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地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测 被引量:124
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作者 张顶立 黄俊 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1703-1707,共5页
由于变形监测的滞后,在城市地铁隧道施工中所测到的拱顶下沉通常仅为总下沉量的一部分,并且其所占的比例在不同地层条件下具有较大差异。而隧道拱顶的下沉过程及其最终下沉量则是隧道支护设计及地层环境控制的重要基础。通过对深圳地铁... 由于变形监测的滞后,在城市地铁隧道施工中所测到的拱顶下沉通常仅为总下沉量的一部分,并且其所占的比例在不同地层条件下具有较大差异。而隧道拱顶的下沉过程及其最终下沉量则是隧道支护设计及地层环境控制的重要基础。通过对深圳地铁一期工程部分区间隧道拱顶下沉的回归分析认为,隧道拱顶下沉过程遵循指数函数关系,由此可对未量测部分的拱顶下沉量进行预测。通过数值模拟验证了该分析结果的可靠性,并且开挖面前方的超前拱顶下沉量较大。结合隧道开挖应力释放及地下水流失造成的地层失水效应,分析了不同地层条件下拱顶下沉与地表沉降的关系,较好地解释了深圳地铁一期工程建设中拱顶下沉与地表沉降较大而且两者之间呈线性关系的特点,这是由于现场监测滞后以及地层中富水含细砂所致。该成果对城市地铁隧道暗挖施工、支护以及地层环境的控制设计都具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 隧道工程 地铁隧道 拱顶下沉 地表沉降 监测 预测
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深基坑工程渗流-应力耦合分析数值模拟研究 被引量:97
2
作者 平扬 白世伟 徐燕萍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期37-41,共5页
为了研究深开挖过程中渗流场与应力场的变化规律及其导致的基坑稳定问题,基于比奥固结理论,并将其扩展应用于弹塑性分析领域,将渗流场水力作用与应力场耦合,并通过有限单元法模拟,力求得到深基坑开挖及降水过程中,开挖范围及邻近... 为了研究深开挖过程中渗流场与应力场的变化规律及其导致的基坑稳定问题,基于比奥固结理论,并将其扩展应用于弹塑性分析领域,将渗流场水力作用与应力场耦合,并通过有限单元法模拟,力求得到深基坑开挖及降水过程中,开挖范围及邻近区域地面沉降等环境效应的基本规律的认识,为深基坑开挖设计与信息化施工提供借鉴。 展开更多
关键词 深基坑开挖 比奥固结理论 渗透力 有限元法 数值模拟 应力场
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覆岩主关键层对地表下沉动态的影响研究 被引量:118
3
作者 许家林 钱鸣高 朱卫兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期787-791,共5页
在对岩体内部移动与地表沉陷实测资料进行对比分析的基础上,采用物理和数值模拟方法,就覆岩主关键层对地表下沉动态过程的影响进行了研究。研究结果证明,覆岩主关键层对地表移动的动态过程起控制作用,覆岩主关键层的破断将引起地表下沉... 在对岩体内部移动与地表沉陷实测资料进行对比分析的基础上,采用物理和数值模拟方法,就覆岩主关键层对地表下沉动态过程的影响进行了研究。研究结果证明,覆岩主关键层对地表移动的动态过程起控制作用,覆岩主关键层的破断将引起地表下沉速度和地表下沉影响边界的明显增大和周期性变化。在此基础上,提出将控制覆岩主关键层不破断失稳作为建筑物下采煤设计原则的观点。 展开更多
关键词 采矿工程 关键层 岩层移动 地表动态下沉 绿色开采
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近距离叠交隧道盾构施工对老隧道影响的数值模拟 被引量:105
4
