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冲击扰动下断面形状对深部隧洞岩爆的影响研究
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作者 伍武星 宫凤强 +1 位作者 高明忠 ZHANG Zongxian 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2257-2272,共16页
深部隧洞岩爆的发生与冲击扰动密切相关,隧洞断面形状会进一步影响岩爆过程及特征。基于国际上首台双轴霍普金森压杆设备,开发冲击动载下二维高应力隧洞洞壁破坏试验功能,对圆形孔、马蹄形孔和矩形孔试样进行了相同静应力和冲击荷载组... 深部隧洞岩爆的发生与冲击扰动密切相关,隧洞断面形状会进一步影响岩爆过程及特征。基于国际上首台双轴霍普金森压杆设备,开发冲击动载下二维高应力隧洞洞壁破坏试验功能,对圆形孔、马蹄形孔和矩形孔试样进行了相同静应力和冲击荷载组合加载下岩爆试验,探索断面形状对隧洞岩爆破坏的影响。通过高速相机和DIC技术揭示试样的岩爆过程和应变场演化特征。试验结果表明,不同断面形状试样洞壁岩爆过程可归纳为4个阶段:平静期阶段→裂纹萌生、扩展、贯穿阶段→板裂阶段→岩片弹射阶段。不同断面形状试样洞壁岩爆特征具有显著差异:圆形孔试样应变集中区位于孔洞中心线处,裂纹从弧形过渡到“V”形,岩爆破坏程度最轻,围岩破坏模式为张拉破坏;马蹄形孔试样应变集中区位于拱脚和拱肩之间的直墙区域,裂纹从弧形过渡到“V”形,以张拉和张拉-剪切破坏模式为主;矩形孔试样岩爆破坏程度最严重,应变集中区贯穿整个洞壁,裂纹从直线形过渡到“V”形,以张拉和张拉-剪切破坏模式为主。矩形孔试样整体变形速率较快,应变数值最大为0.0034,其次为马蹄形试样,最大应变数值为0.0029,圆形孔试样变形程度相对较低,最大应变数值为0.0022。对比表明,圆形孔断面能够优化应力或应变分布,提高隧洞整体结构稳定性,破坏程度相对较低;马蹄形孔和矩形孔断面可能因其不规则的形状而产生应力集中,相对更容易发生破坏,破坏程度相对较高。 展开更多
关键词 岩石力学 岩爆 深部隧洞 隧洞断面形状 冲击扰动 双轴霍普金森压杆
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基于变形分级的挤压性围岩铁路隧道断面形状优化设计
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作者 杨斌 刘天赐 +2 位作者 刘志春 李宁 朵生君 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第S01期344-355,共12页
针对较大形变压力作用下挤压性围岩隧道断面形状优化的问题,在时速200 km客货共线铁路隧道建筑限界的基础上拟定单线和双线铁路隧道断面形状,通过结构安全性评价,提出不同变形等级条件下单线和双线铁路隧道较经济、安全的断面形式。研... 针对较大形变压力作用下挤压性围岩隧道断面形状优化的问题,在时速200 km客货共线铁路隧道建筑限界的基础上拟定单线和双线铁路隧道断面形状,通过结构安全性评价,提出不同变形等级条件下单线和双线铁路隧道较经济、安全的断面形式。研究结果表明:1)随着变形等级的增加,围岩压力显著增大,结构安全系数明显降低,从建筑限界出发拟定的最经济的隧道断面不能满足结构安全性要求。2)拱脚及墙脚是隧道结构受力薄弱部位,通过优化断面曲率实现拱部与边墙、边墙与仰拱的圆顺衔接,可有效改善结构受力状态,提高结构安全性。3)对于单线铁路隧道,Ⅰ级变形条件下推荐采用单线断面A(与常规单线铁路隧道断面相衔接),Ⅱ级变形条件下推荐采用单线断面B(在单线断面A的基础上对断面曲率进行优化),Ⅲ、Ⅳ级变形条件下推荐采用单线断面E(圆形)。4)对于双线铁路隧道,Ⅰ、Ⅱ级变形条件下推荐采用双线断面C(在常规双线铁路隧道的基础上优化断面曲率),Ⅲ、Ⅳ级变形条件下推荐采用双线断面E(圆形)。5)工程实践中,隧道断面优化应综合考虑结构安全、区段衔接和施工便利性,综合确定各区段隧道断面形状;在Ⅳ级变形条件下,应加强注浆加固,并采用多层支护及应力释放等技术措施保证隧道结构安全。 展开更多
关键词 挤压性围岩 铁路隧道 断面形状 变形分级 安全系数 优化设计
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隧道检测中运动式激光扫描数据的处理和应用方法 被引量:5
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作者 李新民 周民立 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第2期11-15,共5页
结合上海轨道交通1号线上海南站隧道的现场扫描试验,总结了采集数据的处理和应用方法。回顾了数据采集系统的构成及工作流程,详细分析了采集的数据在移动轨迹分析、Y轴数据重建、数据质量检查、数字特征分析以及空间点云重建等方面的处... 结合上海轨道交通1号线上海南站隧道的现场扫描试验,总结了采集数据的处理和应用方法。回顾了数据采集系统的构成及工作流程,详细分析了采集的数据在移动轨迹分析、Y轴数据重建、数据质量检查、数字特征分析以及空间点云重建等方面的处理方法。最后,总结了3D云数据应用于隧道截面形状分析和墙面湿渍检测与湿渍计算方面的试验结果。 展开更多
关键词 3D激光扫描 隧道建筑空间 空间数据处理 隧道截面形状 隧道墙面湿渍
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