国家自然科学基金(41130751)
- 作品数：23 被引量：450H指数：11
- 相关作者：朱合华徐前卫丁文其程盼盼张琦更多>>
- 相关机构：同济大学上海理工大学中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金交通部西部交通建设科技项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学更多>>
- 基于广义Hoek-Brown准则的弹塑性本构模型及其数值实现被引量：11
- 2016年
- Hoek-Brown强度准则在岩石及岩体工程中得到了广泛的应用,而目前基于该准则建立起的弹塑性本构模型在理论上还存在着一些不足;考虑到不同围压条件下的岩石材料塑性形变发展特征,提出了基于分段隐式修正塑性势的塑性流动法则,解决了其它基于广义H-B准则所建立的本构模型中塑性流动方向不连续及需额外引入参数等问题;采用基于误差控制的改进欧拉中点积分算法,对该本构模型进行了数值实现并给出了单积分点层次的结果验证;进一步将成果嵌入到了同济曙光岩土工程三维数值平台(Geo FBA3D)当中,并给出了一类经典弹塑性力学问题的计算结果验证以及其在隧道工程中的典型应用算例。
- 朱合华黄伯麒张琦齐磊
- 关键词：弹塑性本构模型
- Ⅳ级软弱围岩相似材料的试验研究
- 以Ⅳ级围岩为参照对象,研制可用于隧道围岩稳定性物理模型试验的软弱围岩相似材料。采用的5种原材料(重晶石粉、石膏、细砂、洗衣液和水),通过直剪试验、无侧限抗压强度试验及三轴压缩试验测得所配相似材料的强度特征和物理力学参数,...
- 武伯弢朱合华徐前卫明娟
- 关键词：软弱围岩相似材料物理模型试验
- 文献传递
- 三维块体接触检索算法改进研究被引量：4
- 2015年
- 在三维非连续变形分析中,快速准确的块体接触检索算法是控制计算效率和分析结果正确性的关键因素之一。基于直接法和公共面法的思想,将接触类型归纳为点–面、边–边2种接触,并结合块体的外包围盒、块体切割面和接触继承对块体接触检索做进一步的改进。引入块体角点运动探针思想,对接触的正确性做进一步的识别,以确保块体的接触关系符合模型的力学运动要求,这弥补了以往接触算法中未考虑块体运动趋势的不足。该算法已在同济曙光三维块体分析软件中实现,算例结果表明,该算法具有良好的适应性、鲁棒性和可实现性,对于凸体和凹体均适用,能有效地解决现有方法存在的不足。
- 刘新根朱合华刘学增武威
- 关键词：非连续变形分析
- 滇中红层软弱围岩局部失稳及变形控制实践被引量：5
- 2020年
- 研究目的:隧道穿越滇中红层这一特殊地质条件下的变形主要为局部塌方、支护结构开裂破坏,为确保类似工程的顺利实施和人员设备的安全,本文针对南华一号隧道穿越全风化、强风化泥岩地层出现的局部失稳、大变形问题,在现场调研和监控量测的基础上,分析其失稳断面的变形及应力特征,并结合数值模拟结果,提出控制围岩变形的有效措施。研究结论:(1)三台阶工法施工过程中,中、下台阶施工对围岩的扰动程度相对较大;(2)隧道开挖后,拱顶和拱肩处围岩压力随时间的变化趋势是先减小再趋于稳定,而拱腰处围岩压力随时间的变化趋势是先增大然后趋于稳定;(3)采取局部布置锚杆、局部围岩注浆加固、施作锁脚锚杆等控制措施,可有效控制局部围岩失稳及围岩变形,相关措施可为今后类似工程提供借鉴和指导作用。
- 徐前卫贺翔孙梓栗陈国中马少坤
- 关键词：铁路隧道软弱围岩
- 软弱围岩隧道开挖应力扰动特征试验及数值模拟被引量：10
- 2016年
- 文章结合武宁—吉安高速公路隧道工程,以Ⅳ级围岩为对象,采取模型试验和数值模拟相结合的方法,分别对拱顶上方有、无断层两种情况下隧道开挖引起的围岩塌方破坏的渐进性过程以及岩体内部的应力演化规律开展研究,从而为隧道塌方事故的预防和支护结构设计提供借鉴和参考。研究结果表明:(1)隧道开挖后,拱腰以下岩体往往因应力集中程度较高而率先剪切破坏;(2)当有断层存在时,隧道开挖使得断层下盘岩体处于悬挑状态而容易出现拉剪破坏;(3)隧道开挖主要对自两侧拱脚向上与水平面成45°+φ/2范围内的岩体有影响,而塌落破坏的岩体只占此影响区域的一小部分;(4)断层的存在使得拱顶上方岩体径向压力在隧道开挖后更易于出现降低,且应力降低范围相对无断层时的要大;(5)当无断层存在时,拱顶上方岩体切向应力集中是伴随着岩体的开裂和塌落而逐步由隧道周边向外侧发展的,而当有断层存在时,拱顶上方切向应力集中则出现在距拱顶更远的位置。