作者 张海波 殷宗泽 朱俊高 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期282-286,共5页
以上海市轨道交通明珠线二期工程浦东南路站-南浦大桥站区间近距离叠交隧道盾构施工为研究对象,采用三维非线性有限元,对近距离叠交情况下后建隧道盾构施工引起老隧道衬砌的应力和变形进行了模拟,并研究了土层性质、隧道覆土厚度、隧道... 以上海市轨道交通明珠线二期工程浦东南路站-南浦大桥站区间近距离叠交隧道盾构施工为研究对象,采用三维非线性有限元,对近距离叠交情况下后建隧道盾构施工引起老隧道衬砌的应力和变形进行了模拟,并研究了土层性质、隧道覆土厚度、隧道间相对位置、隧道间相对距离等因素与隧道间影响的关系。结果表明,隧道间相对位置、相对距离对隧道间相互作用的影响非常大,应引起足够的重视。 展开更多
关键词 叠交隧道 三维有限元 衬砌 应力 位移
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基坑复合土钉支护的有限元分析 被引量:87
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作者 宋二祥 邱玥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期241-244,253,共5页
针对基坑复合土钉支护,讨论了类似问题的有限元分析方法,主要是卸载条件下土体变形模式,模型参数的选用以及开挖过程的模拟等。通过计算分析了水泥搅拌桩与土钉联合形式的复合土钉支护的工作性能,并对其设计提出初步看法。
关键词 基坑支护 复合土钉支护 有限元模型 水泥搅拌桩
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三峡永久船闸高边坡开挖三维离散元数值模拟 被引量:42
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作者 李世海 高波 燕琳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期272-277,共6页
采用面-面接触的三维离散元刚性块体模型,从实测节理面中取出其中的三组,按照其倾向、倾角和节理间距将三峡永久船闸未开挖的区域划分为105个离散单元,通过施加力边界条件,给出了与实测初始地应力场接近的数值模拟结果;然后,分4步模拟... 采用面-面接触的三维离散元刚性块体模型,从实测节理面中取出其中的三组,按照其倾向、倾角和节理间距将三峡永久船闸未开挖的区域划分为105个离散单元,通过施加力边界条件,给出了与实测初始地应力场接近的数值模拟结果;然后,分4步模拟了永久船闸的开挖过程。计算结果表明:开挖过程会引起节理面出现张开趋势,个别岩体还会沿着节理面滑移。岩体位移的不对称现象较为自然地说明了由节理引起的岩体各向异性特征。 展开更多
关键词 高边坡 岩体 节理 船闸 三维离散元 数值模拟
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地铁隧道开挖与失水引起地表沉降的数值分析 被引量:53
7
作者 吴波 高波 索晓明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期59-63,共5页
结合深圳地铁大—科区间隧道开挖与失水工程实例,根据有效应力分析方法,建立弹塑性渗流 应力耦合分析理论模型。采用VOF(VolumeofFluid)方法来跟踪非稳定渗流场的动态自由水面。开发相应的数值模拟分析程序,对实际隧道工程的动态开挖过... 结合深圳地铁大—科区间隧道开挖与失水工程实例,根据有效应力分析方法,建立弹塑性渗流 应力耦合分析理论模型。采用VOF(VolumeofFluid)方法来跟踪非稳定渗流场的动态自由水面。开发相应的数值模拟分析程序,对实际隧道工程的动态开挖过程和失水过程进行仿真模拟,对失水过程中的不稳定渗流场进行详细分析,得出动态变化的地表沉降曲线。结果表明,计算值与现场测量值能够较好地吻合。 展开更多
关键词 隧道施工 失水 渗流.应力耦合分析 浅埋暗挖 数值模拟
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近距离地铁施工的有限元数值模拟 被引量:36
