宁波地区复合地层盾构管片上浮影响参数研究

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作者 郭建磊 吉冰冰 +2 位作者 陈雪峰 李博 吴联棒 《安徽建筑》 2024年第11期150-152,共3页

管片上浮作为盾构隧道施工中的一大难题,不仅直接影响着隧道的施工进度和质量,还可能对周边环境和地下管线造成严重影响。为分析不同参数对盾构管片上浮规律的影响,文章利用数值模型软件,建立了系列模型,分别对不同地层属性、浆液性质... 管片上浮作为盾构隧道施工中的一大难题,不仅直接影响着隧道的施工进度和质量,还可能对周边环境和地下管线造成严重影响。为分析不同参数对盾构管片上浮规律的影响,文章利用数值模型软件,建立了系列模型,分别对不同地层属性、浆液性质及隧道埋深下盾构管片的上浮规律进行研究。结果表明:随着浆液重度的不断增大,管片最大上浮量受其影响程度也逐渐增大,不同浆液重度对管片顶部与底部上浮量差值的影响不大;相同土层条件下,管片最大上浮量随隧道埋深的增加而减小,隧道埋深每增加1m管片上浮量减小约1.9mm;随土层黏聚力或内摩擦角的增大,管片上浮量的数值与变化率均逐渐减小,且管片上浮量对内摩擦角敏感性相对更大。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片上浮 浆液性质 隧道埋深 地层特性

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纤维增强柔性混凝土压气储能地下洞室力学响应研究

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作者 鲁青云 徐英俊 +1 位作者 夏才初 刘少华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3566-3575,共10页

高内压作用下压气储能地下洞室极易开裂,严重威胁洞室稳定性和密封性。为充分传递内压荷载、增强洞室变形能力,发挥围岩的承载能力,提出了柔性衬砌的设计理念:采用低弹性模量的柔性混凝土作为压气储能地下洞室衬砌层。通过室内试验研究... 高内压作用下压气储能地下洞室极易开裂,严重威胁洞室稳定性和密封性。为充分传递内压荷载、增强洞室变形能力,发挥围岩的承载能力,提出了柔性衬砌的设计理念:采用低弹性模量的柔性混凝土作为压气储能地下洞室衬砌层。通过室内试验研究了不同配比下柔性混凝土的力学性能,据此提出了柔性混凝土的修正损伤-塑性本构关系模型(concrete damaged plasticity,CDP),并建立了柔性混凝土的压气储能地下洞室力学计算模型。为论证柔性混凝土用于压气储能地下洞室的可行性,以某在建的压气储能地下洞室工程为背景,比较了采用不同衬砌形式以及不同柔性混凝土配比对压气储能地下洞室力学响应规律的影响,结果表明:采用低弹性模量的柔性混凝土可以有效地降低在高内压压气储能地下洞室混凝土衬砌的拉应力,减少衬砌开裂,充分实现了传递内压荷载、增强洞室变形能力,发挥围岩承载能力的作用。 展开更多

关键词 压气储能 柔性混凝土 地下洞室 稳定性

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砂岩多周期累积冻融变形特性及其微观机制试验研究

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作者 吕志涛 朱小宝 +2 位作者 罗嗣成 夏才初 曾祥太 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期389-401,共13页

寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积,对工程稳定产生不利影响,目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此,基于砂岩冻融循环试验,研究砂岩多周期累积变形特性,并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻... 寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积,对工程稳定产生不利影响,目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此,基于砂岩冻融循环试验,研究砂岩多周期累积变形特性,并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻融变形特性的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、压汞法对冻融作用前后砂岩微观孔裂隙分布、孔径分布演化进行测试,以揭示砂岩宏观冻融变形特性的微观机制。结果表明,砂岩累积冻胀应变和残余应变均远大于首周期冻胀应变和残余应变,寒区工程以单周期冻融应变为依据进行工程响应分析存在显著风险,以累积冻融变形为依据更合理。冻结温度降低、降温速率增大或孔隙率增大时,砂岩累积冻胀应变和残余应变均增大。冻融循环作用下,砂岩内部微观孔隙、裂隙逐渐发育,颗粒间的连接也逐渐松散,内部孔隙结构发生变化,部分孔径范围内孔隙明显增多,孔隙总体积也相应增大,产生无法恢复的塑性变形,从而产生宏观上随冻融循环次数逐渐增长的累积冻胀应变和残余应变。 展开更多

