考虑开挖面效应的黏结式锚杆锚固效应分析

1

作者 崔岚 廖哲贤 +2 位作者 董友扣 杨文钰 周亮梅 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第11期146-156,共11页

【目的】为简化计算,在针对全长黏结式锚杆-围岩支护相互作用方面的理论研究中,通常将围岩视为弹性体、将杆体视为刚性、或将锚杆与砂浆界面接触视为刚性,与实际不相符。【方法】针对于此,根据力学假定提出锚杆-围岩分层简化力学模型,... 【目的】为简化计算,在针对全长黏结式锚杆-围岩支护相互作用方面的理论研究中,通常将围岩视为弹性体、将杆体视为刚性、或将锚杆与砂浆界面接触视为刚性,与实际不相符。【方法】针对于此,根据力学假定提出锚杆-围岩分层简化力学模型,基于岩体屈服准则与流动法则,采用应力平衡与位移协调方程,给出改进的考虑隧道开挖面效应下的锚杆-围岩作用弹塑性解,该解法可用于预测隧道锚杆的受力状态与支护效果。之后,依托隧道工程实例对该解法进行验证,探讨了界面剪切刚度、岩体峰后应变软化特性、锚杆托盘刚度对锚杆支护效应的影响。【结果】在分析中发现,围岩应变软化行为对锚杆支护效应影响较为显著,在锚杆支护设计中应考虑到围岩的应变软化行为。在高应力条件下,锚杆托盘刚度在一定程度上影响了锚杆的失效形式,当远端处于塑性区域内部时,增大锚杆界面剪切刚度可有效加强锚杆控制效果。【结论】研究提供的计算程序可对系统锚杆支护的整体支护效果进行有效预测,为支护结构设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 围岩 开挖面效应 全长黏结式锚杆 锚固效应 隧道

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收敛约束法中隧道开挖面空间效应方法比较 被引量：22

2

作者 张常光 曾开华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1417-1424,共8页

合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研... 合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研究结果表明:2种开挖面空间效应方法都易与围岩特征曲线相结合,便于实际工程应用,且在一定参数范围内二者具有很好的一致性;T-N(09)支护力系数法仅适用于理想弹-塑性围岩,得到的支护压力偏小、围岩稳定变形偏大,应对其材料模型及参数范围进行有效拓展;V-D(09)位移释放系数法适用于各种弹塑性围岩,能较直观地反映开挖面空间效应的变化及影响范围,具有广泛的工程应用前景。 展开更多

关键词 开挖面空间效应 支护力系数 位移释放系数 支护压力 围岩稳定变形

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考虑开挖面空间效应的隧道支护设计新方法 被引量：5

3

作者 曾开华 韩小川 张常光 《铁道建筑》 北大核心 2015年第5期62-64,82,共4页

隧道开挖面的空间效应对选择合理的支护时机十分重要。本文利用位移释放系数来确定隧道前期变形,提出了考虑开挖面空间效应的隧道支护设计新方法,给出了其具体应用步骤,并得出因素影响特性。研究结果表明:中间主应力、围岩剪胀特性及不... 隧道开挖面的空间效应对选择合理的支护时机十分重要。本文利用位移释放系数来确定隧道前期变形,提出了考虑开挖面空间效应的隧道支护设计新方法,给出了其具体应用步骤,并得出因素影响特性。研究结果表明:中间主应力、围岩剪胀特性及不同施作距离对支护的起始作用位置及围岩稳定变形均有显著影响,但支护压力间的差异却相对较小,因而隧道支护设计既要依据支护压力,还要保证对围岩变形的有效限制作用。 展开更多

关键词 开挖面空间效应 支护设计 位移释放系数 支护压力 围岩稳定变形

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基于开挖面空间效应的围岩-支护相互作用机制 被引量：25

