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Numerical Calculation of Channel Dredging Volume Using 3D Digital Stratum Model 被引量:1
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作者 缪正建 李明超 钟登华 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2012年第2期90-96,共7页
Prediction of channel dredging volume is critical for project cost estimation. However, many proposed approximate methods are not accurate. This paper presents a novel numerical method to accurately calculate the dred... Prediction of channel dredging volume is critical for project cost estimation. However, many proposed approximate methods are not accurate. This paper presents a novel numerical method to accurately calculate the dredg- ing volume using a 3D stratum model (DSM) and a channel surface model. First, the 3D DSM is constructed rapidly yet accurately from non-uniform rational B-splines (NURBS) surfaces through Boolean operation between a physical terrain model and a stratum surfaces model. Then, a parametric channel surface model is built from cross-section data and a channel center line using code implemented in the VC++ programming language. Finally, the volumes of different types of physical stratums can be calculated automatically and hierarchically to determine the dredging volume. Practical application shows that the DSM method is more precise and faster compared to the section method, and that the implementation of the developed software provides an interactive graphical user interface and visual presentation. 展开更多
关键词 dredging volume numerical calculation digital stratum model parametric modeling surface integral
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3D stratum modeling in urban geological information visualization
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作者 Zhende GUAN Chen CHEN Jian ZHANG Miao WANG 《Global Geology》 2008年第2期88-92,共5页