关键词 砂岩 累积冻融变形 多周期 残余应变 微观机制

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考虑锚杆强度的加锚岩体结构面锚固效应试验研究

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作者 刘广建 裘伟奇 +6 位作者 杜程 罗战友 杨彪 王旭虹 王志成 周浩 陈曦 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期580-588,共9页

锚杆强度主要受其直径和材料(抗拉强度)的影响,锚杆强度的大小对提高加锚岩体结构面抗剪力至关重要。开展了加锚结构面剪切试验,研究了锚杆强度对加锚结构面剪切变形特征及锚固效应的影响,提出了考虑锚杆强度的加锚结构面抗剪力计算模型... 锚杆强度主要受其直径和材料(抗拉强度)的影响,锚杆强度的大小对提高加锚岩体结构面抗剪力至关重要。开展了加锚结构面剪切试验,研究了锚杆强度对加锚结构面剪切变形特征及锚固效应的影响,提出了考虑锚杆强度的加锚结构面抗剪力计算模型,分析了不同锚杆强度下锚杆轴力与剪力对结构面抗剪力贡献情况。研究表明:(1)随着锚杆直径的增加,加锚结构面峰值抗剪力呈线性增长趋势;锚杆直径超过一定临界值后才会发挥锚固作用,锚杆抗拉强度越大临界值越小。(2)随着锚杆直径和抗拉强度的增大,锚杆塑性铰外移,变形段长度增加,锚杆抵抗变形破坏的能力增强,对结构面抗剪力的提升增强。(3)加锚结构面剪切过程可分为弹性、屈服、强化和残余4个阶段。弹性和屈服阶段,锚杆主要发挥销钉作用,锚杆的贡献与锚杆抗拉强度呈正相关,与锚杆直径的关系受到锚固剂厚度影响;强化阶段,锚杆形成塑性铰,锚杆的贡献由锚杆抗剪力和轴力共同提供,与锚杆抗拉强度和直径呈正相关;残余阶段,锚杆断裂不提供抗剪力。(4)基于锚杆大变形理论,提出考虑锚杆强度的加锚结构面抗剪力模型,分析可知随着锚杆直径和抗拉强度的增加,锚杆轴力贡献占比不断增加,锚杆剪力贡献占比不断减小。 展开更多

关键词 加锚结构面 锚固效应 抗剪力模型 锚杆直径 抗拉强度

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厚大矿体充填条带开采岩层损伤与地表沉降联合监测研究

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作者 朱宗俊 杨友才 +2 位作者 刘建 秦晋 李干 《科技创新与应用》 2025年第5期112-116,共5页

厚大矿体资源的开采面临施工难、采动地压大的难题,而采用以厢式充填法为主的分层条带充填开采在杉树垭磷矿实现顺利应用。为研究厚大矿体充填条带开采岩层损伤与地表沉降,采用地质雷达的方法,监测得到厚大磷矿层分层条带充填开采产生... 厚大矿体资源的开采面临施工难、采动地压大的难题,而采用以厢式充填法为主的分层条带充填开采在杉树垭磷矿实现顺利应用。为研究厚大矿体充填条带开采岩层损伤与地表沉降,采用地质雷达的方法,监测得到厚大磷矿层分层条带充填开采产生的顶板损伤深度在8.5 m左右,采动影响范围较低,厢式充填采矿法在厚大矿体开采中应用效果较好。厚大矿体的矿柱在5~10 m范围内存在明显的岩层裂隙,而充填体的裂隙节理主要分布在17 m范围内,超过17 m深度的充填体裂隙数目明显降低,表现出完整性的提升。通过DS-InSAR地表位移监测方法,研究得到2019—2023年,401段和402段的地表沉陷最大值为47 mm,且总体上变化不均匀而出现明显波动性,表明厚大矿体开采并未对地表沉陷造成明显影响。 展开更多

关键词 磷矿 地质雷达 采动应力 DS-InSAR 地表位移

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基于机器学习的岩体结构面剪切破坏区域预测研究 被引量：2

6

作者 王松挺 王昌硕 +2 位作者 杜时贵 罗战友 雍睿 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期388-406,共19页