4

作者 侯公羽 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期2871-2877,共7页

根据开挖卸荷的概念和开挖面空间效应原理,提出围岩弹塑性变形二次释放的概念,建立基于开挖面空间效应和围岩弹塑性变形二次释放的力学模型,研究围岩-支护之间的相互作用。通过引入围岩与支护在其作用面(接触面)上必须满足的2个协调条... 根据开挖卸荷的概念和开挖面空间效应原理,提出围岩弹塑性变形二次释放的概念,建立基于开挖面空间效应和围岩弹塑性变形二次释放的力学模型,研究围岩-支护之间的相互作用。通过引入围岩与支护在其作用面(接触面)上必须满足的2个协调条件即应力协调和位移协调,实现对围岩-支护相互作用达平衡状态时的求解。建立基于开挖面空间效应及围岩-支护相互协调作用的支护结构设计方法。 展开更多

关键词 岩石力学 开挖卸荷 开挖面空间效应 弹塑性变形二次释放 围岩-支护相互作用 支护设计方法

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洋碰隧道开挖面空间效应的数值模拟研究

5

作者 徐林生 孙钧 蒋树屏 《矿产勘查》 2001年第6期42-44,共3页

本文采用洞周围岩位移释放系数的概念，对京珠高速公路粤境北段洋碰隧道Ⅳ类围岩在 全断面和上下台阶开挖方式下的开挖面空间效应问题进行了三维有限元仿真数值模拟研究，所得结果 对类似公路隧道的施工和监控量测等工作均有借鉴和指导... 本文采用洞周围岩位移释放系数的概念，对京珠高速公路粤境北段洋碰隧道Ⅳ类围岩在 全断面和上下台阶开挖方式下的开挖面空间效应问题进行了三维有限元仿真数值模拟研究，所得结果 对类似公路隧道的施工和监控量测等工作均有借鉴和指导作用。 展开更多

关键词 洋碰隧道 位移释放系数 开挖面空间效应 数值模拟

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斜井圆巷围岩开挖面空间效应分析

6

作者 李晶晶 王东升 《河南工程学院学报（自然科学版）》 2018年第4期44-47,共4页

在斜井圆巷工程的力学模型中,斜井倾角的存在对开挖卸荷过程中围岩的受扰动情况有一定的影响.基于工程现场勘探资料,采用FLAC 3D有限差分法进行数值模拟,考虑不同的岩性条件,分析静水压力下斜井开挖过程中围岩的力学效应,获取开挖过程... 在斜井圆巷工程的力学模型中,斜井倾角的存在对开挖卸荷过程中围岩的受扰动情况有一定的影响.基于工程现场勘探资料,采用FLAC 3D有限差分法进行数值模拟,考虑不同的岩性条件,分析静水压力下斜井开挖过程中围岩的力学效应,获取开挖过程中围岩径向位移沿井轴方向的变化规律.结果表明,斜井开挖面空间效应范围与围岩的位置有关,围岩顶板受开挖面影响最大,监测断面距开挖面6倍巷道半径的距离时围岩顶板已经开始受到扰动,开挖面远离监测断面8倍巷道半径的距离时开挖面空间效应的影响方可忽略,对围岩底板的影响最小.对斜井围岩开挖卸荷过程中围岩受扰动的特征及其理论的研究,具有重要的理论意义和工程实践价值. 展开更多

关键词 斜井 开挖面空间效应 变形 FALC 3D

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巷道开挖围岩应力时空效应研究 被引量：1

7

作者 庞金昌 《贵阳学院学报（自然科学版）》 2017年第3期70-73,共4页

围岩应力状态是巷道开挖支护的控制因素,具有显著的应力松弛效应与开挖面空间效应。围绕巷道开挖围岩应力演化过程,采用Burgers黏弹性流变模型,初步解析了围岩环向、轴向与径向应力分布的时空效应问题,并探讨了时间、空间以及蠕变参数... 围岩应力状态是巷道开挖支护的控制因素,具有显著的应力松弛效应与开挖面空间效应。围绕巷道开挖围岩应力演化过程,采用Burgers黏弹性流变模型,初步解析了围岩环向、轴向与径向应力分布的时空效应问题,并探讨了时间、空间以及蠕变参数相关性。结果表明:采用Burgers模型能充分反映围岩应力松弛效应,三向应力均随时间推移而迅速降低直至稳定于某一平衡状态;围岩力学松弛行为是时间和空间的函数,环向应力随开挖面后方距离增大而增大,径向应力刚好相反,而轴向应力保持不变;在应力松弛初期,环向应力下降的速度明显大于轴向应力与径向应力。该研究可为岩体巷道工程稳定性预测以及加固分析提供理论基础。 展开更多

