郭小龙
- 作品数：10 被引量：178H指数：9
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金铁道部科技研究开发计划中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 高地应力软岩隧道变形分级控制技术及二次衬砌施作时机研究
- 随着国家新一轮西部大开发、“一带一路”等战略规划的实施，中国许多隧道修建在构造运动强烈、围岩破碎的软岩地层中。高地应力软岩隧道具有变形量大、变形时间长、流变强、支护困难的显著特点，是世界隧道工程建设面临的重大难题，同时也...
- 郭小龙
- 关键词：软岩隧道高地应力施工工艺
- 文献传递
- 高地应力陡倾层状软岩隧道变形破坏机理分析被引量：29
- 2017年
- 为分析高应力陡倾层状软岩隧道变形破坏机理,以新建成都—兰州铁路杨家坪隧道为例,分析隧道变形特征,论述了隧道开挖后围岩应力重分布特点。结合岩石单轴抗压强度试验,分析了层状围岩的强度及变形破坏的各向异性;采用FLAC有限差分软件,进行隧道开挖数值模拟,分析围岩塑性破坏特点,提出高应力陡倾层状软岩隧道变形破坏机理。结果表明:隧道变形以边墙收敛为主,变形量大,持续时间长;平行层面加载强度小于垂直层面加载强度,当平行于岩石层面加载,岩石为拉伸破坏,当垂直于层面加载,岩石为剪切破坏;隧道开挖后围岩按层面剪切—层面拉伸—岩石剪切的顺序发生塑性破坏,浅部围岩三种破坏全部发生,深部围岩主要发生层面的剪切破坏。
- 郭小龙谭忠盛李磊罗宁宁吴永胜
- 关键词：隧道变形
- 龙门山北段千枚岩强度及变形特性对比试验研究被引量：6
- 2017年
- 对成兰铁路龙门山北段隧道群4种典型千枚岩进行不同加载方位角的强度和变形特性对比试验研究,研究结果表明:加载方位角和岩石矿物成分严重影响千枚岩变形特性,并与围压水平有关。千枚岩单轴抗压强度随方位角变化呈"U"型的各向异性特征,所试验的4种千枚岩各向异性率由大至小对比关系为:HP>MP>QP>CP。试样一般在峰值应力前产生扩容现象,扩容起始应力和形式与加载方位角或层理发育程度相关。三轴压缩试验中,千枚岩垂直层理加载时的峰值强度、长期强度和残余强度比平行层理加载明显偏高,并随围压水平增加而增大。千枚岩不同加载方位角下单轴压缩试验破坏模式归纳为4种:层理面滑移剪切破坏、压拉剪切破坏、张拉破坏、复合破坏。
- 吴永胜谭忠盛余贤斌喻渝李磊郭小龙
- 关键词：千枚岩
- 大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究被引量：10
- 2015年
- 为了确定大断面黄土隧道深浅埋分界深度,结合郑州-西安高速铁路客运专线多条黄土隧道实际调查数据,通过对现有隧道深浅埋划分方法的分析,提出基于谢家烋公式的隧道深浅埋划分方法,当谢家烋公式松动压力出现极大值时对应埋深为深浅埋分界深度。通过对隧道实际破裂角β与计算破裂角β的比较,对公式中关键参数取值进行了分析。结果表明:(1)采用现有方法的大断面黄土隧道深浅埋划分深度介于1.2~5.6倍洞跨,分界深度区别较大;(2)谢家烋公式中摩擦角θ应取规范规定范围的下限值,此时隧道实际破裂角β与计算破裂角β较为接近;(3)老黄土隧道分界深度为37~50m,为2.5~3.4倍的洞跨,新黄土隧道分界深度为54~62m,为3.6~4.2倍的洞跨。
- 郭小龙谭忠盛
- 关键词：大断面黄土隧道
- 成兰铁路软岩隧道大变形控制技术及变形控制基准研究被引量：18
- 2022年