A conceptual model called virtual borehole is presented in practice engineering.Based on borehole data and the geologic section and by using GMS 6.0,MAPGIS software,the 3D stratum model of urban geologic information i... A conceptual model called virtual borehole is presented in practice engineering.Based on borehole data and the geologic section and by using GMS 6.0,MAPGIS software,the 3D stratum model of urban geologic information is established.The visual expression and analysis of 3D geologic data can be better realized in the open model established. 展开更多
关键词 geologic information 3D stratum modeling VISUALIZATION
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砂卵石地层盾构刀具磨损预测模型及刀具参数敏感性分析
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作者 李雪 龚子邦 +2 位作者 黄琦 陈霖 吴九七 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第2期63-68,共6页
[目的]砂卵石地层中的石英颗粒体积分数较高,会导致盾构刀具磨损严重,影响施工进度及工期。建立盾构刀具磨损预测模型来预测盾构刀具的磨损量,是确保盾构法施工高效安全进行的重要环节。因此,有必要研究刀具磨损预测模型,并进行刀具参... [目的]砂卵石地层中的石英颗粒体积分数较高,会导致盾构刀具磨损严重,影响施工进度及工期。建立盾构刀具磨损预测模型来预测盾构刀具的磨损量,是确保盾构法施工高效安全进行的重要环节。因此,有必要研究刀具磨损预测模型,并进行刀具参数敏感性分析。[方法]分析了砂卵石地层对盾构刀具的研磨性;介绍了砂卵石地层盾构刀具的切削机理;建立了考虑微观磨损特征的盾构刀具磨损预测模型,并对刀具参数进行敏感性分析。[结果及结论]不均匀系数、特征粒径与材料的磨损量正相关;塑性去除磨损、脆性去除磨损和黏着磨损的体积分数分别为61.4%、30.8%、7.8%,塑性去除磨损和脆性去除磨损占比较大;磨损系数随着不均匀系数和特征粒径的增大而增大,盾构刀具的磨损量整体随着刀具刃角的减小而减小。盾构刀具的磨损主要由磨粒磨损和黏着磨损造成。 展开更多
关键词 盾构隧道 砂卵石地层 刀具磨损预测模型
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富水地层坑趾宽度对坑中坑支护结构变形影响研究
4
作者 黄展军 曾超峰 +4 位作者 周鹏 张慧鹏 程雪松 姚元 丁海滨 《建材技术与应用》 2024年第4期9-14,共6页
随着地下空间的不断开发,坑中坑在工程中越来越常见,但目前对坑中坑的研究尚不全面。以南昌艾溪湖隧道坑中坑工程为研究背景,利用Midas GTS/NX有限元软件,研究在富水地层中坑趾宽度对基坑围护结构变形规律的影响。通过将模拟计算结果与... 随着地下空间的不断开发,坑中坑在工程中越来越常见,但目前对坑中坑的研究尚不全面。以南昌艾溪湖隧道坑中坑工程为研究背景,利用Midas GTS/NX有限元软件,研究在富水地层中坑趾宽度对基坑围护结构变形规律的影响。通过将模拟计算结果与实测对比,证明了模型的正确性及考虑渗流条件的必要性。结果表明:增大坑趾宽度能有效减小外坑围护结构水平位移,且最大水平位移所在位置会逐渐上升;坑趾宽度的增加对减小内坑排桩水平位移有显著效果,该工程中坑趾宽度由2 m增大到12 m,最大水平位移减小了76%;随坑趾宽度的增大,地表沉降会逐渐减小。在工程场地条件允许的前提下,应该尽量增大坑趾宽度,以减小内外坑围护结构变形。 展开更多
关键词 富水地层 坑中坑 变形 HSS模型
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基于博弈论与可拓云的盾构掘进安全稳定性评价 被引量:1
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作者 王伟 王兴 +1 位作者 刘丹娜 周勋 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期148-157,共10页