剪切破坏区域是岩体结构面上下盘相对运动的主要接触区域,对抗剪强度具有重要影响。鉴于结构面剪切破坏区域与形貌特征的高度非线性关系,本文在分析结构面表面形貌特征及剪切机制的基础上,以粗糙度参数倾向、倾角、曲率、高差和孔径分... 剪切破坏区域是岩体结构面上下盘相对运动的主要接触区域,对抗剪强度具有重要影响。鉴于结构面剪切破坏区域与形貌特征的高度非线性关系,本文在分析结构面表面形貌特征及剪切机制的基础上,以粗糙度参数倾向、倾角、曲率、高差和孔径分布来描述结构面表面形貌特征。对结构面试样开展法向应力为1.0 MPa的直剪试验,通过图像分割技术提取剪切破坏区域,利用多种机器学习方法构建结构面剪切破坏区域预测模型,建立结构面粗糙度参数与破坏状态之间的非线性关系,并采用训练准确率和AUC(Area Under Curve)值等指标对模型预测性能进行评估。结果表明所建立的模型中集成装袋树预测性能最好,其次是K最近邻,其训练准确率最高分别可达98.02%和97.38%,AUC值最高分别可达0.78和0.74。通过敏感性分析发现孔径分布对剪切破坏区域的影响最大。本研究对有效分析结构面的剪切破坏机理和准确评价抗剪强度具有重要意义。 展开更多

关键词 岩体结构面 粗糙度 剪切破坏区域 机器学习 直剪试验

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不同充填度结构面抗剪强度尺寸效应试验研究

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作者 黄曼 吴月伟 +3 位作者 刘丹 洪陈杰 杜时贵 罗战友 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1820-1830,共11页

针对现有岩体结构面抗剪强度尺寸效应研究较少考虑充填程度差异影响的不足,首先基于渐进扩大法选取平均起伏差和平均起伏角相近的4种连续尺寸天然结构面形貌,并通过3D打印技术制作结构面面板,然后结合类岩石材料配制方法和毫米级充填装... 针对现有岩体结构面抗剪强度尺寸效应研究较少考虑充填程度差异影响的不足,首先基于渐进扩大法选取平均起伏差和平均起伏角相近的4种连续尺寸天然结构面形貌,并通过3D打印技术制作结构面面板,然后结合类岩石材料配制方法和毫米级充填装置制备5种充填度的充填结构面,最后通过课题组自主研发的大型结构面直剪试验系统开展3种法向应力条件下的室内直剪试验,获得充填结构面的剪切力学与破坏特征,并分析临界充填度和抗剪强度尺寸效应特性。结果表明:随着充填度的增加,结构面剪切破坏模式主要由“岩-岩”剪断破坏逐渐转变为“岩-土界面”滑动破坏,且结构面归一化峰值抗剪强度逐渐减小,直至达到临界充填度时趋于稳定;随着结构面尺寸的增加,临界充填度逐渐增加,变化范围为1.6~2.0;无充填结构面抗剪强度存在较明显的正尺寸效应,而充填结构面抗剪强度尺寸效应较不明显。通过尺寸效应机理分析发现,在不考虑结构面平均起伏角的影响下,平均起伏高度是影响临界充填度和抗剪强度尺寸效应的主要因素。上述研究可为充填结构面抗剪强度尺寸效应模型建立奠定试验基础。 展开更多

关键词 充填结构面 “岩-土界面”破坏 抗剪强度 临界充填度 尺寸效应

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深厚软土层盾构近距下穿既有隧道沉降控制研究

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作者 李端 姜和远 +2 位作者 李盼盼 钱磊雄 吴联棒 《科技通报》 2024年第12期84-90,共7页

新建地铁近距下穿时会引起既有隧道结构和地表的不均匀沉降,严重时会影响地铁运营及周边建筑安全,这种现象在深厚软土层中更为显著。本文依托宁波轨道交通8号线近距下穿5号线工程,通过数值模拟分析了地表及既有隧道拱顶沉降规律,并结合... 新建地铁近距下穿时会引起既有隧道结构和地表的不均匀沉降,严重时会影响地铁运营及周边建筑安全,这种现象在深厚软土层中更为显著。本文依托宁波轨道交通8号线近距下穿5号线工程,通过数值模拟分析了地表及既有隧道拱顶沉降规律,并结合现场试验提出了近距下穿的沉降控制措施。主要结论有:(1)下穿既有隧道时地面及拱顶沉降均逐渐增大,但变化率呈现先增大后减小规律,沉降主要发生在下穿开始至离开既有隧道2D区段;(2)既有隧道地表及拱顶沉降最大值分别是6.95 mm和4.42 mm,既有隧道地表最终沉降约为拱顶的1.57倍,与实测结果接近,最大沉降位置会向后续下穿隧道偏移;(3)盾构技术参数是控制沉降的关键因素,由现场试验可知,其近距下穿盾构施工参数宜设定为:土仓压力1.97~2.03 bar,推进速度10~20 mm/min,盾构推力1500~1600 t;(4)盾尾空隙是引起地层沉降的主要因素,宜设定同步注浆量2.0~2.2 m^(3),注浆压力0.25~0.3 MPa,在管片脱出盾尾后进行二次注浆和深层注浆加固。 展开更多