- 大变形控制一直是高地应力软岩隧道设计与施工中面临的重要难题,其中变形控制基准更是适当变形释放、减少拆除的关键因素之一。为此,依托成兰铁路高地应力千枚岩隧道,通过大量工程实践,分析软岩隧道断面型式优化、锚杆支护技术、开挖方法优化、二衬施作时机等,提出成兰铁路软岩隧道大变形控制技术。进而通过大量变形量测数据统计,分析基于施工过程的隧道变形特征,考虑隧道测量丢失位移,确定隧道预留变形量,建立基于施工过程的隧道位移控制基准。研究结果表明:基于“主动控制”的软岩隧道支护理念,成兰铁路提出“优化断面,强化锚杆,减少开挖分步,动态调整,分级控制”的软岩隧道大变形控制技术,重点优化锚杆的类型、参数及施工机械等,使锚杆快锚固,早承载。针对不同大变形等级,逐渐优化隧道断面,尽量采用大断面开挖,既可以减少围岩扰动,又可以减少空间限制对长锚杆施作的影响,从而控制围岩变形,提高施工效率,二衬作为安全储备,在初支变形稳定后施作,保证结构的长期稳定性。高地应力千枚岩隧道变形具有显著的时空效应,随着大变形等级提高,仰拱施工后变形占比增大,变形时间效应增强;虽然不同大变形等级下隧道变形量具有一定的离散性,但统计样本显著地服从正态分布;考虑测量丢失变形,以正态分布样本平均值的95%的区间估计作为隧道预留变形量限值,建议成兰铁路轻微大变形段、中等大变形段、严重大变形段和极严重大变形段单线隧道预留变形量分别为10~20、25~35、35~45、大于45 cm,双线隧道预留变形量分别为20~30、25~40、40~60、大于60 cm。考虑大变形分级和开挖方法,基于隧道施工过程建立高地应力千枚岩隧道变形控制基准,通过监控量测实时监测隧道变形,及时采用措施,可以有效防止初支侵限。
- 郭小龙谭忠盛喻渝
- 关键词：隧道工程软岩控制技术
- 高地应力陡倾互层千枚岩地层隧道大变形研究被引量：49
- 2017年
- 在高地应力陡倾软岩地层中开挖隧道,易引发围岩发生大变形。为了明确大变形的诱发因素,分析围岩的破坏机制、变形特征及支护结构的受力规律,提出合理的控制技术,依托杨家坪隧道进行相关研究。通过岩石试验,分析绿泥石千枚岩显著的各向异性力学特性,明确岩块的破坏形式与荷载角度的关系。通过现场观测和数值计算可知,围岩变形表现为整体内挤,水平收敛大于拱顶沉降,边墙围岩以水平向的弯折破坏和层面分离为主,其最大主应力呈"<",">"形分布,拱部和仰拱围岩以剪切滑移破坏为主,其最大主应力沿隧道切向。综合分析该隧道大变形的主要诱因是:高构造应力、不利岩层产状和低岩体强度。通过现场测试,总结了各支护结构的受力分布及发展规律。现场试验成果表明:与岩层大角度相交的长短组合锚杆配合注浆可有效加固围岩,改善围岩压力;减少开挖分部,使初支尽快成环,可充分发挥初支承载力;优化断面轮廓,可改善结构受力。
- 李磊谭忠盛郭小龙吴永胜罗宁宁
- 关键词：隧道工程隧道大变形高地应力岩石试验
- 挤压陡倾千枚岩地层小净距隧道大变形研究被引量：46
- 2019年
- 为了探明小净距隧道穿越挤压性软岩地层的大变形机制,提出相应的大变形控制技术,本文采用理论分析、数值计算、现场试验等手段对这种隧道大变形的影响因素、围岩变形规律、支护受力特征等进行研究,得出主要结论如下:(1)高构造应力、陡倾围岩产状、低围岩强度、近接施工扰动等多因素的耦合作用,导致了该隧道大变形的发生;(2)后行隧道对先行隧道的卸荷扰动,一方面使先行隧道承受偏压荷载,另一方面使先行隧道中岩柱侧围岩向洞外产生弯曲破坏,主要表现在先行隧道中岩柱侧边墙位移的减小、初期支护拱部受力状态的转变、二次衬砌拱部和仰拱拉应力的增大;(3)根据围岩变形和支护受力情况,按近接施工影响程度对小净距隧道进行分区,并以此作为控制措施动态调整和工程类比的依据;(4)严格控制施工工序,避免先行隧道二次衬砌端头处于后行隧道开挖作业面之内,并根据应力分布特征调整隧道断面形状,根据岩体产状特征调整锚杆角度,根据近接扰动情况对中岩柱进行保护与加固。