为了研究对盾构掘进安全稳定性评价过程中各评价指标间的模糊性、随机性和各个指标的权重问题,选取地面沉降、建筑物沉降、河堤沉降、管线沉降以及管片沉降等监测数据作为评价指标,采用博弈论、层次分析法和熵值赋权法进行了组合赋权,... 为了研究对盾构掘进安全稳定性评价过程中各评价指标间的模糊性、随机性和各个指标的权重问题,选取地面沉降、建筑物沉降、河堤沉降、管线沉降以及管片沉降等监测数据作为评价指标,采用博弈论、层次分析法和熵值赋权法进行了组合赋权,通过可拓云模型计算评价指标的期望、熵和超熵,运用Matlab计算并绘制了各评价指标的云滴图。最后,将博弈论赋权结果与可拓云模型计算结果相结合,构建了盾构掘进安全可拓云综合评价模型,对实际工程案例中19组监测数据进行了安全稳定性评价,并与模糊综合评价结果进行了对比。结果表明:案例中盾构隧道区间安全稳定性评价指标的重要性排序依次为建筑物沉降、管片沉降、地面沉降、管线沉降和河堤沉降;综合评价结果为8个Ⅲ级,4个Ⅱ级,7个Ⅰ级,其中,对于Ⅱ级和Ⅰ级数据组附近需采取相应的预防措施;评价模型能够反映各指标之间的不确定性关系,避免了单一赋权的片面性,相较于模糊综合评判其计算结果更符合客观实际情况。综合上述研究提出了一种基于博弈论理论与可拓云模型相结合的综合评价方法,为盾构施工安全评价提供了新的方法和思路。 展开更多
关键词 隧道工程 稳定性评价 博弈论 可拓云模型 盾构掘进 砂卵石地层
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考虑迁移特性的有机污染场地地下水风险评价
6
作者 王蓉 《工程勘察》 2024年第9期44-49,共6页
针对长三角地区典型低渗透地层组合及有机污染物迁移特征,结合DRASTIC模型脆弱性评价,开展了土壤—地下水系统受有机物污染的综合风险分析。长三角滨海平原地区总体上地下水位埋深浅,含水层较厚,降水量大,在污染源强相同的条件下容易遭... 针对长三角地区典型低渗透地层组合及有机污染物迁移特征,结合DRASTIC模型脆弱性评价,开展了土壤—地下水系统受有机物污染的综合风险分析。长三角滨海平原地区总体上地下水位埋深浅,含水层较厚,降水量大,在污染源强相同的条件下容易遭受污染,其中饱和带以低/高渗透性土层交互分布、高渗透性土层为主的典型地层脆弱性较高。当存在高浓度重质非水相有机污染物时,易发生垂向迁移,需在污染修复治理时重点关注。 展开更多
关键词 低渗透性地层 非水相有机物 DRASTIC模型 迁移风险
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灯影组白云岩高温后单轴力学特性及本构模型研究
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作者 周忠鸣 陈军海 +3 位作者 李丹丹 孙倩倩 贾延军 江嘉俊 《钻探工程》 2024年第6期59-66,共8页
四川灯影组已成为中国石化在四川盆地天然气增储上产、提升国家能源安全保障力度的重要层系。由于对超深层高温灯影组白云岩力学特性认识尚不清楚,常导致白云岩井壁失稳问题。通过开展25(室温)、100、150、180、200和220℃条件下白云岩... 四川灯影组已成为中国石化在四川盆地天然气增储上产、提升国家能源安全保障力度的重要层系。由于对超深层高温灯影组白云岩力学特性认识尚不清楚,常导致白云岩井壁失稳问题。通过开展25(室温)、100、150、180、200和220℃条件下白云岩的单轴抗压强度实验,揭示了白云岩单轴力学强度特征和变形特征。灯影组白云岩在一定温度范围内(100~220℃)将随着温度升高而表现出明显的脆性增强,认为这是灯影组白云岩峰值强度随温度升高而降低的原因。基于应变等效原理,建立了高温后灯影组白云岩损伤变形本构模型。对比研究表明:由本构模型绘出的应力-应变曲线与实验实测曲线对比,模型结果与实际情况吻合较好,模型能够充分反映不同温度下的灯影组白云岩损伤过程;该模型能够很准确地表征白云岩在不同温度下其强度参数和变形参数,可以为井筒稳定性分析提供更科学、更严格的模型,提高了重点区域超深—特深复杂地层地质认识及钻完井复杂故障防控能力。 展开更多
关键词 灯影组 白云岩 超深层高温地层 单轴力学特性 本构模型
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软土深层调蓄排水管道长期运营累积沉降规律研究
8
作者 朱麒璇 周维祥 +3 位作者 徐柯锋 徐震 朱长根 吕玺琳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期231-235,共5页
