刘昌
- 作品数：10 被引量：39H指数：3
- 供职机构：北京交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 浅埋隧道施工扰动下含空洞土岩复合地层变形规律研究被引量：3
- 2021年
- 隧道施工具有隐蔽性、不确定性等特点,而空洞作为常见的不良地质现象在隧道施工过程中极易引起地层发生大变形、坍塌等现象.针对浅埋地铁隧道施工扰动下含空洞土岩复合地层的变形规律进行分析,研究结果表明:空洞的存在改变了地层变形分布规律,地表及土岩分界面沉降曲线分布形状及变化规律与空洞所处位置息息相关;隧道施工过程中地表沉降曲线随空洞位置偏移发生相应偏移,但空洞对地表变形影响范围有限;隧道开挖对土岩分界面的沉降规律影响较大,在整个施工阶段土岩分界面的沉降过程可分为“缓慢变形阶段”“急剧变形阶段”及“变形趋稳阶段”.研究结果可为含空洞土岩复合地层隧道施工及灾变控制提供参考.
- 张国栋刘昌张素磊马传明
- 关键词：浅埋隧道
- 公路隧道衬砌背后空洞分布特征及其对衬砌结构的影响被引量：17
- 2020年
- 针对公路隧道衬砌结构病害问题日益突出的现状,基于160余座公路隧道衬砌检测资料对衬砌背后空洞形态特征进行统计分析,在此基础上对衬砌结构受力性能和安全性进行了评价。结果表明:空洞主要分布在衬砌拱部位置及围岩状况较差的Ⅴ级、Ⅳ级围岩段;空洞纵向长度主要分布在0~20 m范围,其分布曲线呈指数降低分布规律,空洞径向高度主要分布在0~25 cm范围,其分布曲线呈正态分布规律,空洞平均长度及高度按照拱顶→拱腰→边墙、V级→Ⅳ级→Ⅲ级的规律逐渐减小;空洞高度的增大对衬砌结构力学性能影响较小,而空洞环向范围的增大显著降低了衬砌安全性,衬砌结构受力性能随空洞纵向长度增大而逐渐向着不利状态转变,但当空洞纵向长度增大到一定值后衬砌结构安全性进一步降低的幅度有限;研究结果可为衬砌背后空洞的整治提供参考。
- 张素磊齐晓强刘昌刘昌
- 关键词：公路隧道衬砌结构受力性能安全性
- 复合式连拱隧道曲中墙施工力学行为时空演化规律被引量：1
- 2022年
- 为解决连拱隧道开挖过程中曲中墙安全承载问题,依托浙江省某在建复合式曲中墙连拱隧道,采用数值计算及现场监测手段对施工阶段曲中墙力学演化规律及偏压机制进行分析,并从设计、施工层面分别就曲中墙厚度及主洞施工步距对曲中墙应力及偏压影响规律进行研究。研究结果表明:1)连拱隧道主洞上台阶开挖对曲中墙应力分布影响显著,此阶段应力增量约占应力终值的50%,曲中墙以承受竖向应力为主,横断面最小截面为受力最不利位置。2)连拱隧道非对称开挖造成曲中墙承受偏压荷载,导致曲中墙发生向先行洞一侧偏转,偏转现象在先行洞开挖过渡至后行洞开挖阶段尤为显著。3)曲中墙厚度对其应力分布、偏转效应影响显著,曲中墙厚度的减小降低了结构承载能力;当曲中墙厚度为1.3 m时,曲中墙墙身应力急剧增大,曲中墙可能发生压溃失稳。4)主洞施工步距对曲中墙应力分布影响较大,但不改变曲中墙应力终值;随着主洞施工步距增大,曲中墙偏压弯矩越大,偏转效应持续时间越长。
- 徐晴张素磊刘昌刘昌陈德刚
- 关键词：力学特性
- 基于扩展有限元的空洞影响下隧道结构裂损机制研究
- 2022年
- 为研究空洞影响下的隧道结构裂损机制,结合衬砌背后空洞检测资料,并基于扩展有限元法建立二维地层-结构模型进行数值模拟,得到以下结论:拱腰背后空洞的存在不仅对拱顶一侧衬砌结构力学性能恶化程度较临近边墙一侧的衬砌结构严重,而且还改变了仰拱应力分布规律,使仰拱仅在远离空洞一侧开裂;空洞环向范围越大,拱部衬砌所需开裂荷载越小,裂缝扩展深度越大,结构承载能力降低幅度越大。其中,拱腰背后空洞对衬砌结构承载能力降低幅度大于拱顶背后空洞;随着空洞环向范围的增大,拱部结构首先在外侧开裂,并且结构最终沿此条裂缝扩展至贯穿,裂缝扩展模式受荷载及空洞环向范围影响显著。研究结果可为衬砌背后空洞的整治提供参考。
- 陈耀鹏李文华刘昌陈德刚周明张素磊
- 关键词：衬砌背后空洞衬砌裂损承载能力
- 水平互层围岩隧道破坏机理及其范围预测模型被引量：3
- 2022年
- 水平互层围岩因其显著的层理构造,导致其破坏形式相较于均质围岩有较大区别.目前针对水平互层围岩的研究集中在单一破坏模式,未考虑破坏形式的多样性.为探究水平互层围岩的破坏范围,首先按其层理面划分为单层围岩进行分析,将围岩破坏分为拉破坏、楔形剪切破坏和拱形剪切破坏3种典型模式,分别建立了岩梁受拉分析模型和拱形关键块剪切分析模型进行分析,提出了相应的破坏准则,并引入塌落系数和临界高度对不同破坏模式的孕育条件进行研究,将此方法应用于矿井巷道和隧道工程实例中,与既有方法进行比较,验证了单层围岩破坏机理模型的可靠性,同时代入离层破坏算例中验证其实用性.并以此为基础,结合破坏范围层间连续条件和破坏休止条件建立水平互层围岩破坏预测模型,将上述水平互层围岩破坏模型应用于补连塔矿巷道实例.结果表明本文预测的水平互层围岩破坏范围与数值模拟结果、真实塌落情况吻合较好.研究成果可为水平互层围岩隧道支护方案设计提供理论基础.