关键词 深厚软土层 盾构近距下穿 既有隧道 数值模拟 沉降控制 现场试验

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波浪作用下临海基坑非等长双排钢板桩受力性状研究

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作者 罗战友 李博 +2 位作者 奚灵智 俞建强 莫修栋 《宁波大学学报（理工版）》 2024年第1期58-66,共9页

临海基坑工程考虑波浪作用影响,常采用非等长双排钢板桩进行支护,现有双排桩计算模型不适用于此类结构内力变形的计算.为探究波浪作用对此类支护结构内力变形的影响,根据其受荷及布置特点,对现有计算模型中桩土作用力计算方法、前后排... 临海基坑工程考虑波浪作用影响,常采用非等长双排钢板桩进行支护,现有双排桩计算模型不适用于此类结构内力变形的计算.为探究波浪作用对此类支护结构内力变形的影响,根据其受荷及布置特点,对现有计算模型中桩土作用力计算方法、前后排桩土压力分配模式及约束形式进行改进,提出非等长双排钢板桩计算模型,与有限元结果进行对比验证,并分析波浪作用对非等长双排钢板桩结构内力变形的影响规律.结果表明:(1)无波浪作用时,基坑侧(前)排桩的弯矩峰值约为临海侧(后)排桩的2倍,前、后排桩弯矩分别呈“抛物线”和“S”型分布;(2)无波浪作用时,前、后排桩水平位移峰值相等且均出现在桩顶,分别呈“对数函数”与“线性函数”型分布;(3)波峰作用下,前、后排桩弯矩及水平位移变化规律与无波浪作用时基本一致,但弯矩及水平位移最大值分别增大121%和87%左右;(4)波谷作用下,前、后排桩弯矩及水平位移最大值显著减小,但两者分布规律相较于无波浪作用时亦无较大差异. 展开更多

关键词 临海基坑 非等长双排桩 计算模型 波浪作用

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考虑剪切变形的高压储气洞室复合式预设缝衬砌力学特性

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作者 张格诚 徐晨 夏才初 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3533-3544,共12页

在高内压下,压缩空气储能地下洞室钢筋混凝土衬砌的开裂问题难以避免,为了控制混凝土衬砌的裂缝宽度,衬砌的配筋率往往非常高,甚至高到难以配筋。这不仅增加了地下洞室的建造成本,也降低了压缩空气储能系统的压力上限。为了解决这一问题... 在高内压下,压缩空气储能地下洞室钢筋混凝土衬砌的开裂问题难以避免,为了控制混凝土衬砌的裂缝宽度,衬砌的配筋率往往非常高,甚至高到难以配筋。这不仅增加了地下洞室的建造成本,也降低了压缩空气储能系统的压力上限。为了解决这一问题,提出了高压储气洞室的预设缝衬砌结构,通过对衬砌预设缝释放环向拉伸变形进而降低衬砌所受拉力。但由于衬砌与初期支护间的剪切应力也会对衬砌结构产生拉应力,在预设缝附近(15°范围内)衬砌内钢筋的拉应力得到了有效降低,但远端处衬砌拉应力仍较大。因此,在衬砌和初支之间设置了滑动层,以达到减摩降阻的目的。滑动层的剪切刚度对钢筋应力影响很大。滑动层剪切刚度越小,衬砌钢筋的应力越低。由于滑动层无法实现完全光滑,在高内气压下衬砌钢筋应力仍然很大。为了进一步降低衬砌结构拉应力,提出了分层变形释放的高压储气洞室结构方案,即在衬砌结构预设缝的基础上,初期支护也采用预设缝结构,且初支的预设缝与衬砌的预设缝设在相同位置处。计算结果表明,高压储气洞室采用复合式预设缝结构后,初支与围岩之间发生了相对剪切变形,进而初支与衬砌间的相对剪切变形得到了一定程度的降低,相应的衬砌最大裂缝宽度也得到减小。因此,在高内压条件下,可以采用预设缝钢筋混凝土衬砌结构,衬砌与初支之间设置滑动层;内压进一步升高后,还可以采用初支、衬砌均设置预设缝的复合式衬砌结构分层释放变形,以降低衬砌拉应力。 展开更多