深层调蓄管道因长期承受充放水循环荷载导致运营期产生较大沉降,并可能进一步引起管道泄漏、损坏等,从而影响深隧调蓄系统正常运营与环境安全。针对长期充放水循环荷载导致的软土地层管道沉降问题,采用拟静力有限元模拟得到管道满流荷... 深层调蓄管道因长期承受充放水循环荷载导致运营期产生较大沉降,并可能进一步引起管道泄漏、损坏等,从而影响深隧调蓄系统正常运营与环境安全。针对长期充放水循环荷载导致的软土地层管道沉降问题,采用拟静力有限元模拟得到管道满流荷载导致的地基应力分布,并基于分层总和法与软土塑性应变、孔压随加载循环累积的经验公式,提出了管道下方软土地基长期沉降的计算方法。将该法用于上海苏州河段深层调蓄管道长期沉降预测,分析得到了管底地基未加固条件下管道-地基系统长期沉降演化规律。结果表明因充放水循环荷载具有低频重载的特点,地基沉降的绝大部分由于软土的循环累积塑性应变导致,而由孔压消散引起的固结沉降几乎可以忽略。研究成果可为软土地区深隧排水系统设计和运维安全保障提供有益参考。 展开更多
关键词 深层 排水管道 长期沉降 循环荷载 经验模型
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岩溶地层大断面隧道浅埋暗挖施工对围岩稳定性的影响
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作者 魏庆军 王亚鹏 赵伯谦 《建筑技术》 2024年第1期55-60,共6页
以太焦铁路南坡隧道工程为基础,在岩溶地层中大断面隧道浅埋暗挖施工造成围岩失稳的判断依据基础上,设计选取围岩等级、埋置深度、溶洞与隧道的相对位置、溶洞直径4个参数进行正交试验,同时采用数值模拟与回归分析相结合的分析方法,探... 以太焦铁路南坡隧道工程为基础,在岩溶地层中大断面隧道浅埋暗挖施工造成围岩失稳的判断依据基础上,设计选取围岩等级、埋置深度、溶洞与隧道的相对位置、溶洞直径4个参数进行正交试验,同时采用数值模拟与回归分析相结合的分析方法,探讨了各参数对安全厚度的影响,最终建立了溶洞与大断面浅埋隧道安全距离预测模型。研究结果表明:岩溶地层大断面隧道浅埋、暗挖施工时,溶洞与隧道的相对位置、隧道的埋置深度、溶洞直径、围岩等级4个参数对溶洞与大断面浅埋隧道安全距离的影响逐渐增大。安全距离与围岩等级呈负相关,与溶洞所在位置呈正相关,与隧道埋置深度呈正相关,与溶洞直径呈正相关。预测的可靠性通过工程实例得到验证,说明提出的安全预测在之后的工程设计中具有借鉴价值。 展开更多
关键词 岩溶地层 大断面隧道 有限元模型 正交试验
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近距离多煤层下行重复采动覆岩变形与裂隙演化特征研究
10
作者 张金贵 姬中奎 +4 位作者 呼少平 王海 胡俭 韩强 杨帆 《中国矿业》 北大核心 2024年第5期152-163,共12页
随着地壳浅部易采煤炭资源的逐渐枯竭,复杂地质条件下的多煤层开采将成为新常态。由于多煤层开采对上覆岩体造成极大的重复扰动,导致覆岩的垮落、移动与裂隙演化规律相较于单一煤层开采更加复杂。为了研究多煤层下行重复采动条件下覆岩... 随着地壳浅部易采煤炭资源的逐渐枯竭,复杂地质条件下的多煤层开采将成为新常态。由于多煤层开采对上覆岩体造成极大的重复扰动,导致覆岩的垮落、移动与裂隙演化规律相较于单一煤层开采更加复杂。为了研究多煤层下行重复采动条件下覆岩变形与裂隙演化特征,本文以陕北神府矿区张家峁煤矿4^(-2)煤层、4^(-3)煤层、4^(-4)煤层、5^(-2)煤层开采为研究对象,进行了几何相似比1∶100的相似模型试验和UDEC数值模拟研究。张家峁煤矿四层煤层下行重复采动物理相似模拟和数值模拟分析结果表明,周期来压步距随下行开采呈逐渐减小的规律,冒落带高度与煤层厚度正相关,4^(-2)煤层开采后导水裂隙带贯穿至地表,4^(-3)煤层、4^(-4)煤层、5^(-2)煤层开采结束后,导水裂隙带均贯穿层间覆岩。顶板围岩在反复拉伸、挤压作用下,破碎程度逐渐增大,且多为未闭合裂隙。研究结果可以为多煤层开采条件下的顶板管理和开采设计提供理论层面的参考和指导。 展开更多
关键词 多煤层 重复采动 关键层 导水裂隙带 相似模型
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采动覆岩注浆离层力学结构模型及稳定性预测方法:以张集煤矿为例
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作者 李兵 陈永春 +1 位作者 安士凯 胡林 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第22期9324-9333,共10页