8
作者 毕继红 江志峰 常斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期277-281,共5页
在地铁施工中受地形条件限制有时会遇到两条单线隧道近距离施工情况,有的间距超出了规范的要求。以深圳市轨道交通二期 1 号线续建工程为例,应用 ABAQUS 程序对实际情况进行了数值模拟分析,揭示了在开挖右线工程的时对左线既有隧道产生... 在地铁施工中受地形条件限制有时会遇到两条单线隧道近距离施工情况,有的间距超出了规范的要求。以深圳市轨道交通二期 1 号线续建工程为例,应用 ABAQUS 程序对实际情况进行了数值模拟分析,揭示了在开挖右线工程的时对左线既有隧道产生的影响,包括地表沉降、应力分布和衬砌变形及对地面建筑的影响,得出一些有益的结论,为今后近距离地铁施工提供可靠的依据。 展开更多
关键词 深圳地铁 数值模拟 沉降 变形 应力
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盾构施工中垂直交叉隧道变形的三维有限元分析 被引量:30
9
作者 李强 曾德顺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期334-338,共5页
采用三维有限元模拟盾构推进的过程,是研究盾构施工中土层移动的最有效的手段。采用三维弹塑性有限元,在真实模拟施工情况的基础上,研究了新隧道从老隧道下面垂直穿过时,对老隧道的变形影响情况。研究表明,推进力和稳定比N是影响... 采用三维有限元模拟盾构推进的过程,是研究盾构施工中土层移动的最有效的手段。采用三维弹塑性有限元,在真实模拟施工情况的基础上,研究了新隧道从老隧道下面垂直穿过时,对老隧道的变形影响情况。研究表明,推进力和稳定比N是影响老隧道变形的主要因素。 展开更多
关键词 三维有限元 稳定比 盾构施工 垂直交叉隧道 变形 推进力 土层移动
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盾构法隧道衬砌施工阶段受力特性的三维有限元模拟 被引量:37
10
作者 张海波 殷宗泽 +1 位作者 朱俊高 李翠霞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期990-994,共5页
拼装衬砌是盾构隧道主要承重结构,其受力性能的好坏直接影响到隧道安全,因此,正确分析拼装衬砌的受力特征,对于衬砌的合理设计非常重要。而且,施工阶段作用在盾构衬砌的荷载与使用阶段相比存在很大差异。通过运用可以考虑接触问题的三... 拼装衬砌是盾构隧道主要承重结构,其受力性能的好坏直接影响到隧道安全,因此,正确分析拼装衬砌的受力特征,对于衬砌的合理设计非常重要。而且,施工阶段作用在盾构衬砌的荷载与使用阶段相比存在很大差异。通过运用可以考虑接触问题的三维有限元对连续模型及通、错缝拼装的隧道衬砌在施工阶段的受力性能进行了分析,得出衬砌的应力变形规律,为盾构隧道衬砌的设计提供有益的参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 衬砌管片 受力特性 有限元模拟
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铁路隧道初期支护极限位移的意义及确定 被引量:36
11
作者 朱永全 张素敏 景诗庭 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1594-1598,共5页
阐述了隧道支护系统极限位移的意义,系统地介绍了初期支护极限位移的确定方法。采用连续体模型,按铁路隧道衬砌标准设计采用的断面形式和材料参数,对各级围岩中不同埋深条件下铁路隧道初期支护极限位移进行计算模拟,并对计算结果进行统... 阐述了隧道支护系统极限位移的意义,系统地介绍了初期支护极限位移的确定方法。采用连续体模型,按铁路隧道衬砌标准设计采用的断面形式和材料参数,对各级围岩中不同埋深条件下铁路隧道初期支护极限位移进行计算模拟,并对计算结果进行统计处理,与允许位移进行比较,单、双线断面相对位移分开,拱顶下沉、拱脚水平位移和墙脚水平位移设不同判据,采用修订前规范所列的埋深档次,确定档次范围值,最后综合确定出一套适于当今铁路隧道位移判别的极限位移数据。 展开更多
