入滑移状态4个阶段锚杆的轴力、位移和锚固界面剪应力,推导了锚杆产生松动的临界荷载、拉拔荷载与松动长度的关系及锚杆极限抗拔荷载的理论公式。结果表明,当锚杆在受到拉拔作用后滑移破坏首先在端部产生,然后荷载向锚杆里端传递,致使锚固体进一步破坏;根据拉拔荷载与锚杆松动长度之间的关系,当锚固体界面的侧阻力大于临界滑移的侧阻力时,在拉拔荷载作用下锚杆表现为渐进性破坏,当锚固体界面的侧阻力小于临界滑移的侧阻力时,则为突发性破坏。 展开更多
关键词 锚杆 抗拔荷载 锚固体 岩土体界面 临界松动荷载 极限承载力
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