关键词 压气储能 地下内衬洞室 预设缝衬砌 剪切变形 可伸缩初期支护

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考虑全寿命周期围岩冻结规律的寒区隧道抗冻设计研究

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作者 夏才初 曹善鹏 +2 位作者 陈维 郭阔 李干 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第9期1736-1743,共8页

为解决寒区隧道全寿命周期内冻害问题,考虑寒区隧道全寿命周期围岩冻结和冻胀敏感性,通过数值分析和理论计算研究寒区隧道围岩冻结的发展规律和冻胀力荷载分布特征,并提出基于冻胀力荷载分级的寒区隧道全寿命周期分段抗冻设计方法。研... 为解决寒区隧道全寿命周期内冻害问题,考虑寒区隧道全寿命周期围岩冻结和冻胀敏感性,通过数值分析和理论计算研究寒区隧道围岩冻结的发展规律和冻胀力荷载分布特征,并提出基于冻胀力荷载分级的寒区隧道全寿命周期分段抗冻设计方法。研究表明:1)全寿命周期内寒区隧道围岩的冻结深度在运行初期迅速增大,然后逐渐保持稳定,围岩冻结深度的发展速度主要与年平均气温和年气温振幅相关;2)寒区隧道冻胀力荷载随冻结深度的增大而增大,全寿命周期的最大冻胀力荷载沿纵向呈现出显著的非均匀分布特点;3)采用基于全寿命周期冻胀力荷载分级的分段抗冻设计可避免寒区隧道全寿命周期的冻害风险,同时提高抗冻支护的经济效益。 展开更多

关键词 寒区隧道 冻胀力荷载 围岩冻结规律 分段抗冻设计 全寿命周期

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软弱夹层结构面剪切特性各向异性试验研究

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作者 罗战友 殷志强 +2 位作者 邹宝平 陶燕丽 吴李泉 《浙江科技学院学报》 CAS 2024年第3期249-256,共8页

【目的】研究不同剪切方向下软弱夹层结构面剪切特性的差异。【方法】选取各向异性特征明显的天然三维结构面形貌,制作了具有不同充填度的含淤泥质黏土结构面试样;基于自主研发的软弱夹层岩石结构面各向异性直剪仪,开展了不同充填度下... 【目的】研究不同剪切方向下软弱夹层结构面剪切特性的差异。【方法】选取各向异性特征明显的天然三维结构面形貌,制作了具有不同充填度的含淤泥质黏土结构面试样;基于自主研发的软弱夹层岩石结构面各向异性直剪仪,开展了不同充填度下含有软弱夹层岩石结构面各向异性直剪试验,分析了软弱夹层结构面剪切特性的各向异性规律。【结果】1)不同剪切方向下无充填结构面剪应力剪切位移曲线具有峰前硬化和峰后软化特征,其法向与剪切位移曲线表现出先剪缩后剪胀的变化趋势;2)相同充填度不同剪切方向下软弱夹层结构面剪应力剪切位移变化规律存在差异,且剪应力与剪切位移的峰后软化特征随着充填度的增大逐渐消失;3)同一充填度下结构面峰值抗剪强度随着剪切方向的变化呈现差异;各向异性程度随着充填度增大呈现出先增大后减小的规律;4)同一充填度下软弱夹层结构面法向与剪切位移曲线随剪切方向差异呈现不同的变化规律,剪切特性随充填度增大由剪胀转变为剪缩,各向异性程度降低。【结论】本试验结果对研究岩体滑坡的破坏机理具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 各向异性 剪切特性 天然三维结构面 软弱夹层 直剪试验

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加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验及机理研究

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作者 刘广建 王志成 +5 位作者 罗战友 杜时贵 王康宇 裘伟奇 周浩 陈曦 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第4期87-97,共11页