煤矿开采引发地表岩土层移动变形,进而导致建筑倒塌、生态环境破坏等问题,离层注浆是减缓地表沉降的重要手段之一。为了研究淮南矿区倾斜地层采动离层的发育和稳定性,基于关键层理论,建立了由主关键层、注浆阻隔层、亚关键层组成的采动... 煤矿开采引发地表岩土层移动变形,进而导致建筑倒塌、生态环境破坏等问题,离层注浆是减缓地表沉降的重要手段之一。为了研究淮南矿区倾斜地层采动离层的发育和稳定性,基于关键层理论,建立了由主关键层、注浆阻隔层、亚关键层组成的采动覆岩注浆离层力学结构模型,提出了注浆离层稳定性力学判据。采用离散元数值模拟分别建立水平和倾斜地层模型,模拟煤层开采过程中裂隙演化规律及可注浆离层发育情况。结果表明,水平和倾斜地层导水裂隙均未贯通注浆阻隔层,主关键层底部均发育可注浆离层,水平地层可注浆离层开度比倾斜地层的开度更大。数值模拟证明采动覆岩注浆力学结构模型可以对采动离层稳定性进行有效预测。 展开更多
关键词 离层注浆 注浆离层力学模型 注浆阻隔层 关键层 数值模拟 离层稳定性
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砂卵石地层隧道拼装型支护结构受力与变形 被引量:3
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作者 杨晓华 蔡世春 +2 位作者 董学伟 叶飞 胡瑞青 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1562-1573,共12页
为更好地控制砂卵石地层隧道在矿山法施工时的变形与地表沉降,提出一种基于钢管混凝土承载原理可快速施工的拼装型复式支护结构。在模型试验的基础上,采用数值模拟的方法对不同埋深及不同地层条件下复式支护结构的承载性能进行了研究。... 为更好地控制砂卵石地层隧道在矿山法施工时的变形与地表沉降,提出一种基于钢管混凝土承载原理可快速施工的拼装型复式支护结构。在模型试验的基础上,采用数值模拟的方法对不同埋深及不同地层条件下复式支护结构的承载性能进行了研究。结果表明:相较于锚喷支护,复式支护结构可以显著改善隧道的地表沉降、拱顶下沉、周边收敛以及受力情况;复式支护结构在10 m、15 m和20 m埋深下对于控制地表沉降、拱顶下沉、周边收敛、隧道变形速率以及结构应力方面均表现良好,工作性能与埋深无明显相关性;复式支护结构在稍密、中密和密实砂卵石地层中均有良好的效果,在稍密地层中相较于锚喷支护可减少51.22%的地表沉降。 展开更多
关键词 隧道 砂卵石地层 模型试验 支护结构 拼装
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基于透明土的盾构隧道突水涌砂灾变发展试验研究 被引量:2
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作者 冯义 陈育民 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第1期75-81,共7页
针对饱和砂土地层盾构隧道施工中的突水涌砂灾害问题,以上海市轨道交通某盾构区间为研究背景,将自主研制的灾变可视化试验模型与透明土技术相结合,对砂土地层隧道顶部结构破损灾变过程的土体流动形态、土颗粒位移速度场进行试验研究。... 针对饱和砂土地层盾构隧道施工中的突水涌砂灾害问题,以上海市轨道交通某盾构区间为研究背景,将自主研制的灾变可视化试验模型与透明土技术相结合,对砂土地层隧道顶部结构破损灾变过程的土体流动形态、土颗粒位移速度场进行试验研究。结果表明:1)盾构隧道突水涌砂灾害发生后,隧道裂隙孔口上方部分区域的土颗粒密实度减小,砂土发生剪切破坏。2)在灾变前期,土颗粒竖向位移场呈椭圆状等值线分布,颗粒位移速度随与隧道中心水平距离的增加而非线性地衰减,当隧道埋深为2D(D为隧道直径)时,水平向影响范围为3D。3)随着灾变的发展,土颗粒位移速度先增大后减小,涌入隧道内的砂水混合物中土颗粒的体积分数占比持续减少,最大程度地还原了隧道突水涌砂后期的灾变现象。 展开更多
关键词 盾构隧道 砂土地层 突水涌砂 透明土 模型试验
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层状异性蠕变地层桩基沉降位移的理论解
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作者 王颖轶 徐伟忠 +1 位作者 艾青 于通 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期2717-2723,共7页
