国家自然科学基金(50978018)
- 作品数：10 被引量：183H指数：7
- 相关作者：郭佳奇乔春生刘希亮李宏飞徐子龙更多>>
- 相关机构：河南理工大学北京交通大学北京市轨道交通建设管理有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金博士科研启动基金河南省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球更多>>
- 宜万铁路岩溶地质特征及其发育模式被引量：21
- 2013年
- 宜万铁路沿线地形、地质条件复杂,是目前已建和在建铁路中岩溶最发育的工程。宜万铁路全线设计隧道159座,其中全线洞身穿越可溶性岩层的隧道由91座。隧道施工中不可避免的遭遇到岩溶的不利影响,造成隧道突水、泥等岩溶灾害的发生,带来了重大安全危害和经济损失,成为亟待解决的重要问题。本文通过对全线岩溶发育特征、地下岩溶形态的分析,依据典型岩溶隧道实例,对隧道与岩溶的位置关系进行了分类,并探讨了宜万线岩溶隧道的主要岩溶灾害,在此基础上将隧道中的岩溶发育特征概化为四种基本模式,为采取定量分析方法分析岩溶隧道突水、突泥及岩层垮塌机理,得到规律性的认识提供支持。
- 郭佳奇王光勇任连伟
- 关键词：宜万铁路岩溶隧道岩溶特征力学模型
- 侧部高压富水溶腔与隧道间岩柱安全厚度的研究被引量：24
- 2010年
- 岩溶区隧道周围不可避免地存在一些中小规模的隐伏溶洞,由于隧道的开挖、卸荷改变了隧道与溶洞间岩柱的应力状态,溶洞中的高压岩溶水进一步恶化了其稳定性,造成隧道突水、突泥等岩溶灾害的发生,带来了重大安全危害和经济损失,成为岩溶地区隧道施工中亟待解决的重要问题。除施工扰动、高水压作用外,隧道与溶洞间岩柱厚度不足是引起这一工程问题的主要因素,建立隧道与溶洞间岩柱安全厚度预测模型具有重要的理论意义和重大的工程实用价值。针对常见的中、小尺度的侧部高压富水溶腔,综合考虑安全厚度的影响因素,以隧道周围的塑性区和溶洞周围的高渗透带的贯通与否作为中间岩柱稳定的判断标准,建立了中间岩柱安全厚度力学预测模型,在此基础上分析了各因素对最小安全厚度的影响规律。以忠垫高速公路岩溶隧道为例,利用最小安全厚度预测公式判断中间岩柱的稳定性,其结果同基于现场量测判断的结果一致,从而说明上述方法具有一定的可行性。
- 郭佳奇乔春生曹茜
- 关键词：岩溶隧道
- 云雾山隧道围岩力学性质研究被引量：1
- 2010年
- 对宜万铁路云雾山隧道灰岩进行室内三轴压缩试验研究,分析与比较了自然状态和饱和状态试样在不同围压下应力-应变关系曲线,结果表明,含水状态和围压对岩石的峰值强度、轴向应变及弹性模量均具有一定影响.在主应力空间内,利用线性莫尔-库伦强度准则拟合试验数据得到岩石的强度参数C,φ值,为该隧道工程的计算分析提供参考.对岩样的破坏特征进行分析后得出:在较低围压下,试样基本上为宏观单一断面的剪切破坏,随着围压的增大,试样有向两个相交的剪切面发展的趋势.
- 许伟郭佳奇
- 关键词：三轴压缩试验围压含水状态
- 不同频率循环荷载下石灰岩疲劳特性试验研究被引量：16
- 2014年
- 利用MTS 810动力试验机,开展0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 Hz加载频率下石灰岩低周疲劳试验研究,以探索不同加载频率对岩石疲劳寿命和变形特性的影响。试验结果表明,石灰岩疲劳寿命与加载频率间满足双对数坐标系下的线性关系,疲劳寿命随加载频率的增加而增加。其主要原因在于石灰岩有较强的率敏感性,压缩强度随加载速率的提高而提高。石灰岩轴向变形发展具有明显的三阶段演化规律,且变形发展二、三阶段累积变形量几乎不受加载频率影响,均基本保持稳定。在所加载的频率范围内,疲劳破坏极限变形受控于单向压缩全应力–应变关系曲线,破坏点和控制点应变之间的相对误差与加载频率无关。不同频率下的试验结果表明了岩石疲劳破坏时的极限变形规律不受加载频率影响的普遍规律。变形发展第二阶段的每个循环平均应变增量随加载频率的提高而降低。结合石灰岩疲劳变形演化规律,提出基于平均应变增量的疲劳寿命计算模型。该模型预测结果偏于保守,且模型参数容易取得。
- 赵凯乔春生罗富荣郝志宏
- 关键词：岩石力学石灰岩加载频率
- 饱水对岩溶灰岩力学性质与纵波波速的影响被引量：4
- 2015年
- 为研究饱水对岩溶灰岩力学性质和纵波波速的影响,进行自然和饱水状态下岩样的力学性能和弹性波测试。试验结果表明:饱水对岩溶灰岩的单轴抗拉强度、抗拉强度和弹性模量有明显的软化作用,饱水状态试样的峰值应变和泊松比整体上大于自然状态的对应值;岩溶灰岩试样在饱水条件下的纵波波速均明显高于自然状态下的纵波波速,试样的单轴抗压强度和抗拉强度与纵波波速具有较高的线性相关性。基于目前的研究现状,阐述了研究成果在隧道与周边高压充填隐伏溶腔间防突岩层稳定性评价及最小防突厚度确定中的应用。
- 郭佳奇徐子龙李宏飞
- 关键词：抗拉强度纵波波速
- STUDY ON STATIC AND DYNAMIC ELASTIC MODULI OF LIMESTONE
- ＜正＞In order to evaluate the fatigue life of railway tunnel surrounding rock in karst area,the static,quasi-dyn...
