刘夏冰
- 作品数：20 被引量：105H指数：6
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于主应力旋转特征的浅埋隧道上覆土压力计算及不完全拱效应分析被引量：18
- 2019年
- 砂土及黏聚强度较低的破碎岩体中,不完全拱效应对浅埋隧道上覆土压力计算的影响尚不明确。不同于传统极限平衡方法考虑主应力迹线的分布形态,直接考虑隧道开挖后主应力旋转角的分布特征,同时考虑滑移面范围变化及滑移面摩擦角调用情况,改进了浅埋隧道上覆土压力的计算。在此基础上分析完全拱作用下土体平均侧压力系数、竖向应力分布等特点,并与传统方法比较说明了其异同。此外,与数值结果、模型试验结果对比验证了改进解的适用性。最后在改进解基础上分析不完全拱效应的影响。结论显示:(1)隧道开挖后,滑移面范围内土体竖向应力减少,转移至滑移面外稳定土体,滑移面附近剪切应力δ集中,阻碍隧道上方土体向下变形,改进方法计算所得应力分布与实际情况更相符;(2)平均侧压力系数Kwav受土体内摩擦角φ及滑移面调用摩擦角δ共同影响,土体内摩擦角较小时,可忽略不完全拱效应δ/φ对平均侧压力系数的影响;(3)改进解与传统解均表明地层拱作用效果系数Kwavtanδ在一定范围内对土体内摩擦角φ不敏感;(4)此外,改进解表明地层拱作用效果系数Kwavtanδ对土体内摩擦角φ的不敏感性除受φ取值范围影响外,还受不完全拱效应δ/φ影响,随不完全拱效应增强(δ/φ减小),Kwavtanδ对φ的不敏感性越来越明显。
- 汪大海贺少辉刘夏冰李承辉张嘉文
- 关键词：隧道工程浅埋隧道
- 盾构刀盘形式对砂卵石地层扰动状态的影响被引量：7
- 2017年
- 盾构刀盘形式的选择是砂卵石地层盾构掘进面临的关键问题。为解决这一问题,以兰州地铁1号线一期工程为背景,综合运用现场调查、实验室试验、三维离散元数值模拟、现场原位监测等方法,对砂卵石地层土压平衡盾构施工颗粒流动和地表沉降的机制进行了研究。1)通过室内大直径(300 mm)试样三轴压缩试验获得了砂卵石地层的应力-应变曲线,基于试验结果和EDEM离散元三轴数值试验,标定了离散元数值模拟需要的参数。2)基于Solidworks软件建立了面板式刀盘盾构和辐条式刀盘盾构三维机械模型。3)将盾构三维机械模型导入离散元软件EDEM中,建立了砂卵石地层盾构掘进过程的三维离散元模型;将模拟结果与现场监测数据对比,揭示了面板式刀盘和辐条式刀盘土压平衡盾构掘进对砂卵石地层扰动状态和地表沉降的影响机制。面板式刀盘土压平衡盾构掘进,刀盘前方、上方的"强烈扰动区"范围为(0.3~0.5)D(D为刀盘直径);辐条式刀盘土压平衡盾构掘进的"强烈扰动区"范围不足面板式刀盘的1/3,且扰动程度轻。
- 贺少辉李承辉马腾刘夏冰汪大海刘仰鹏
- 关键词：砂卵石地层土压平衡盾构三轴压缩试验
- 地层渐进成拱对浅埋隧道上覆土压力影响研究被引量：14
- 2019年
- 砂土及完整性较差、黏聚强度较小的破碎岩体中,浅埋隧道地层拱作用机制随地层变形发展而变化,受此影响隧道松动土压力也相应变化。常规方法忽略了地层拱不同阶段力学机制的不同,同时未考虑剪切面转动与大主应力旋转之间的相互关系,因此,不能解决浅埋隧道地层能否成拱、地层拱何时贯通至地表以及地层拱发展对隧道松动土压力影响等问题。针对这一情况,提出渐进地层拱力学模型以反映不同阶段地层拱的力学机制;其次,同时考虑主应力旋转、剪切面转动及二者相互关系,确定拱内土体应力分布;随后,优化了传统主应力偏转与地层差异沉降间的数学模型。在此基础上确定了渐进地层拱对隧道松动土压力的影响。改进方法结果与传统方法结果及试验结果的对比验证了改进方法的有效性与适用性。通过参数分析研究了隧道初始松动压力、随地层变形发展的松动压力以及地层拱贯通至地表时的极限变形等关键参数。最后,对下北山超大跨浅埋隧道的研究说明了改进方法的实用性。结论显示:(1)初始松动压力为初始松动区内土体重力,初始松动区范围不受覆跨比影响,而受地层强度影响,随内摩擦角增加而减小;(2)最大拱效应阶段以后,松动土压力随地层变形发展而增加,深埋、小跨度隧道(H/D≤2)增长速率较慢,反之较快;(3)极限变形随覆跨比、内摩擦角增加而增加,深埋、小跨度隧道地层拱效应更明显;(4)对于下北山隧道,初始地层拱存在,初始松动土压力为0.37σ_v^0,极限松动土压力为0.41σ_v^0,最终松动土压力为0.54σ_v^0,隧道变形应控制在5.7%以下避免地层拱贯通至地表。
