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不同围压下断续节理岩体破坏机制的颗粒流分析被引量：5: 2014年; 在类岩石材料试验的基础上,建立颗粒流(PFC)数值模型,研究不同围压下断续节理岩体的破坏机制。对节理倾角α为25°,60°和90°的岩体,在围压σ3为0,1,4,7和10MPa下进行数值压缩试验,分析不同围压下断续节理岩体的力学响应、破坏形态、裂纹发展、能量演变过程及裂纹初始应力的变化。研究结果表明:围压显著影响岩体的变形和强度,然而节理岩体的平均弹性模量并不受围压的影响。岩体的破坏形态受到节理和围压共同控制:低围压下,节理倾角决定了岩体的破坏形态;随着围压的升高,岩体的破坏形态更多表现为形成剪切破坏面,节理的影响变小。围压抑制了裂隙尖端翼裂纹的扩展,高围压下岩体内裂纹分布更均匀,岩体破坏需产生更多的裂纹。随着围压的升高,岩体内各类能量的总和及比例将产生变化。裂纹初始应力随着围压的增加而单调递增并为非线性关系。; 方前程周科平刘学服; 关键词：岩石力学围压节理岩体颗粒流

高强玻纤格栅软基加固传荷机理现场试验研究被引量：5: 2016年; 针对高强（每延米纵、横向极限抗拉强度≥300 kN/m）玻纤格栅软基加固荷载传递机理问题,结合季节性＂低温区＂（冬季漫长,最低气温-30℃）某高速铁路DK369＋335.13~DK369＋795.53标段（采取＂CFG桩＋土工格栅＋水泥级配碎石＂软土地基处理方式）300 d现场试验实测数据,研究了高强玻纤格栅软基加固作用下路基的变形、应力变化、桩土应力比和格栅受力特点。结果表明：地基沉降、桩土应力和格栅应变主要发生在填土期,随荷载试件效应累计速率较快;双层高强玻纤格栅因刚度较大,抗力能力强,承担上覆土时具有＂驾驭效应＂,和水泥级配碎石一起协同工作,桩、土之间的应力更加均匀,共同承担上部荷载;恒载期高强玻纤格抵抗冻土及雨、雪产生的附加荷载效应较好,侧面验证了其在季节性低温区高速铁路软基处理中无法比拟的优越性。; 商拥辉商丽方前程徐林荣; 关键词：荷载传递机理复合地基高速铁路

盾构动态掘进中围岩变形特性的数值实验研究被引量：4: 2015年; 为了解软弱土层盾构隧道围岩的变形特性,结合某市地铁盾构下穿既有桥梁结构工程实例,建立每个分析步下盾构动态掘进三维数值模型。模型建立在库仑屈服准则和孔隙水达西定律推导的固结有限元方程上,综合考虑刀盘扭矩、推进力、土仓压力、桥基荷载及孔隙水压力等影响盾构施工质量的诸多因素,结合室内三轴实验和现场实测数据,对盾构动态掘进过程建模原理、模型合理性、围岩变形特性及桥梁结构安全等问题进行研究。研究结果表明:盾构掘进对围岩变形影响表现为接近、穿越和远离3个阶段;盾构接近断面时,受刀盘扭矩、推进力和土仓压力的影响,前方地表出现拱起;盾构穿过、远离断面后,围岩发生沉降、向隧道内和向前运动趋势,变形主要集中洞口上方,呈"槽"型;地表/桥基沉降计算和实测值吻合,围岩变形能够满足盾构隧道施工安全。; 商拥辉商丽方前程赵莹; 关键词：盾构围岩变形

下穿立交结构的盾构隧道围岩安全评价的均值与非均值模型: 2017年; 隧道围岩稳定性评估是地下工程建设与维护所面临的重要课题之一。基于此,文章从材料特性角度分别建立均值和非均值数值模型,针对沈阳地铁2号线1标盾构隧道下穿立交结构的围岩安全稳定性进行评价。其中,均值模型侧重于分析围岩变形、应力变化和塑性区分布特征,并结合实测数据对其计算合理性进行验证;非均值模型侧重于围岩体细观破坏过程,采用具有残余强度的弹塑性损伤本构模型及其破坏单元材料性质退化方法,模拟隧道围岩强度折减下的渐进破坏过程及声发射规律,并计算出整体结构安全系数。同时,借助声发射(AE)规律,探讨了类似工况下隧道围岩破坏模式,可为类似工程实践提供参考依据。; 商拥辉商丽方前程张波赵莹; 关键词：均值盾构隧道围岩稳定性声发射

随机介质理论下隧道围岩渐进破坏过程数值实验研究被引量：3: 2015年; 将强度折减法引入到隧道围岩安全评价中,结合"浅埋暗挖快速施工双线小间距隧道、盾构下穿立交结构隧道和结构面含有节理、不规则裂隙的山体公路隧道"等工程实例,借助材料真实破坏分析软件RFPA-2D,建立每个强度折减系数下的有限元模型。模型采用了黏弹性人工边界来消除边界条件对计算精度的影响,并借助随机介质理论实现了围岩细观结构单元的非均值性和随机分布的缺陷,揭示了不同工况下隧道围岩的动态渐进破坏过程、基元相变损伤演变机理和岩体结构面破坏特征,认为隧道围岩的宏观破坏是由岩体非线性材料细观单元的非均值性造成的,计算结果借助不同折减步中裂纹发展趋势和单元破坏的数量判断隧道围岩是否失稳破坏,并计算出具有安全储备意义上的安全系数。同时,结合ABAQUS和RFPA-2D两种不同有限元模型,对比分析了随机介质理论和连续介质理论结合强度折减法在隧道围岩稳定性评价中的差异。; 商拥辉李航张波方前程; 关键词：随机介质强度折减隧道围岩破坏过程安全系数

基于耦合映像格子模型的瓦斯涌出系统建模与仿真被引量：1: 2012年; 借助耦合映像格子模型,选取瓦斯压力的平方作为状态场变量,对瓦斯涌出时空混沌动力系统建立瓦斯涌出耦合映像格子模型,并分别选取空间扩散系数0.1,0.5和0.9对该模型进行了数值模拟,分别得到了从有序到无序3种不同的瓦斯涌出时空行为发展图。从瓦斯涌出的时空行为发展图可以看出:随着空间扩散系数的不断增大,瓦斯涌出变得越来越复杂。因此,可以采取降低空间扩散系数中相关影响因数的方法,使瓦斯涌出规律向有序的方向发展,这样有助于有针对性地采取措施防治瓦斯灾害。; 何利文李夕兵林杭方前程; 关键词：耦合映像格子瓦斯涌出仿真

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湖南省自然科学基金(11JJ3051)