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基于Mohr-Coulomb准则隧道围岩-支护体系协同作用下支护强度分析
1
作者 梁译文 查文华 +2 位作者 许涛 刘造保 刘小虎 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第1期378-385,共8页
确定围岩-支护结构体系动态协同变形关系是地下工程支护需要解决的关键问题之一。运用Mohr-Coulomb准则推导隧道开挖支护后围岩径向变形与支护结构径向变形的协同方程,探讨Ⅳ级围岩塑性半径、围岩位移及支护刚度随支护强度的变化关系;... 确定围岩-支护结构体系动态协同变形关系是地下工程支护需要解决的关键问题之一。运用Mohr-Coulomb准则推导隧道开挖支护后围岩径向变形与支护结构径向变形的协同方程,探讨Ⅳ级围岩塑性半径、围岩位移及支护刚度随支护强度的变化关系;并运用FLAC3D数值模拟验证协同变形方程的合理性和有效性。结果表明,围岩-支护结构体系协同变形方程能很好地反映围岩位移和塑性区半径随支护强度变化的关系,且相互关系是非线性的。支护强度为0.75 MPa时,理论计算拱顶沉降为18.9 mm,数值模拟拱顶沉降为21.6 mm;支护强度为1.5 MPa时,理论计算拱顶沉降为11.2 mm,数值模拟拱顶沉降为11.1 mm,表明围岩-支护结构动态协同变形方程的有效性。针对Ⅳ级围岩在采用超前支护和交叉中隔壁法(cross diaphragm,CRD)施工时,建议支护强度设计为0.75~1.5 MPa,支护刚度设计为59.8~375.0 kN/mm。 展开更多
关键词 MOHR-COULOMB准则 围岩-支护结构体系 支护强度 支护刚度
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大跨度隧道围岩-支护体系稳定性分析 被引量：11
2
作者 柴柏龙 李晓红 +3 位作者 卢义玉 康勇 冯卫强 陈凌云 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期510-514,共5页
随着复杂地质条件下大跨度地下空间修建的日趋增多,以工程类比法为主体的静态设计、施工已无法满足地下工程建设的需求。文中以重庆绕城高速公路环山坪隧道断层破碎带为例,应用大型有限元ADINA软件,结合现场监控量测成果和施工方案,预... 随着复杂地质条件下大跨度地下空间修建的日趋增多,以工程类比法为主体的静态设计、施工已无法满足地下工程建设的需求。文中以重庆绕城高速公路环山坪隧道断层破碎带为例,应用大型有限元ADINA软件,结合现场监控量测成果和施工方案,预先计算出隧道开挖过程中围岩的位移随时间的变化规律以及在空间上的分布特点,在此基础上应用收敛-约束原理判断了围岩及支护体系的稳定性,并对支护参数和施工时机给出了更合理的建议。为隧道动态设计、合理施工提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 大跨度隧道 收敛-约束原理 围岩-支护体系 稳定性
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深埋软岩隧洞围岩-支护体系安全控制研究 被引量：8
3
作者 杨启贵 李建贺 《人民长江》 北大核心 2021年第5期139-148,共10页
深埋软岩隧洞变形程度大、持续时间长、支护困难,如何制定有效的设计对策以控制软岩变形是深埋软岩隧洞设计和施工面临的重要技术难题之一。软岩隧洞变形控制研究主要涉及3个关键科学问题:软岩隧洞围岩-支护体系承载机制、围岩-支护体... 深埋软岩隧洞变形程度大、持续时间长、支护困难,如何制定有效的设计对策以控制软岩变形是深埋软岩隧洞设计和施工面临的重要技术难题之一。软岩隧洞变形控制研究主要涉及3个关键科学问题:软岩隧洞围岩-支护体系承载机制、围岩-支护体系的安全控制指标与控制标准、软岩隧洞的合理支护时机与支护强度。多年来,国内外学者通过理论分析、现场试验、数值模拟等不同途径对软岩变形控制问题进行了系统的研究,取得了丰富的研究成果。分析了有关软岩变形控制3个关键问题的研究进展,探讨了围岩荷载的作用形式以及围岩-支护的荷载分担比例,建立了围岩-支护体系的安全控制指标与标准。在此基础上,对深埋软岩隧洞的合理支护时机和支护强度进行了探讨。相关认识和结论具有一定的理论和工程意义。 展开更多
关键词 深埋隧洞 软岩 围岩-支护体系 承载机制 支护时机 支护强度 滇中引水工程
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输水隧洞围岩支护结构受力变形分析 被引量：10
4
作者 褚秀军 《西北水电》 2022年第4期63-66,共4页
地下深埋输水隧洞在运营和施工过程中存在变形大、持续时间长、支护困难等技术难题以及安全隐患。针对此问题,本研究基于某实际隧洞工程,建立了总体位移和支护结构承载力的围岩-支护体系安全性评价指标,通过旋喷混凝土、钢拱架和锚杆三... 地下深埋输水隧洞在运营和施工过程中存在变形大、持续时间长、支护困难等技术难题以及安全隐患。针对此问题,本研究基于某实际隧洞工程,建立了总体位移和支护结构承载力的围岩-支护体系安全性评价指标,通过旋喷混凝土、钢拱架和锚杆三种支护方式,采用理论分析方法,研究了围岩支护强度、支护时间对其承载力的影响,并且对围岩-支护体系的安全稳定性进行了评价。结果表明:对于深埋输水隧洞,当滞后掌子面1 m开始进行支护施工作业时,隧洞围岩支护抗力为2.10 MPa;当滞后掌子面5 m开始进行支护施工作业时,隧洞围岩支护抗力为0.85 MPa。研究成果对实际工程具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 深埋输水隧洞 围岩-支护体系 旋喷混凝土 钢拱架 锚杆