- 李磊谭忠盛郭小龙喻渝罗宁宁
- 关键词：高地应力小净距隧道大变形
- 高地应力千枚岩隧道二次衬砌施作时机研究被引量：15
- 2020年
- 二次衬砌施作时机一直是高地应力软岩隧道工程设计与施工过程中面临的关键技术难题之一。为此,依托在建成都-兰州铁路典型千枚岩隧道工程,基于隧道变形长期监测结果,分析高地应力软岩隧道变形时程特点,考虑软岩隧道荷载特点,确定了二次衬砌施作时机原则;考虑隧道测量丢失变形,提出软岩隧道第1稳定阶段变形量确定方法;通过现场实测变形数据统计回归,基于一定保证率确定不同大变形等级和不同断面下的软岩隧道二次衬砌施作时机,并进行现场试验验证。研究结果表明:适当刚度的初期支护可以实现高地应力软岩隧道前期变形稳定,但无法保持围岩长期稳定,二次衬砌应该在初期支护变形达到第1稳定阶段后施作,既可以减少二次衬砌荷载,又可以控制围岩变形;采用指数函数拟合软岩隧道变形具有较好的相关性,但参数差异性较大,同时在确定隧道第1稳定阶段变形量时应考虑测量丢失变形;轻微、中等大变形段拱顶下沉变形速率小于0.1~0.2mm·d-1,边墙收敛速率小于0.5mm·d-1,严重、极严重大变形段拱顶下沉变形速率小于0.4mm·d-1,边墙收敛小于0.6mm·d-1,即可进行二次衬砌施作;轻微大变形段、中等大变形段和严重大变形段分别在隧道开挖45~55d,55~60d和80~90d后达到二次衬砌施作标准。
- 郭小龙郭小龙谭忠盛李磊
- 关键词：隧道工程二次衬砌概率统计千枚岩
- 干旱荒漠区天然砂砾路基填料压实特性分析被引量：11
- 2017年
- 为研究天然砂砾路基填料的振动压实特性,首先采用筛分法对干旱荒漠地区多条在建高速公路的天然砂砾路基填料进行颗粒组成分析,其次进行表面振动压实试验,采用湿土法分析含水量对天然砂砾干密度的影响,采用干土法分析含石量、级配特性和振动时间对天然砂砾压实效果的影响。基于不同粗颗粒组含量下的最大干密度结果,拟合了天然砂砾最大干密度与粗颗粒中各粒组含量之间的关系式,并利用粗颗粒粒组含量确定天然砂砾的最大干密度。研究结果表明:新疆干旱荒漠区天然砂砾路基填料为不均匀土,级配不良的主要原因为曲率系数较小,填料中细粒含量较少;天然砂砾的干密度随着含水量增大会有谷值与峰值,与黏性土的单峰值变化有明显区别;天然砂砾含石量对最大干密度有显著影响,其最大干密度随含石量的变化分为明显的3个阶段,当含石量为60%时,可以得到最大干密度的最大值;不同级配的天然砂砾的干密度对振动时间的敏感性有明显区别。
- 包卫星郭小龙杨万精
- 关键词：压实特性振动压实天然砂砾含石量最大干密度
- 早强锚杆在高地应力层状软岩隧道中的应用研究被引量：10
- 2017年
- 以在建的成都—兰州铁路杨家坪隧道为工程依托,选取条件基本相同的30m典型围岩区段为试验段,对普通锚杆、早强锚杆支护时的洞周位移、围岩与初支接触压力、型钢拱架应力及其锚杆轴力进行实测对比分析,探讨了早强锚杆在高地应力陡倾层状软岩隧道中的作用机制。结果表明:高应力软岩隧道中锚杆轴力为拉力,早强锚杆比普通锚杆轴力更大,可以使隧道洞周位移减小40%;早强锚杆使隧道边墙围岩压力和钢架拱顶应力减小,围岩压力分布和钢架受力趋于均匀;早强锚杆通过注浆材料深入围岩,可以提高围岩层面强度;及时发挥锚固作用,抑制了围岩渐进破坏过程,从而减小围岩塑性区;加长了锚杆的拉拔长度,减小围岩与初支接触压力,改善隧道支护的受力状况,有效地控制隧道变形。
- 郭小龙谭忠盛李磊罗宁宁夏平
- 关键词：隧道工程高地应力