为揭示加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应机理,开展了系列尺寸(100~400 mm)加锚结构面室内剪切试验,对比分析结构面锚固前后抗剪强度及锚杆抗剪力的变化规律,研究了锚杆和结构面的变形破坏特征。研究结果表明:(1)结构面锚固前后抗剪强度... 为揭示加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应机理,开展了系列尺寸(100~400 mm)加锚结构面室内剪切试验,对比分析结构面锚固前后抗剪强度及锚杆抗剪力的变化规律,研究了锚杆和结构面的变形破坏特征。研究结果表明:(1)结构面锚固前后抗剪强度均呈负尺寸效应,且尺寸效应随着法向应力增加而逐渐减弱;锚杆抗剪力随着结构面尺寸增加呈非线性增加。(2)锚杆呈“S”形变形特征,变形角度、剪切变形量和轴向变形量随着结构面尺寸增加呈非线性增加;结构面受锚杆挤压发生破裂的程度随着结构面尺寸增加而减弱。(3)引用“锚杆作用面积”概念,结构面尺寸较小时,锚杆作用面积超出结构面产生“边缘效应”,导致锚杆未充分发挥抗剪性能;随着结构面尺寸增大,锚杆性能得到充分发挥,锚杆抗剪力先迅速增加后保持稳定。 展开更多

关键词 锚固结构面 抗剪强度 尺寸效应 锚杆变形 锚杆作用面积

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考虑季节影响的地铁区间隧道围岩动态热交换研究

14

作者 姚庆 夏才初 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第10期44-50,共7页

为深化对地铁隧道热环境与围岩之间关系的认识,通过理论计算得到各季节围岩换热量作为间歇性热源边界对围岩进行加热,以模拟围岩和隧道热环境的动态变化,将其作为数值模型的热边界条件,建立三维地铁隧道围岩温度场模型,并与实测数据进... 为深化对地铁隧道热环境与围岩之间关系的认识,通过理论计算得到各季节围岩换热量作为间歇性热源边界对围岩进行加热,以模拟围岩和隧道热环境的动态变化,将其作为数值模型的热边界条件,建立三维地铁隧道围岩温度场模型,并与实测数据进行了对比。结果表明,模拟结果与实测数据吻合较好,验证了该模型的可靠性。利用该模型对比分析了换热器对地铁区间隧道围岩长期温度场演化规律的影响。换热器在夏季能有效减小围岩温度的变化幅度,提高围岩的蓄热能力;在冬季能使围岩储存更多冷量,并可部分抵消区间隧道在下一年产生的热量,从而改善围岩的蓄冷能力。 展开更多

关键词 地铁 隧道 围岩 温度场 热交换 换热器

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软弱夹层倾斜结构面剪切试验及抗剪强度模型研究

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作者 罗战友 付秀祥 +3 位作者 杜时贵 刘广建 黄曼 雍睿 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第5期54-64,共11页

含软弱夹层倾斜结构面的剪切特性与倾斜角、充填度密切相关,为了获得具有起伏形貌的含软弱夹层倾斜结构面的剪切特性,采用多功能岩土体接触破损测试系统,开展了针对起伏形貌的含软弱夹层倾斜结构面试样的直剪试验。试验结果表明:(1)不... 含软弱夹层倾斜结构面的剪切特性与倾斜角、充填度密切相关,为了获得具有起伏形貌的含软弱夹层倾斜结构面的剪切特性,采用多功能岩土体接触破损测试系统,开展了针对起伏形貌的含软弱夹层倾斜结构面试样的直剪试验。试验结果表明:(1)不含软弱夹层的倾斜结构面剪应力–剪切位移曲线具有峰值剪断特征;含软弱夹层倾斜结构面剪应力–剪切位移曲线具有滑动破坏特征。(2)充填度不同时,倾斜结构面法向位移随剪切位移增大而增大,变化率逐渐增大并趋于稳定,呈剪胀效应特征;倾斜角不同时,结构面法向位移均随着剪切位移的增大而增大,并且法向位移前期增长率明显小于后期增长率。(3)倾斜结构面抗剪强度随充填度的增大呈负指数减小;随倾斜角和法向应力的增大近似呈线性增大。(4)考虑软弱夹层材料、充填度及倾斜角对抗剪强度的影响,在Barton抗剪强度模型的基础上,建立了适用于含软弱夹层倾斜结构面抗剪强度模型。研究成果可为工程岩体稳定性评价提供参考。 展开更多

关键词 岩石结构面 软弱夹层 充填度 倾斜角 剪切特性 直剪试验

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常法向刚度下软弱夹层结构面剪切特性试验研究

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作者 罗战友 饶远 +2 位作者 黄曼 吕原君 刘广建 《浙江科技大学学报》 CAS 2024年第5期436-443,共8页

