国家自然科学基金(U1261212)
- 作品数：67 被引量：415H指数：11
- 相关作者：江玉生侯公羽冯吉利杨志勇胡涛更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）新疆工程学院北京城建集团有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程矿业工程理学更多>>
- 基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解被引量：4
- 2016年
- 对TBM斜井围岩应力场和渗流场进行耦合分析,基于统一强度理论对斜井围岩进行弹塑性力学研究,考虑中间主应力、侧压力系数、斜井倾角和渗流作用的影响,推导出TBM斜井衬砌和围岩中应力、位移解析表达式及塑性区半径计算式。结合工程实例计算分析,结果表明考虑中间主应力作用时,围岩自身稳定性得到增强;在二向非等压状态下,围岩侧压力系数、斜井倾角和渗流作用会对围岩塑性区分布和应力大小产生不同程度的影响。研究结果为渗流条件下TBM斜井施工及安全性评价提供了理论依据,具有工程参考意义。
- 刘波刘璐璐徐薇张功魏金鹏刘仁江
- 关键词：中间主应力侧压力系数渗流作用
- 桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法被引量：11
- 2016年
- 为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.
- 李涛江永华朱连华关辰龙
- 关键词：桩-土相互作用深基坑
- 北京地铁车站深基坑主动土压力实测研究被引量：2
- 2016年
- 土压力的大小与分布是深基坑支护结构设计的重要问题。基于北京地铁车站的土压力实测结果,研究主动土压力随基坑开挖的变化规律,进而分析主动土压力的分布模式与合力作用点的位置,并与国内类似工程进行对比。研究结果表明:基坑开挖过程中,主动土压力先增加后不变,在桩后近似呈梯形分布,转折点位于桩顶下14m处;合力作用点位置几乎不随基坑开挖深度而发生变化;实测主动土压力小于理论值,其原因与理论计算方法、土体固结、围护结构刚度与变形以及施工因素有关。研究结果对认清桩后侧主动土压力变化规律有重要意义,并可为类似工程提供参考。
- 李涛关辰龙霍九坤刘显宽王帅
- 关键词：地铁车站深基坑主动土压力
- 基于分布式光纤技术的采动影响下覆岩变形演化规律试验研究被引量：17
- 2020年
- 为了解决在实际工程中岩层变形难以用常规测试方法进行监测的问题,采用分布式光纤传感技术的布里渊频域分析技术(BOFDA)和布里渊频移(BFS)分析技术,根据现场的煤层采动过程,在试验室建立4200 mm×250 mm×1600 mm(长×宽×高)的采场覆岩模型,通过预埋于模型内部的4条水平传感光纤和5条垂直传感光纤,对模型开挖过程中的覆岩变形特征进行测试。将光纤测试结果与近景摄影数字图像处理技术获得的岩层位移进行对比,揭示了光纤频移值和岩层工作面来压及覆岩结构演化的对应关系,获得了基于光纤频移值的两带发育、演化范围的表征方法。研究表明,使用BOFDA分布式光纤技术监测采动覆岩活动特征与矿压显现规律是可行的,试验结果为分布式光纤测试技术在现场监测煤矿上覆岩层"两带"变形提供了理论依据与试验保障。
- 侯公羽胡涛胡涛谢冰冰谢冰冰周天赐
- 关键词：分布式光纤传感模型试验覆岩变形
- 层状板岩单轴压缩试验及数值研究
- 2022年
- 为研究层理结构面对岩体力学性能的影响,以陕西木寨岭隧道层状炭质板岩为研究对象,对层状板岩在单轴压缩作用下的力学性能进行试验及数值分析。在数值模拟中,使用离散元框架MUSEN即固体键合颗粒模型(BPM)模拟层状岩体在准静态压缩过程中的破坏行为。研究结果表明:1)微观弹性模量与宏观弹性模量大致呈线性关系,通过插值计算,可将试样弹性模量映射为微观模量进行数值模拟计算。2)随着轴向与切向强度增加,对应的峰值荷载及位移随之增加。3)在相同参数及边界条件下,根据随机性原理,形成多种不同颗粒分布模型,最终的荷载−位移曲线表明模型对其力学响应影响较小。4)试验中,当层理倾角为0°及90°时,峰值荷载较大;当层理倾角分别为30°,45°及60°时,峰值荷载较接近,即随着倾角的逐渐增加,大致呈“U”型分布。5)在破坏形态上,不同层理倾角下大致呈现劈裂拉伸破坏、剪切滑移破坏以及复合型拉剪破坏。6)在相同模型下,通过程序编制构建不同层理的模型,模拟结果的力学响应及破坏形态对比试验具有良好的一致性,再现了不同层理倾角层状板岩的劈裂演化过程。
- 赵宁宁李二强冯吉利
- 关键词：单轴压缩试验层理
- 非等压下考虑渗流和剪胀的圆巷围岩弹塑性统一解被引量：2
- 2016年