- 徐前卫程盼盼朱合华丁文其陈国中
- 关键词：隧道软弱破碎围岩渐进性破坏模型试验数值模拟
- 软弱隧道围岩拱顶塌方及锚杆支护效应试验研究被引量：10
- 2016年
- 为研究软弱岩体中隧道开挖引起的围岩失稳破坏特征以及锚杆的加固效应,以IV级围岩为参照对象,开展一系列无锚杆和有锚杆支护条件下的隧道开挖地质力学模型试验,并对拱顶围岩的位移、应力和宏观破坏形式的发展变化规律进行分析。研究结果表明:(1)隧洞开挖后,围岩破坏始自隧道两侧拱脚,渐次向上延伸并塌落成拱;(2)由于锚杆的悬吊挤压作用及其与岩层的组合梁效应,显著减少了拱顶岩体塌落范围;(3)锚杆通过对岩体施加黏锚力,提高了锚固范围内岩体的强度和韧性,有利于增强围岩的承载能力和抵抗变形能力;(4)锚杆支护对围岩应力分布起调节作用,使得围岩能在较高的能量状态下获得稳定平衡,并延缓了围岩进入"软化"阶段。上述研究成果可为软弱隧道围岩稳定性评价以及支护结构的设计与施工提供一定的借鉴和参考作用。
- 程盼盼徐前卫朱合华丁文其陈国中吴永波
- 关键词：隧道工程软弱围岩渐进性破坏模型试验
- 富水软岩隧道近距离下穿水库的预加固技术研究被引量：5
- 2018年
- 在富水软弱地层隧道施工中,采用超前预加固技术是施工关键要素之一。广通一大理铁路南华1号隧道下穿水库区段,其围岩具有结构面发育,极其破碎且遇水易软化等特点,在施工中易受地下水的影响而发生大变形甚至塌方事故,故需要对地层进行预加固处理。通过有限元分析确定了预加固的必要性之后,对隧道预加固不同方案进行比选,并和施工现场监控测量结果进行对比,验证了该加固方案的合理性。研究结果表明,采用地面加固的方案,加固范围选取隧道左、右两侧加固3 m,竖向加固7 m,加固后按三台阶临时仰拱法进行开挖,可保证围岩与结构处于安全允许范围之内,并使隧道安全下穿水库,可为今后类似工程的设计与施工提供一定的借鉴和指导作用。
- 徐前卫孙梓栗王尉行吴永波陈国中党虎锋谢黎栋
- 关键词：地层加固隧道有限元
- 软弱隧道围岩锚杆支护效应的落门试验研究
- 在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体变形过分或局部应力集中而导致围岩失稳破坏,在实际工程中大多采用锚杆作早期支护。文章以Ⅳ级软弱围岩为参照对象,利用相似模型试验进行了锚杆支护条件下的隧道施工过程模拟,对开挖过程中围岩的渐...
- 徐前卫朱合华丁文其李志厚罗云朱道建
- 关键词：软岩隧道渐进性破坏锚杆支护
- 文献传递
- 软弱破碎直立岩质边坡渐进性破坏及其锚固效应的模型试验研究被引量：4
- 2012年
- 软弱破碎岩质边坡在自然界中广泛存在,且多表现为局部化渐进破坏模式。为进一步了解该类边坡的破坏性状及其锚固效应,以Ⅳ类破碎围岩为参照对象,并将其等效为单一均值地层,随后利用模型试验对有、无锚杆加固情况下直立岩质边坡的破坏特性进行研究。结果表明,软弱破碎岩质边坡的塌方主要是由于坡顶岩体的张拉和坡脚岩体的压剪共同作用的结果,且往往呈渐进性破坏机制;锚杆的锚固效应主要体现在抗剪止裂和抗拉伸两个方面,并且锚杆的加固不仅可以提高边坡岩体在破坏前的竖向承载力,而且还可减小岩体的竖向沉降,并允许岩体边墙有较大的侧向变形。
- 徐前卫朱合华丁文其金方方马静明娟
- 关键词：岩质边坡渐进性破坏锚杆模型试验
- 软弱岩体中隧道开挖的落门模型试验研究被引量：2
- 2014年
- 在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体应力过高或变形过分而导致围岩失稳破坏,并进而引发隧道塌方事故。本文以Ⅳ类软弱破碎围岩为参照对象,首先将其等效为单一均值地层,再利用相似材料对其进行模拟,随后利用活动门试验模拟隧道的开挖,研究了隧道开挖过程中围岩的破坏模式及其渐进破坏特征。试验结果表明,软弱围岩中隧道施工不可避免地会在隧道周边形成扰动区,而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分;在隧道开挖过程中,岩体内部的裂纹扩展与破坏,就会对应地表岩体的急剧下降;隧道开挖后,拱顶上方的岩体中存在一压力拱,位于该拱下方的岩体处于松弛状态,而拱上方的岩体则处于挤压状态,并且该压力拱随着外界荷载的增加呈外延趋势。
- 徐前卫朱合华丁文其李志厚唐卓华苏培森罗云
- 关键词：软弱围岩隧道渐进性破坏