关键词 巷道开挖 应力松弛 BURGERS模型 开挖面空间效应 应力释放

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深部软岩隧道施工性态时空效应分析 被引量：98

8

作者 赵旭峰 王春苗 孔祥利 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期404-409,共6页

随着我国交通事业的迅速发展,在深部岩体中修筑隧道工程已必不可少,随之而来的深部岩体所具有的特殊工程地质问题也更加突出。主要对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性黏弹性数值模拟,并将计算结果与现场实... 随着我国交通事业的迅速发展,在深部岩体中修筑隧道工程已必不可少,随之而来的深部岩体所具有的特殊工程地质问题也更加突出。主要对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性黏弹性数值模拟,并将计算结果与现场实测数据进行比较验证。研究结果表明,计入围岩流变效应,考虑深部软岩隧道时空效应影响,在作业面影响范围内,开挖面空间效应占主导因素,围岩应力随距作业面距离的加大而逐步释放;在此范围外,软弱岩体流变属性得以充分发挥。通过分析和施工实践证明,对于深埋软岩隧道应尽早施作衬护,以改善承载环范围内围岩受力,减少扰动,提高围岩自承能力;由于软岩流变效应显著,必须适时设置二次衬砌以承受来自围岩的后期流变压力,限制围岩大变形。研究成果丰富了地下工程施工力学理论,可应用于工程实践。 展开更多

关键词 岩石力学 深埋隧道 软弱围岩 施工力学 开挖面效应 时间效应 流变压力

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隧洞施工开挖过程初次支护时机选择方法 被引量：22

9

作者 苏凯 崔金鹏 张智敏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期3075-3082,共8页

建立某隧洞的二维和三维数值模型,分别以开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间的距离为控制参数,研究二维数值分析中的最佳初次支护时机问题和三维数值分析中的开挖面空间效应问题,并从隧洞开挖过程中围岩的变形规律出发,分析开挖荷载释... 建立某隧洞的二维和三维数值模型,分别以开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间的距离为控制参数,研究二维数值分析中的最佳初次支护时机问题和三维数值分析中的开挖面空间效应问题,并从隧洞开挖过程中围岩的变形规律出发,分析开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的关系。提出位移完成率的概念,并以此构建开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的对应关系,最终给出基于位移完成率的最佳初次支护时机选择方法。研究结果表明:不同支护时机下围岩稳定性差别明显;随着开挖荷载释放率的增大和开挖过程中掌子面的推进,监测断面的围岩位移不断增大直至最终稳定。 展开更多

关键词 隧洞 初次支护时机 位移完成率 开挖面效应 三维数值分析

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基于开挖面空间效应的巷道围岩支护时机分析 被引量：10

10

作者 张晓飞 王刘成 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第8期212-215,共4页

基于开挖面空间效应理论,对圆形巷道开挖面空间效应进行了分析,研究了煤巷锚杆支护结构的支护特性,并讨论了不同巷道半径及掘进速度情况下巷道围岩释放载荷和支护结构支护压力的变化特点,从而为选择合适的支护时机提供理论基础。结果表... 基于开挖面空间效应理论,对圆形巷道开挖面空间效应进行了分析,研究了煤巷锚杆支护结构的支护特性,并讨论了不同巷道半径及掘进速度情况下巷道围岩释放载荷和支护结构支护压力的变化特点,从而为选择合适的支护时机提供理论基础。结果表明:巷道半径对围岩释放载荷的影响较小,围岩释放载荷随开挖时间的增加均呈现先快速增加后缓慢增加然后基本不变的变化趋势。巷道掘进速度对巷道围岩释放载荷影响较大,随着掘进速度的增大,围岩载荷释放较快,支护时间也相应提前。巷道半径越大巷道围岩假想支护压力随时间变化越平缓;随着巷道掘进速度的增大,巷道围岩假想的径向支护压力迅速减小,支护结构支护压力临界点所对应的开挖时间越短。 展开更多