- 对于富水地层中深埋圆形巷道,为研究多种因素影响下巷道围岩塑性区范围和洞周位移的变化规律,对巷道围岩进行了弹塑性理论分析。对围岩应力场和渗流场进行耦合分析,基于统一强度理论和非关联流动法则,推导出多种因素影响下深埋圆形巷道围岩应力、位移和塑性区半径的解析计算式。结合工程实例进行计算分析,结果表明:中间主应力参数、围岩侧压系数、初始孔隙水压和剪胀角对围岩塑性区径向位移和塑性区范围均有显著影响,但影响规律各不相同;考虑中间主应力作用时,其他各因素的影响效应减弱。综合考虑以上各因素对围岩稳定性的影响,计算结果更加接近工程实际情况。
- 刘波刘璐璐张功冀文欢魏丙臣
- 关键词：围岩位移中间主应力侧压力系数剪胀角
- 分布埋入式光纤与隧道衬砌耦合性能试验及应用被引量：3
- 2020年
- 为探究埋入式光纤与隧道衬砌的耦合性能,分别从理论与试验两个方面进行研究,并在实际工程中进行了验证。构建了光纤、中间体和基体结构力学分析模型,进行光纤应变传递机制理论分析,计算了光纤应变传递效率;使用钢筋混凝土梁模拟隧道衬砌,进行了2组不同加载速率的试验。其中,在同一根梁内(同一工况)设计6种光纤的布设方式,以位移控制的方式在梁跨中部位进行单点多级加载,使用BOFDA(布里渊散射光频域分析)技术分别对6条光纤进行监测。试验结果表明:6条光纤均可以有效监测梁从开始加载至钢筋开始屈服阶段,光纤与梁耦合性最好;钢筋开始屈服直至梁破坏阶段,光纤应变不再增加甚至减小或呈现出光纤断裂的状态,此过程光纤与梁耦合性较差;除开槽埋入式光纤的有效监测应变差为3000×10-6外,其余布设方式光纤有效监测应变差为2000×10-6;光纤在长距离(>>146 mm)埋入式布设情况下可认为其应变传递效率接近100%,2组不同试验结果呈现相似规律。在北京市新机场线地铁暗挖隧道CRD工法区间进行了工程应用研究,监测结果表明分布埋入式光纤布设工艺是可行的,可为分布式光纤技术在地下工程结构监测中的应用提供有价值的参考。
- 侯公羽谢冰冰谢冰冰胡涛李子祥胡涛周天赐肖海林
- 关键词：隧道衬砌
- 深孔爆破切顶条件下巷旁支护墙宽度研究被引量：6
- 2019年
- 为消除悬臂梁顶板对留巷的旋转挤压影响和确定合理宽度的巷旁支护墙,通过深孔爆破预裂切落巷旁采空区侧断裂带以下顶板,根除悬臂梁形成的条件,人为致使巷旁支护墙只承载其上覆静止平衡的岩体质量。在此静力学模型计算中,由巷旁支护墙支护阻力和巷旁断裂带以下悬露顶板长度的关系研究,分析了侧向悬露顶板对巷旁支护墙的破坏影响;由采用深孔爆破切顶后巷旁支护墙支护阻力和断裂带高度的关系研究,得出切顶后顶板对巷旁支护墙的挤压破坏明显减少,进而维护了留巷的稳定。推导出巷旁支护墙宽度的力学计算方程,计算得出C30混凝土材料巷旁支护墙的合理宽度范围,采用动压系数1.2,得到切顶条件下巷旁支护墙的1.5m宽度值解析解,将这一参数成功在工程实践中应用。南阳煤矿3207工作面运输巷矿压观测结果表明,切落断裂带高度以下的巷旁采空侧顶板有助于留巷的稳定,在此条件下确认的巷旁支护墙宽度是合理和可行的。
- 侯公羽胡涛李柱和陈建鹏谢冰冰谢冰冰李子祥
- 关键词：沿空留巷巷旁支护断裂带
- 基于多变量混沌时间序列的煤矿斜井TBM施工动态风险预测被引量：9
- 2014年
- 在全面分析煤矿长斜井TBM(盾构)施工动态风险特点的基础上,利用多变量混沌时间序列预测方法对其进行预测.利用主成分分析法,确定影响煤矿长斜井TBM施工风险的主要成分.对煤矿长斜井TBM施工风险多变量时间序列进行相空间的重构,确定时间延迟τi和嵌入维数mi,采用小数据量法计算煤矿长斜井TBM施工多变量风险时间序列的最大Lyapunov指数,证明了其具有混沌特性,提出了一阶局域法与双隐层神经网络的组合预测模型,该模型能够对多变量风险时间序列随时间的变化进行预测.仿真实验表明,该预测模型误差小于单变量时间序列的预测误差,具有较强的预测能力和较好的预测效果,可为煤矿长斜井TBM施工风险分析与评估提供一种新的途径.
- 侯公羽梁荣孙磊刘琳龚砚芬
- 关键词：TBM施工多变量时间序列
- 克泥效特性试验及其在盾构穿越施工中的应用被引量：1
- 2023年
- 为研究盾构掘进过程中克泥效浆液对开挖间隙的充填及其减小地层变形的作用机制,结合北京地铁17号线盾构隧道超近距离穿越北京首都国际机场线既有运营隧道的工程实例,采用物理、力学特性试验和数值模拟计算等方法,对盾构下穿既有隧道施工时的变形规律与克泥效工法的作用机制开展研究。结果表明:1)随着克泥效浆液质量浓度的增大,其渗透性明显减小;当克泥效浆液的质量浓度为400 kg/m3时,能够阻止同步注浆浆液向前流窜,对开挖间隙的充填、支护效果最佳。2)克泥效浆液能使盾壳与土体之间的摩擦力降低50%,并且能够避免盾壳周边土体发生超固结而出现剪切破坏和体积膨胀,从而减小下穿施工过程中对既有线结构的影响。3)在盾尾脱出后15环之内使用水泥-水玻璃1∶1配比的双液浆进行径向注浆,能有效减小既有隧道沉降。4)数值模拟结果揭示出采用克泥效浆液充填盾构开挖间隙后不仅能大幅减小施工沉降,还能有效抑制沿隧道轴线方向的地层位移。
- 唐璇邵小康谢维付晓峰陈越蔡子峰张雷
- 关键词：盾构隧道数值模拟