- 汪大海贺少辉刘夏冰张嘉文姚文博
- 关键词：浅埋隧道
- 砂卵石地层泥水盾构掘进地表沉降规律及影响因素研究被引量：7
- 2019年
- 兰州地铁1号线迎门滩站—马滩站区间隧道首次在兰州粗粒径砂卵石地层中采用泥水平衡盾构法掘进,该区间全程穿越富水粗粒径砂卵石地层,需在富水砂卵石地层下穿黄河,地下水压力大,施工环境复杂,地表沉降控制难度大。以该区间泥水盾构掘进为研究对象,对泥水平衡盾构掘进引起的地表沉降规律进行理论及现场实测分析,结合盾构掘进参数的控制方式,分析此类粗粒径砂卵石地层掘进控制与地表沉降的关系。
- 张希杰刘夏冰姚文博李承辉贺少辉
- 关键词：地铁隧道盾构沉降
- 一种注浆工程作业中浆液注入率的获取方法
- 本发明公开一种注浆工程作业中浆液注入率的获取方法，该方法包括如下步骤：获取注浆区域的多个不同水平面上的截面图像，并将各截面图像变换为灰度图；根据设定在0-255区间中的阈值，将各灰度图变换为二值化图像；S3、统计变换后的...
- 郭炎伟董淑棉牛小化陈新栋刘夏冰
- 劈裂注浆复合土体等效弹性模量及泊松比计算方法
- 本发明公开了一种劈裂注浆复合土体等效弹性模量及泊松比计算方法，该方法的步骤包括基于劈裂注浆理论和对注浆浆泡的分析，建立隧道注浆复合土体强度的基本单元几何模型、基于面积等效原则，对基本单元几何模型进行简化分析，获得简化基本...
- 郭炎伟贺少辉刘夏冰马腾
- 文献传递
- 一种砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置和方法
- 本发明公开一种砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置和方法，装置包括实验筒、供水管和加压装置，实验筒内底面上设有底座支架，底座支架的顶部设有下金属板孔，下金属板孔的上表面设有下滤网，下滤网上填充试验土样，试验土样的顶面...
- 张淑朝贺少辉李承辉刘夏冰汪大海刘仰鹏朱自鹏
- 文献传递
- 下北山浅埋超大跨四线高铁隧道围岩压力和施工期支护衬砌结构受力特征研究
- 随着我国交通运输需求的增长以及选线、地形和环境因素的制约,出现了一些开挖跨度很大的浅埋隧道,现有研究成果不能完全套用于此类浅埋超大跨隧道,对超大跨隧道尺寸效应、围岩荷载计算法、支护体系承载机理等问题均需要进一步研究。新建...
- 刘夏冰
- 劈裂注浆复合土体等效弹性模量及泊松比计算方法
- 本发明公开了一种劈裂注浆复合土体等效弹性模量及泊松比计算方法，该方法的步骤包括基于劈裂注浆理论和对注浆浆泡的分析，建立隧道注浆复合土体强度的基本单元几何模型、基于面积等效原则，对基本单元几何模型进行简化分析，获得简化基本...
- 郭炎伟贺少辉刘夏冰马腾
- 文献传递
- 浅埋超大跨隧道洞口段围岩稳定性研究被引量：1
- 2023年
- 为保证浅埋超大跨高速铁路隧道洞口段施工稳定性,采用数值模拟和现场实测研究了浅埋超大跨高速铁路隧道洞口段施工时的围岩稳定性,结果表明:(1)浅埋超大跨隧道洞口段施工时中导洞核心土的开挖是控制围岩变形的关键工序,洞口段偏压会导致围岩拱脚局部应力集中;(2)施工引起的围岩沉降大致分为左右导洞开挖阶段、中导洞核心土开挖阶段和拆撑阶段,其中,中导洞核心土开挖30 d内是施工危险期;(3)洞口段采用的超前大管棚、超前小导管、超前预应力锚杆等措施,成功解决了洞口段围岩变形控制困难的问题,拱顶沉降最大值为34.5 mm,水平收敛最大值为12.5 mm。研究成果可为类似浅埋超大跨山岭隧道施工提供参考。
- 张军麻建飞刘夏冰吴瑞吴瑞
- 关键词：洞口段围岩稳定性监控量测