关键词 隧道工程 极限位移 铁路 隧道 初期支护 允许位移 计算模拟
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急倾斜层状岩体中巨型地下洞室群开挖施工理论与优化研究 被引量:34
12
作者 陈卫忠 李术才 +3 位作者 朱维申 杨典森 杨为民 林晖 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第19期3281-3287,共7页
洞室群的开挖顺序和支护是影响洞室稳定性的重要因素。应用三维断裂损伤有限元法和施工过程力学的基本原理,研究龙滩电站急倾斜岩层中开挖大型地下洞室群的稳定性及最优的施工方案,根据围岩的破损区及位移场的变化规律,提出了较优的开... 洞室群的开挖顺序和支护是影响洞室稳定性的重要因素。应用三维断裂损伤有限元法和施工过程力学的基本原理,研究龙滩电站急倾斜岩层中开挖大型地下洞室群的稳定性及最优的施工方案,根据围岩的破损区及位移场的变化规律,提出了较优的开挖施工方案。其计算方法和一些结论可为国内的相关工程设计和建设提供借鉴。 展开更多
关键词 地下工程 急倾斜 层状岩体 巨型地下洞室 施工优化
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暗挖重叠地铁隧道地表变形特性分析 被引量:40
13
作者 台启民 张顶立 +3 位作者 房倩 孙毅 于富才 孟猛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2472-2480,共9页
城市地下工程建设中,交错重叠隧道施工对地层的多次扰动通常无法避免,对周围环境产生一系列负面影响,对于地铁隧道穿越北京市老城区,此类问题更加突出。依托北京地铁6号线北海北至南锣鼓巷区间隧道工程,该工程为北京地区首例暗挖... 城市地下工程建设中,交错重叠隧道施工对地层的多次扰动通常无法避免,对周围环境产生一系列负面影响,对于地铁隧道穿越北京市老城区,此类问题更加突出。依托北京地铁6号线北海北至南锣鼓巷区间隧道工程,该工程为北京地区首例暗挖交错重叠隧道工程,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,对5种典型断面在不同开挖顺序、不同空间位置关系、不同超前深孔注浆厚度下的地表变形特性进行研究,取得以下认识:(1)“先下后上”施工方式引起的地表最大沉降值及沉降槽宽度都比“先上后下”施工方式小,更有利于隧道的整体稳定性。(2)随着双线隧道角度的增大,双线隧道逐渐接近,地表变形显著增大。当双线隧道角度大于60&#176;时,地表最大沉降值超过30 mm的控制标准,需要采取深孔注浆的方式对地层进行预加固。(3)随着注浆厚度的加大,地表和隧道拱顶最大沉降值逐渐减小。综合考虑经济效益和过大注浆压力的不利影响,建议注浆厚度定为1.5~2.0 m。(4)实际监测数据显示采取超前深孔注浆后地表沉降满足控制标准,表明超前深孔注浆加固方式可以有效减少双线隧道开挖引起的地表沉降和沉降槽宽度,降低隧道开挖对周围环境的影响。研究成果可为今后北京同类工程提供参考。 展开更多
关键词 隧道工程 重叠隧道 地表变形 数值模拟 开挖顺序 注浆范围 现场实测
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岩体三维网络模拟技术及其在三峡工程中的应用 被引量:22
14
作者 邬爱清 周火明 任放 《长江科学院院报》 EI CSCD 北大核心 1998年第6期15-18,22,共5页
在对三维岩体开挖面上节理迹线生成及其迹线网络搜索技术进行深入研究的基础上,初步开发了相应的岩体三维网络模拟分析程序。程序分析内容包括:绘制任意给定开挖面或复杂开挖边界上的岩体节理迹线分布图;在三维迹线图上搜索出由结构... 在对三维岩体开挖面上节理迹线生成及其迹线网络搜索技术进行深入研究的基础上,初步开发了相应的岩体三维网络模拟分析程序。程序分析内容包括:绘制任意给定开挖面或复杂开挖边界上的岩体节理迹线分布图;在三维迹线图上搜索出由结构面切割形成的各闭合块体区域,进一步搜索可移动性块体,并分析其几何特征值,如闭合块体区域面积及可移动块体体积等。最后,根据对三峡工程船闸高边坡施工期典型区段开挖面岩体结构的调查资料和分析结果,用已开发的程序,对岩体结构条件进行了初步模拟分析。 展开更多