- 王嘉琛张顶立孙振宇方黄城刘昌
- 关键词：围岩破坏机理
- 初支混凝土硬化特性与围岩流变耦合作用机制
- 2023年
- 喷射混凝土作为初期支护重要组成部分广泛应用于隧道工程。深埋软岩隧道开挖时,喷射混凝土硬化特性及围岩流变效应均于时间有关,使得围岩变形及结构受力错综复杂。基于此,该文建立了考虑喷射混凝土硬化特性与围岩流变效应的耦合解析模型,阐明了流变岩体隧道“支护-围岩”动态演化机制,分析了喷射混凝土设计参数、隧道工程参数及围岩流变特性等对“支护-围岩”动态作用的影响机制,并通过具体实例探讨了不同支护类型的时效支护特性。分析表明:喷射混凝土施作初期刚度较低,在围岩流变特性及开挖空间效应下围岩变形速率大,而喷射混凝土承担荷载较不考虑其硬化特性时要小,对于流变岩体隧道宜采用早强混凝土限制围岩早期变形;围岩流变荷载与喷射混凝土刚度均随时间逐渐增大,不考虑围岩流变效应会低估喷射混凝土对围岩变形控制效果及所承担荷载水平;型钢钢架+喷混支护体系刚度较大有利于限制围岩变形,格栅钢架+喷混支护刚度较小更利于围岩应力释放;隧道支护时机的选择应综合考虑围岩流变效应、支护类型、喷混硬化特性、隧道掘进速率的影响,进一步给出了不同支护类型的支护时机-掘进速度的极限关系曲线。研究成果可为类似隧道工程支护设计、施工提供理论依据。
- 刘昌张顶立孙振宇张素磊方黄城李然
- 关键词：隧道工程软弱围岩
- 轨道梁桥状态评估、预测及养护方法研究
- 轨道交通是城市交通动脉的咽喉,它的运营状态的好坏直接关乎经济发展和人民生活。作为中国首座跨座单轨交通,对重庆轨道交通2号线技术状态的评估、预测及养护方法的研究对于确保科学、合理地确定养护对策,延长轨道梁桥的使用寿命,保证...
- 刘昌
- 关键词：轨道梁桥马尔可夫链养护管理
- 文献传递
- 隧道衬砌结构服役力学性能演化机理研究
- 刘昌
- 轨道桥梁状态评估、预测及养护方法研究
- 轨道交通是城市交通动脉的咽喉，它的运营状态的好坏直接关乎经济发展和人民生活。作为中国首座跨座单轨交通，对重庆轨道交通2号线技术状态的评估、预测及养护方法的研究对于确保科学、合理地确定养护对策，延长轨道梁桥的使用寿命，保证...
- 刘昌
- 文献传递
- 考虑围岩流变及衬砌劣化特性的隧道长期服役性能解析被引量：14
- 2021年
- 衬砌劣化普遍存在于隧道工程,对隧道运营安全产生威胁。针对流变岩体中运营隧道衬砌劣化现状,建立了考虑围岩流变及衬砌劣化特性的时效解析模型,分析了隧道全寿命周期内围岩位移、支护反力变化规律。通过数值建模验证了解析模型的正确性,借助本模型对衬砌劣化系数、衬砌厚度、支护时间及围岩流变特性等参数进行敏感性分析,最后对隧道服役性能进行了探讨。研究表明:在围岩流变效应下支护压力随时间增大,而支护结构在服役环境下力学性能逐渐降低,两者的耦合作用缩短了结构达到屈服强度发生破坏的时间;获取了支护荷载及承载能力时程曲线,建立了围岩流变及支护性能劣化耦合作用下隧道服役寿命预测模型;明确指出支护−围岩关系是隧道结构长期安全性的核心内容。
- 刘昌张顶立张素磊房倩方黄城
- 关键词：运营隧道围岩流变