【目的】为研究常法向刚度条件下软弱夹层对岩石结构面稳定性的影响,对不同充填度的结构面剪切特性进行试验研究。【方法】基于Barton经典形貌曲线的粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC),采用3D雕刻技术制作了15组岩石结构面... 【目的】为研究常法向刚度条件下软弱夹层对岩石结构面稳定性的影响,对不同充填度的结构面剪切特性进行试验研究。【方法】基于Barton经典形貌曲线的粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC),采用3D雕刻技术制作了15组岩石结构面上下盘,开展了不同法向刚度(K_(n)=10、20、40 kN/mm)及充填度(Δ=0.0、0.5、1.0、1.5、2.0)的结构面直剪试验。【结果】充填度为0.0时,结构面剪应力随剪切位移增加呈非线性振荡上升,且最大剪应力随法向刚度增大不断增大;同一法向刚度(K_(n)=20 kN/mm)条件下,充填度为0.5和1.0时,结构面剪应力随剪切位移增加呈非线性增长,充填度为1.5和2.0时,结构面剪应力随剪切位移增加而增加并趋于平稳;结构面最大剪应力随充填度增加呈非线性减小,且临界充填度介于1.5~2.0之间;软弱夹层结构面剪胀量随法向刚度增大而减小,且随着充填度继续增加,法向位移由剪胀逐渐转为剪缩,破坏模式也转为夹层剪切破坏。【结论】本研究结果为地下工程中软弱夹层围岩稳定性评价提供了试验依据。 展开更多

关键词 岩石结构面 软弱夹层 常法向刚度 充填度 剪切特性

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软弱夹层加固结构面抗剪强度试验及模型研究

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作者 罗战友 邓亮亮 +2 位作者 黄曼 雍睿 李干 《浙江科技大学学报》 CAS 2024年第6期529-537,共9页

【目的】研究充填度对软弱夹层加固结构面剪切特性的影响。【方法】首先选取巴顿(Barton)典型形貌曲线(粗糙度系数为5);然后采用3D雕刻技术制作多组不同充填度(0.00、0.25、0.50、0.75、1.00)条件下的软弱夹层加固结构面试样;最后开展... 【目的】研究充填度对软弱夹层加固结构面剪切特性的影响。【方法】首先选取巴顿(Barton)典型形貌曲线(粗糙度系数为5);然后采用3D雕刻技术制作多组不同充填度(0.00、0.25、0.50、0.75、1.00)条件下的软弱夹层加固结构面试样;最后开展结构面剪切特性试验,并建立软弱夹层加固结构面抗剪强度模型。【结果】不同充填度条件下的软弱夹层加固结构面剪切应力与剪切位移曲线间存在明显的峰值抗剪强度,且随充填度的增加呈先增大后减小的规律;软弱夹层加固结构面剪胀程度随充填度的增大而变低;低充填度条件下软弱夹层加固结构面剪切破坏模式为加固体脱离和结构面起伏形貌啃断的耦合破坏,而高充填度条件下破坏模式主要为软弱夹层加固体自身剪断破坏;基于巴顿的节理粗糙系数节理壁面强度(joint roughness coefficient-joint wall compressive strength,JRC-JCS)模型,考虑软弱夹层加固体充填度和黏聚力对结构面抗剪强度的影响,建立软弱夹层加固结构面抗剪强度模型,经验证本模型与实测值吻合。【结论】本研究结果可为加强岩体边坡稳定性提供一定的参考。 展开更多

关键词 加固结构面 软弱夹层 充填度 直剪试验 抗剪强度模型

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基于混凝土强度的高地热隧道隔热层厚度研究

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作者 郭利民 段俊哲 +1 位作者 夏才初 常文江 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第4期161-167,共7页