关键词 节理岩体 三维岩体结构 网络模拟 三峡工程
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反倾向边坡开挖变形破裂响应的物理模拟研究 被引量:33
15
作者 蔡国军 黄润秋 +1 位作者 严明 龚满福 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期811-817,共7页
通过建立边坡的地质结构模型,采用物理模拟研究中的底摩擦试验方法,研究在不同开挖比(坡角)情况下边坡的变形破裂响应;重点探讨不同开挖角对边坡变形破裂范围的影响以及掌握边坡的稳定性情况。此外,为验证物理模拟试验结果的可靠性,采... 通过建立边坡的地质结构模型,采用物理模拟研究中的底摩擦试验方法,研究在不同开挖比(坡角)情况下边坡的变形破裂响应;重点探讨不同开挖角对边坡变形破裂范围的影响以及掌握边坡的稳定性情况。此外,为验证物理模拟试验结果的可靠性,采用数值模拟方法,进行对比分析。研究结果表明:边坡开挖过程中,卸荷松弛带的深度为35~40m,其中,强松弛带的底界深度为20~25m;在这类特定条件下,适当增大边坡的开挖坡角对整体边坡的稳定性状况反而是有利的。这在一定意义上对传统的开挖观念是一个更新。 展开更多
关键词 数值模拟 反倾向边坡 开挖 物理和数值模拟 底摩擦试验 变形破裂
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基坑开挖对旁侧隧道影响及隔断墙作用离心模型试验研究 被引量:35
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作者 陈仁朋 AL-MADHAGI ASHRAF 孟凡衍 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期6-11,共6页
开展了干砂地层中基坑开挖对旁侧隧道影响及隔断墙保护作用的三维离心模型试验和数值分析,获得了隧道上浮、隧道内力、隧道周围土压力、地表沉降等变化规律以及隧道空间位置和基坑开挖深度的影响。试验结果表明,基坑回弹量与采用Boussin... 开展了干砂地层中基坑开挖对旁侧隧道影响及隔断墙保护作用的三维离心模型试验和数值分析,获得了隧道上浮、隧道内力、隧道周围土压力、地表沉降等变化规律以及隧道空间位置和基坑开挖深度的影响。试验结果表明,基坑回弹量与采用Boussinesq解计算的回弹量比较接近;地表沉降量与文献报道的试验结果相近,而明显小于现场实测沉降;靠近基坑一侧的隧道周围土压力有所减小,而远离基坑一侧的隧道周围土压力则有所增加。隔断墙的设置可以一定程度上减小地表沉降、隧道外土压力变化、围护墙水平位移以及隧道上浮和弯矩。数值计算结果表明,隧道上浮量和水平位移随着隧道埋深及其与围护墙距离的增大而减小,而随着基坑开挖深度的增大而增大。 展开更多
关键词 离心模型试验 数值分析 基坑 隧道 隔断墙 卸载作用
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基于直接法节理网络模拟的三维离散单元法计算 被引量:19
17
作者 王涛 盛谦 陈晓玲 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1649-1653,共5页
将直接法产生的节理网络模拟技术与三维离散元程序3DEC相结合,对结构控制型的工程围岩破坏问题提供了一种实用的方法。在硬岩中的较浅的工程开挖,岩体的破坏很大程度上是由结构面控制。因此,对优势的节理组的正确解译非常重要。直接法... 将直接法产生的节理网络模拟技术与三维离散元程序3DEC相结合,对结构控制型的工程围岩破坏问题提供了一种实用的方法。在硬岩中的较浅的工程开挖,岩体的破坏很大程度上是由结构面控制。因此,对优势的节理组的正确解译非常重要。直接法节理网络模拟技术对于正确识别岩体中的块体分布非常有效,其可以通过3DEC内置的FISH语言实现。最后给出了实例以说明求解过程与结果。 展开更多