关键词 开挖面空间效应 支护特性 巷道围岩 支护压力

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围岩弹塑性变形条件下锚杆、喷混凝土和U型钢的支护效果研究 被引量：15

11

作者 侯公羽 李晶晶 +3 位作者 杨悦 王亚潇 李庆伟 梁永辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1357-1366,1376,共11页

已给出弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4m直径的... 已给出弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4m直径的工程算例，分别对素喷混凝土、锚杆和u型钢等3种支护结构的支护作用效果进行了理论计算与分析，主要包括：3种支护结构极限承载能力理论计算、基于开挖面空间效应的3种支护结构控制围岩弹塑性变形的理论计算与效果分析、剩余支护承载力对普氏围岩压力支护效果的计算与分析；研究了u型钢支架的荷载～径向变形本构关系、提出了剩余支护承载力的概念、分析了支护结构支护围岩各类形变压力的支护机制。研究结果表明：（1）3种支护结构能提供的支护承载力P1（〈1MPa）相对于原岩应力P。（〉10MPa）来说量级太低，控制5～6m及更大直径的巷道围岩弹塑性变形是无效的，但控制4m直径的巷道围岩弹塑性变形是有效的；（2）对于直径达5～6m甚至更大的巷道围岩，若支护结构的剩余支护承载力P2能有效地被保存，则支护结构还可以起到有效地支护普氏围岩压力的作用。 展开更多

关键词 开挖面效应 弹塑性变形 围岩-支护作用机制 支护效果 剩余承载力

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软弱围岩隧洞施工性态的力学模拟与分析 被引量：109

12

作者 孙钧 朱合华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1994年第4期20-33,共14页

本文着重对软弱围岩隧洞施工中的力学性态进行了计算机模拟和分析。文中除提出了考虑隧洞开挖面时空效应的三维分析模型外，还计入岩体流变时效，进行了弹－粘塑性数值计算。其中，研讨了开挖面推进过程中洞室围岩与错喷支护的相互作用... 本文着重对软弱围岩隧洞施工中的力学性态进行了计算机模拟和分析。文中除提出了考虑隧洞开挖面时空效应的三维分析模型外，还计入岩体流变时效，进行了弹－粘塑性数值计算。其中，研讨了开挖面推进过程中洞室围岩与错喷支护的相互作用以及设置整筑式二次内衬的影响。用所建议的力学模型和编制的程序软件，结合某实际工程，分别就洞室上下台阶法分部开挖、全断面法一次开挖和侧壁导坑法扩大开挖等三种最常见的隧洞施工作业方式进行了模拟分析，并将计算成果与现场实测数据作了比较验证。 展开更多

关键词 软弱围岩 隧洞 开挖面效应 锚喷支护 施工力学

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锚固体系作用下隧道围岩力学响应的全过程解析 被引量：7

13

作者 孙振宇 张顶立 +2 位作者 刘道平 侯艳娟 李奥 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期170-182,共13页

隧道锚固体系是围岩变形控制的重要手段,而对其作用机理的准确认识则是其科学设计的关键。为了探究隧道锚固体系作用下围岩响应的全过程演化规律,该文基于隧道开挖面空间效应,考虑隧道锚杆与锚索先后施作时围岩位移释放情况以及二者相... 隧道锚固体系是围岩变形控制的重要手段,而对其作用机理的准确认识则是其科学设计的关键。为了探究隧道锚固体系作用下围岩响应的全过程演化规律,该文基于隧道开挖面空间效应,考虑隧道锚杆与锚索先后施作时围岩位移释放情况以及二者相对长度的影响效应,并根据锚固体系与围岩相互作用过程中锚固区与塑性区的空间位态关系,建立了锚固体系全过程演化机制的6种工况分析模型并分别进行了解析,得到了锚固体系作用下围岩变形、塑性区半径以及应力场的全过程解答。通过典型算例与数值模拟进行对比,验证了所提出模型的合理性和可靠性。进一步分析了锚固体系的变形控制效果及其影响因素,阐明了锚杆与锚索支护各自的任务和目标,明确了锚索的安全储备作用,对锚固体系的变形控制原理给出了全新的认识。研究成果为隧道锚固体系的定量化设计奠定了一定的理论基础,可为隧道围岩大变形控制提供思路。 展开更多