随着“长大深”隧道的发展,越来越多高地热隧道得以建设。高地热作为典型的不良地质之一,不仅会给隧道施工带来不便,还会严重危害隧道结构的安全。为减小高温对高地热隧道的不利影响,首先,调研相关文献,明确了温度与衬砌混凝土强度之间... 随着“长大深”隧道的发展,越来越多高地热隧道得以建设。高地热作为典型的不良地质之一,不仅会给隧道施工带来不便,还会严重危害隧道结构的安全。为减小高温对高地热隧道的不利影响,首先,调研相关文献,明确了温度与衬砌混凝土强度之间的关系;然后,以西部高原地区某高地热隧道为依托,使用Comsol数值模拟软件建立该隧道的温度场计算模型。通过数值计算得到各工况下衬砌混凝土的平均养护温度,并将其与强度相对应,并从保护衬砌混凝土强度的角度研究了各工况下不同厚度隔热层的作用。研究得到以下结论:(1)根据他人试验结果总结发现,隧道施工时应保证混凝土养护温度低于40℃,否则会严重降低衬砌混凝土的强度;(2)提出高地热环境隧道施工时隔热层的选取方案,55℃以下的地温段,无需使用隔热层;55~65℃地段,推荐使用3 cm隔热层;65~75℃地温段,使用5 cm隔热层;75~85℃地温段,若能保证洞内气温维持在28℃以内,使用5 cm隔热层,否则使用10 cm隔热层;高于85℃的地段,推荐使用10 cm隔热层。 展开更多

关键词 高地热隧道 隔热层厚度 Comsol数值模拟 混凝土强度 养护温度

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岩体结构面粗糙度系数确定方法研究现状

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作者 朱婉婉 王昌硕 雍睿 《宁波大学学报（理工版）》 CAS 2024年第6期28-42,共15页

岩体结构面粗糙度系数(Joint Roughness Coefficient,JRC)是影响结构面抗剪强度的重要参数,而抗剪强度是影响岩体稳定性的重要因素,因此对结构面粗糙度系数的研究具有十分重要的意义.在过去50年里,研究人员提出了各种方法来量化结构面... 岩体结构面粗糙度系数(Joint Roughness Coefficient,JRC)是影响结构面抗剪强度的重要参数,而抗剪强度是影响岩体稳定性的重要因素,因此对结构面粗糙度系数的研究具有十分重要的意义.在过去50年里,研究人员提出了各种方法来量化结构面粗糙度,但到目前为止研究提出的所有粗糙度参数中,结构面粗糙度系数仍然是实践中使用最广泛的参数.JRC具有形式简单、易于估计和明确考虑尺寸效应的优点,使其成为自提出以来应用最广泛的结构面粗糙度量化参数.因此,JRC引起了许多学者的关注,并在众多领域开发了定量表征JRC的相关方法.鉴于这种发展趋势,针对结构面粗糙度系数的确定方法进行了概述,并主要介绍了岩体结构面表面形态获取方法,粗糙度定量化表征参数的本质特性及适用性,以及对岩体结构面尺寸效应及各向异性的描述.此外,还讨论了采样间距和结构面趋势向对JRC的影响,以及现有JRC相关方法可能会在岩石工程中得到进一步改进和扩展的趋势. 展开更多

关键词 岩体结构面 粗糙度 研究现状 结构面粗糙度系数

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基于颗粒流的天然多形貌充填节理剪切特性研究

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作者 朱跨丰 罗战友 +2 位作者 吴强 吴晖 李干 《宁波大学学报（理工版）》 CAS 2024年第5期35-40,共6页

节理剪切特性是影响岩体稳定性的重要因素,因此根据天然原岩节理起伏形貌曲线,采用颗粒流数值计算方法开展了天然多形貌无充填及充填厚度为15 mm和75 mm的节理剪切特性试验,分析节理起伏形貌和充填厚度对剪切特性及抗剪强度的影响.研究... 节理剪切特性是影响岩体稳定性的重要因素,因此根据天然原岩节理起伏形貌曲线,采用颗粒流数值计算方法开展了天然多形貌无充填及充填厚度为15 mm和75 mm的节理剪切特性试验,分析节理起伏形貌和充填厚度对剪切特性及抗剪强度的影响.研究结果表明:(1)随着充填厚度的增大,起伏形貌对节理峰前硬化、峰后软化的峰值特征影响降低,峰后软化程度下降.(2)同起伏形貌的节理随着充填厚度的增大,试样由节理剪切破坏向软弱夹层剪切破坏过渡.充填度小于2时,主要是节理剪切破坏和节理-夹层耦合破坏;充填度大于2时,主要发生软弱夹层剪切破坏.(3)充填度小于2时,结构面峰值抗剪强度随充填度增大呈减小规律;当充填度大于2时,结构面峰值抗剪强度无明显变化. 展开更多

关键词 充填节理 抗剪强度 剪切特性 数值模拟 起伏形貌

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