- Kai ZHAO
- 关键词：STATICFREQUENCY
- 文献传递
- 自然与饱水状态下岩溶灰岩力学性质及能量机制试验研究被引量：35
- 2014年
- 为研究饱水对岩溶灰岩力学性质和能量机制的影响,利用RMT–150B岩石力学试验系统分别对自然和饱水状态试样进行单轴压缩和常规三轴压缩试验。试验结果表明:饱水对岩溶灰岩的强度和变形特征影响显著,2种状态下试样峰值强度与围压的回归关系可用以主应力表达的Coulomb强度准则表征;岩溶灰岩试样的似软化系数及其降低速率均随围压增加而减小。从能量角度对2种状态试样损伤破坏过程中的能量特征进行试验研究,结果表明:饱水状态试样吸收的总应变能U,峰前储存的可释放应变能eU及二者随轴向应变的增加速率均小于自然状态的对应值;随含水量增加eU/U逐渐下降,峰后eU释放率随围压增加而逐步下降,整体上饱水试样的eU释放率较大;峰值应力处试样各应变能随围压线性递增,2种状态下耗散能差值随围压的变化是试样破坏形式差异的内在原因;岩溶灰岩试样全过程能量实时演化过程具有阶段性,2种状态下压密和弹性变形阶段耗散能差别细微,但进入屈服阶段后,饱水状态试样耗散能增加更快。
- 郭佳奇刘希亮乔春生
- 关键词：岩石力学饱水力学性质
- 岩溶隧道掌子面突水机制及岩墙安全厚度研究被引量：42
- 2012年
- 从断裂力学角度分析高压岩溶水作用下裂隙扩展机理,认为自然营造力作用下水力劈裂多属压剪破坏模式。运用断裂力学和水力学理论分析隧道掌子面突水滞后效应和扩径效应,指出:裂纹扩展跳跃性在宏观上表现为隧道掌子面突水的滞后性;掌子面突水通道最终形成需经过多个阶段,其最终尺寸受岩溶水压力、掌子面岩体质量等因素控制。认为隧道掌子面突水是由于开挖扰动降低了水压劈裂的临界水压力造成的。据此观点,建立基于临界水压力的掌子面岩墙安全厚度计算公式。以宜万线云雾山隧道为例,计算得到岩墙最小安全厚度与施工中普遍采用预留厚度较为一致,说明此方法较为合理,可为类似工程提供参考。
- 郭佳奇乔春生
- 关键词：岩溶隧道
- PREDICTING UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH OF LIMESTONE BY NON-DESTRUCTIVE METHODS
- ＜正＞Yichang-Wanzhou Railway which went through the widely developed karst areas in southwest of China was opene...
- Kai ZHAO
- 关键词：ULTRASONICREBOUNDESTIMATE
- 文献传递
- 椭圆孔口塑性区及其在岩溶隧道工程中的应用被引量：14
- 2013年
- 在解答圆形孔口弹塑性问题基础上,采用复变函数方法推导椭圆孔口塑性区半径计算公式。对比分析表明:该公式计算结果与基于摄动法计算结果相近,但参数较少,且能反应轴对称荷载下状态。针对常见中、小尺度隐伏干溶洞,以隧道周围塑性区和溶洞周围塑性区贯通与否作为中间岩柱稳定性判断标准,基于本文计算椭圆孔口塑性区理论建立隧道与不同方位、形态溶洞间岩柱最小安全厚度力学模型;采用FLAC3D进行数值正交试验,通过对计算结果多元回归分析,建立基于数值计算的安全厚度预测公式,为验证力学模型提供参考。以宜万线鲁竹坝隧道和五爪观岩溶隧道为例验证2种方法的可靠性和合理性,为类似工程提供参考。
- 郭佳奇乔春生
- 关键词：椭圆孔口塑性区岩溶隧道