关键词 隧道工程 锚固体系 全过程演化机制 开挖面空间效应 理论解析 变形控制

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弹塑性变形条件下围岩-支护相互作用全过程解析 被引量：44

14

作者 侯公羽 李晶晶 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期961-970,共10页

围岩-支护作用机制是正确认识支护结构对围岩进行有效支护作用的基础理论问题。根据开挖面的空间效应及Hoek拟合方程计算了某工程实例的巷道顶板径向位移沿巷道纵向剖面方向分布的曲线,建立了围岩-支护耦合作用的力学模型,进而建立了描... 围岩-支护作用机制是正确认识支护结构对围岩进行有效支护作用的基础理论问题。根据开挖面的空间效应及Hoek拟合方程计算了某工程实例的巷道顶板径向位移沿巷道纵向剖面方向分布的曲线,建立了围岩-支护耦合作用的力学模型,进而建立了描述巷道顶板径向位移与力学模型中的虚拟支护力的关系的数学模型。通过对数学、力学模型的解析与分析,研究了围岩-支护在其相互作用的全过程中的相互作用路径。在此基础上,对弹塑性变形阶段围岩-支护的相互作用原理给出了最新的认识。应用该研究成果,对某工程实例进行了支护作用效果的计算与分析研究。本文的研究成果实现了对围岩-支护耦合作用的全过程解耦,可以对围岩-支护的相互作用进行实时地预测或再现。 展开更多

关键词 围岩-支护相互作用 全过程解析:开挖面空间效应 虚拟支护力 围岩弹塑性变形

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矩形巷道冲击地压影响因素研究 被引量：3

15

作者 李忠华 包思远 +1 位作者 梁影 尹万蕾 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第10期51-57,共7页

为研究矩形断面巷道冲击地压问题,采用顶板剪切梁模型,考虑煤层损伤软化特性,根据冲击地压响应失稳理论,对矩形断面巷道发生冲击地压的临界载荷和影响因素进行了研究。结果表明:通过分析巷道两帮煤层塑性区宽度和上覆岩层载荷之间关系,... 为研究矩形断面巷道冲击地压问题,采用顶板剪切梁模型,考虑煤层损伤软化特性,根据冲击地压响应失稳理论,对矩形断面巷道发生冲击地压的临界载荷和影响因素进行了研究。结果表明:通过分析巷道两帮煤层塑性区宽度和上覆岩层载荷之间关系,得到巷道发生冲击地压的临界载荷;临界载荷与矩形断面巷道宽高比呈良好负相关关系,但随顶板厚度增大而增大,表明在一定范围内,矩形断面巷道宽高比越小,顶板越厚,越不易发生冲击地压;临界载荷随煤层与顶板的刚度比增大而减小,随煤模量比增大而增大;考虑开挖空间效应影响,提出了适用于矩形断面巷道的位移释放系数数学模型,解释了在煤矿现场,巷道冲击地压不是发生在掘进面附近,而是滞后一定距离的现象。 展开更多

关键词 矩形巷道 临界载荷 顶板剪切梁模型 开挖面空间效应

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岩质隧道施工过程变形时空问题的位移释放系数法 被引量：6

16

作者 张建智 俞缙 +2 位作者 张小燕 刘士雨 蔡燕燕 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期98-107,共10页