关键词 岩石力学 节理网络模拟 离散单元法 直接法 3DEC
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基于FLAC^(3D)模拟的矿山巷道掘进煤岩变形破裂力电耦合规律的研究 被引量:27
18
作者 肖红飞 何学秋 +2 位作者 冯涛 王恩元 朱川曲 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期812-817,共6页
首先通过FLAC3D软件对矿山巷道掘进过程中煤岩内部应力场分布规律进行了数值模拟,并提取了各个单元的应力值;然后根据数值模拟应力值和煤岩受压变形破裂过程中产生的电磁辐射(EME)强度与煤岩内部应力之间的力电耦合关系式研究了巷道掘... 首先通过FLAC3D软件对矿山巷道掘进过程中煤岩内部应力场分布规律进行了数值模拟,并提取了各个单元的应力值;然后根据数值模拟应力值和煤岩受压变形破裂过程中产生的电磁辐射(EME)强度与煤岩内部应力之间的力电耦合关系式研究了巷道掘进过程中产生的电磁辐射信号变化规律。研究结果表明:模拟应力值的变化规律与理论分析和现场实际围岩应力显现规律是一致的,从而说明该方法能正确模拟现场煤岩受采动影响时内部应力场的变化规律;将较大范围煤岩体单元当作电磁辐射源时的计算结果只比将应力集中区看作电磁辐射源的计算值大3%~8%,说明在现场监测到的EME强度反映的是应力集中区煤岩变形破裂的程度;EME强度在迎头沿着走向符合先逐渐增大达到峰值后再逐渐降低的规律,呈现出与煤岩内部应力变化相同的规律;随着迭代时间的增加,EME强度在同一监测点的变化关系先是逐渐增加,增加到一定程度后趋于平缓,反映了煤岩体内部应力的变化规律;巷道开挖后内部应力变化的快慢表现在EME强度的变化上。现场钻孔内不同深度EME强度测定结果基本上也呈现出与模拟结果相同的变化趋势,同时证明了力电耦合方法的合理性。 展开更多
关键词 采矿工程 FLAC^3D 巷道掘进 煤岩变形破裂 力电耦合 电磁辐射(EME) 应力场 数值模拟
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掘进巷道通风降温的数值模拟及影响因素分析 被引量:28
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作者 杜翠凤 徐喆 +1 位作者 唐占信 王亚坤 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第2期151-155,共5页
选取夏甸金矿-682 m水平38#掘进巷道为研究对象,进行通风降温试验测定,并用Fluent软件对试验条件下掘进巷道的风流速度场和温度场分布进行数值模拟计算,验证了该模拟方法的可靠性。研究不同因素对巷道降温效果的影响,初步得出了井下掘... 选取夏甸金矿-682 m水平38#掘进巷道为研究对象,进行通风降温试验测定,并用Fluent软件对试验条件下掘进巷道的风流速度场和温度场分布进行数值模拟计算,验证了该模拟方法的可靠性。研究不同因素对巷道降温效果的影响,初步得出了井下掘进巷道风流温度与风量、入风温度以及岩壁温度的变化规律。掘进巷道通风降温影响因素的排序为入风温度>岩壁温度>风量。入风温度和岩壁温度的升高均会导致与巷道风流温度线性升高。通过增加风量来降低风流温度是有效的,但随着风量的增加,其降温效果会越来越不明显。 展开更多
关键词 通风降温 数值模拟 掘进巷道 温度场
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三维非连续变形分析方法中的锚杆模拟 被引量:13
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作者 姜清辉 丰定祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期176-178,共3页
提出了三维非连续变形分析方法中锚杆的简化模型,给出了相应的算法和公式。算例表明,该模型能较好地反映锚杆的加固效果。
关键词 三维非连续变形分析 锚杆 模型 加固效果 节理岩体
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