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铁山隧道和大垭口隧道的平面弹塑性有限元分析 被引量：7
5
作者 张玉军 李治国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1969-1972,共4页
对巴彭公路铁山隧道和开万公路大垭口隧道的两个典型剖面的稳定性进行了平面弹塑性有限元计算,分析了围岩中的应力、变形、塑性区以及初期支护和二次衬砌结构的承载能力,得出了相应的认识:(1)在特定的埋深、岩体类别、支护结构及荷载释... 对巴彭公路铁山隧道和开万公路大垭口隧道的两个典型剖面的稳定性进行了平面弹塑性有限元计算,分析了围岩中的应力、变形、塑性区以及初期支护和二次衬砌结构的承载能力,得出了相应的认识:(1)在特定的埋深、岩体类别、支护结构及荷载释放比例的条件下,洞室周围有较强的应力集中现象,一定部位及范围内的围岩进入了塑性状态;(2)喷层、二次衬砌及锚杆均在弹性范围内工作,并且有较大的安全储备。 展开更多
关键词 隧道 围岩-支护体系 平面有限元 弹塑性分析
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长距离调水工程建设与安全运行集成研究及应用 被引量：9
6
作者 杨启贵 张传健 +2 位作者 颜天佑 刘琪 李建贺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1188-1210,I0003,I0004,共25页
基于国家跨流域调水工程建设重大需求和相关学科国内外最新研究发展,以滇中引水、引汉济渭、新疆大埋深隧洞等典型调水工程为依托,针对“大埋深隧洞开挖围岩响应模式与灾变机制”、“大埋深隧洞围岩–支护体系协同承载机理与全寿命设计... 基于国家跨流域调水工程建设重大需求和相关学科国内外最新研究发展,以滇中引水、引汉济渭、新疆大埋深隧洞等典型调水工程为依托,针对“大埋深隧洞开挖围岩响应模式与灾变机制”、“大埋深隧洞围岩–支护体系协同承载机理与全寿命设计理论”、“地震等自然灾害下输水建筑物的响应特征及灾变模式”等重大科学问题,以及“大埋深隧洞灾害预测预报与防治成套技术”、“隧洞穿越活断层抗断技术”、“大跨度高架渡槽抗震技术”、“闸泵阀关键设备研发及智能控制技术”、“调水工程全寿命周期安全监控与调控技术”等关键技术,开展了包括“大埋深隧洞岩体工程特性测试技术与综合评价方法”在内的10个方面的研究。提出了千米级深埋隧洞的地球物理探测及岩体特性测试技术与围岩特性评价方法,形成了隧洞高压突涌水预测与防治成套技术,开发了15 MPa超高压灌浆技术装备,提出了隧洞穿越错动量达0.5 m活断层抗断结构,研发了Ⅷ度强震区大型高架渡槽的抗震技术,并研制完成了220 m扬程40 MW级泵组、DN2000智能流量调节阀安全控制成套技术,形成了长距离调水工程建设及安全运行成套技术装备。项目相关研究成果已在依托工程中示范应用,为工程建设运行提供了坚实的技术支撑,同时有助于推动长距离调水及相关工程领域的技术进步,保障中国水资源宏观调控战略的有效实施,具有显著的社会、经济和生态效益。 展开更多
关键词 长距离调水工程 大埋深隧洞 围岩-支护体系 不良地质 智能仿真 高架渡槽 闸泵阀系统 运行保障
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引水隧洞突涌段变形特征及控制关键技术研究 被引量：5
7
作者 郝俊锁 《铁道建筑技术》 2022年第2期99-103,121,共6页
深埋引水隧洞突泥突水洞段注浆固结圈与初期支护结构作为协同承载结构,其荷载分担与变形控制对结构和施工安全有重要作用。为研究深埋引水隧洞突涌洞段围岩与支护体系稳定性,以滇中引水狮子山隧洞为工程依托,通过现场对围岩-支护监控量... 深埋引水隧洞突泥突水洞段注浆固结圈与初期支护结构作为协同承载结构,其荷载分担与变形控制对结构和施工安全有重要作用。为研究深埋引水隧洞突涌洞段围岩与支护体系稳定性,以滇中引水狮子山隧洞为工程依托,通过现场对围岩-支护监控量测与第二层型钢拱架受力监测,结合施工工况动态分析围岩-支护体系受力与变形,研究总结突涌段施工变形控制关键技术。研究结论:(1)深埋隧洞突涌洞段拱顶累计沉降17.4 mm,达预留值的17%左右;拱肩、拱腰累计收敛106.6 mm、98.1 mm,达预留值100%左右。(2)突涌洞段理论预测极限位移150 mm;现场监测评价设定阈值uo=100 mm,当达到2/3时,应采取加强措施。(3)最佳开挖方法为微台阶法。各级台阶长度控制在3 m左右,按“快挖、快支、快封闭”原则组织施工。(4)超前预支护管棚结构起到提高固结体刚度作用,较固结体提高约13倍。(5)双层支护结构强度、刚度增加,承载能力明显提高,施工安全性也得以提高。 展开更多
关键词 引水隧洞 突泥突水 围岩-支护体系 现场监测 变形控制
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