岩质隧道施工过程变形具有显著的成洞时间效应与开挖面空间效应。由于应力释放率与施工过程参数、围岩力学性态等的关系难以量化,应力释放系数法在解析岩质隧道施工过程变形问题时存在局限性。为描述岩质隧道与时间、空间相关的复杂的... 岩质隧道施工过程变形具有显著的成洞时间效应与开挖面空间效应。由于应力释放率与施工过程参数、围岩力学性态等的关系难以量化,应力释放系数法在解析岩质隧道施工过程变形问题时存在局限性。为描述岩质隧道与时间、空间相关的复杂的施工力学过程,假设围岩为Burgers体和Drucker–Prager组合模型。利用弹性–黏弹性对应原理与非关联流动法则建立无支护隧道变形解,采用位移释放系数法描述隧道施工过程变形的时空效应。获得的2维平面应变无支护隧道最大径向位移的数学函数形式与Manh解一致;当不考虑时间因素时,本文解可退化为Park解。通过与既有数值解和解析解对比,验证了本文解的正确有效性。进而分析隧道时空变形曲线,包括隧道蠕变特征曲线、围岩变形径向分布曲线和隧道纵剖面变形曲线,得到关于黏聚力、内摩擦角、扩容角与延迟时间等参数的敏感性规律。结果表明:随着时间推移或纵向距离的增大,隧道变形非线性递增;随着围岩深度的增加,隧道变形递减,隧道变形和塑性区半径均为黏聚力与内摩擦角的非线性递减函数;围岩扩容加剧了隧道变形;延迟时间控制了隧道变形的时程规律;隧道时空变形对介入参数的敏感性与其物理意义一致。位移释放系数法成功描述了岩质隧道施工过程变形的时空效应,可为施工过程提供理论指导。 展开更多

关键词 岩质隧道 施工过程 时间效应 开挖面空间效应 位移释放系数法 解析解

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非均匀应力场中巷道围岩变形控制研究 被引量：7

17

作者 刘海龙 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第6期66-69,共4页

根据岩石的力学特征及峰值应力前后的力学性能,结合岩体损伤特性,得到三维连续损伤演化方程。利用Mohr-Coulomb强度准则和连续损伤力学方法,考虑巷道开挖过程中的空间效应,分析并推导出巷道围岩处于非均匀应力场中损伤应力场的分布,以... 根据岩石的力学特征及峰值应力前后的力学性能,结合岩体损伤特性,得到三维连续损伤演化方程。利用Mohr-Coulomb强度准则和连续损伤力学方法,考虑巷道开挖过程中的空间效应,分析并推导出巷道围岩处于非均匀应力场中损伤应力场的分布,以及围岩—支护达到平衡时的相互作用力解析解。通过现场支护设计和监测,验证了计算分析的有效性,在实际工程计算中有一定的应用前景。 展开更多

关键词 巷道围岩 损伤理论 非均匀应力场 开挖面空间效应 变形控制

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隧道开挖模拟的支撑荷载法研究 被引量：18

18

作者 高峰 孙常新 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期70-77,共8页

采用有限元法对隧道施工过程的支撑荷载法中的几个问题进行了详细的研究。讨论了释放荷载和支撑荷载的关系,分析了支撑荷载的大小、方向以及选取的部位对计算结果的影响;根据三维模型的计算结果确定了位移释放率,并据此得到了按平面应... 采用有限元法对隧道施工过程的支撑荷载法中的几个问题进行了详细的研究。讨论了释放荷载和支撑荷载的关系,分析了支撑荷载的大小、方向以及选取的部位对计算结果的影响;根据三维模型的计算结果确定了位移释放率,并据此得到了按平面应变模型模拟隧道施工过程时各施工阶段支撑荷载的大小。计算结果表明:在采用平面应变方法进行隧道施工过程的计算时,为了模拟开挖面的空间效应,在洞周施加的是支撑荷载而非释放荷载;在只有体积力和面力的情况下,支撑荷载可以采用被挖掉的岩土体的周边(内圈)节点的等效节点力,也可以取留下围岩周边(外圈)节点的等效节点力并反号,若洞周节点上有集中荷载,则支撑荷载必须采用前者;在台阶法施工中,采用变化后的洞周节点力作为下半断面支撑荷载的初始应力的方法,能够得到较满意的结果。 展开更多

关键词 隧道工程 开挖面效应 有限元法 支撑荷载 位移释放率 施工力学

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