考虑软土地层层状异性及流变特性,采用虚拟柱状结构等效流变模型,建立了桩基不同荷载条件和承载模式下沉降位移的理论解。研究了不同荷载等级条件下桩基沉降位移的空间分布特征及其时效特性。结果显示,软土地层中桩基承载模式随荷载增... 考虑软土地层层状异性及流变特性,采用虚拟柱状结构等效流变模型,建立了桩基不同荷载条件和承载模式下沉降位移的理论解。研究了不同荷载等级条件下桩基沉降位移的空间分布特征及其时效特性。结果显示,软土地层中桩基承载模式随荷载增大呈动态演化。当桩基处于摩擦承载模式时,桩基沉降位移为桩体压缩瞬态弹性变形;当桩侧阻抗无法平衡桩顶荷载时,桩基承载模式转化为摩擦与桩端共同承载模式,桩基总位移为桩体变形和桩底土体沉降位移的叠加。同时,对于桩端承载状态,由于土体的流变特性,桩基总位移呈现显著的时效特性。随荷载增大,桩端位移的时效性更趋显著。 展开更多
关键词 层状异性 流变地层 虚拟柱状结构等效模型 桩基位移时效特性 理论解
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复合地层稳态渗流水头损失计算模型试验研究
15
作者 张喆 王强 +1 位作者 邓国华 杨党校 《粘接》 CAS 2023年第12期135-138,共4页
研究预测复合地层渗流过程中水头损失变化规律与简化计算,针对不同类型的复合地层进行稳态渗流条件下的水头损失简化计算模型试验。结果表明,复合地层渗流过程水头损失明显受到地层交替分布影响;粗粒土复合地层按照渗透系数较大的土层... 研究预测复合地层渗流过程中水头损失变化规律与简化计算,针对不同类型的复合地层进行稳态渗流条件下的水头损失简化计算模型试验。结果表明,复合地层渗流过程水头损失明显受到地层交替分布影响;粗粒土复合地层按照渗透系数较大的土层向渗透系数较小的土层方向连续渗流,水头损失大小采用达西定律简化计算;渗透系数小的粉质黏土层若是位于复合地层的上层或是中层,可能出现渗流的不连续,甚至是水头的消失,水头损失大小由渗透系数最小的地层控制简化计算;位于大厚度粉质黏土层下的饱水地层,水头损失从粉质黏土层临界面以下土层进行重新简化计算。 展开更多
关键词 复合地层 渗透系数 水头损失计算 模型试验
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采动覆岩离层注浆地表沉陷“四区”控制模型及应用 被引量:7
16
作者 韩磊 杨科 +4 位作者 王天君 于祥 裴春敏 许起 何祥 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期23-35,共13页
覆岩离层注浆技术已被证实是一种能够满足矿井无损开采与固废减排的新方法。为了有效控制采动引起的地面构筑物沉降,以关键层理论为基础对离层注浆开采全过程进行稳态分析。首次提出了采动覆岩离层注浆地表沉陷“四区”控制模型,分别为... 覆岩离层注浆技术已被证实是一种能够满足矿井无损开采与固废减排的新方法。为了有效控制采动引起的地面构筑物沉降,以关键层理论为基础对离层注浆开采全过程进行稳态分析。首次提出了采动覆岩离层注浆地表沉陷“四区”控制模型,分别为常规区、过渡区、注浆区和控制区,并推导出“四区”范围的计算公式。以3501工作面控制地面焦化厂沉降为工程背景,结合相似模拟与现场实测的沉陷观测数据对提出的“四区”模型进行验证,结果表明:相似模拟离层注浆地表沉陷曲线呈不规则的“V”字形,工作面地表下沉量先快速增大,到达最大下沉点后,地表下沉量先快速减小,随后减小速率逐渐变缓,沉陷曲线表现出明显的“四区”分布,最大下沉量为1589 mm,出现在常规区与过渡区的接触边界,过渡区与注浆区接触边界下沉量为497.94 mm,控制区内基本无下沉;基于概率积分法预测的注浆条件下采动引起的地表下沉量、水平变形、倾斜和曲率与现场实测结果相符,但明显小于未注浆条件下的预测值,确定了注浆条件下地表变形满足构筑物Ⅰ级损坏等级的要求;结合矿井的实际工程地质及实际观测数据,得到常规区范围为261.19 m,过渡区范围为246.09 m,注浆区范围为655.25 m,控制区范围为199.53 m。提出的“四区”控制模型为研究离层注浆开采沉陷问题提供了基础理论依据。 展开更多
关键词 离层注浆 “四区”控制模型 关键层 地表沉陷 损坏等级 概率积分法
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富水地层地铁明挖结构抗浮破坏模式研究 被引量:3
17
作者 臧万军 赵曦雯 +2 位作者 王启云 张雨露 肖南雄 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期302-308,共7页
不同地层结构的抗浮设计存在很大区别,位于富水地层中的地铁车站,结构抗浮问题尤为突出。以厦门地铁典型车站为研究对象,采用室内模型试验与ABAQUS有限元模拟相结合的方法,研究地铁车站位于富水地层中的抗浮破坏模式,并提出抗浮措施。... 不同地层结构的抗浮设计存在很大区别,位于富水地层中的地铁车站,结构抗浮问题尤为突出。以厦门地铁典型车站为研究对象,采用室内模型试验与ABAQUS有限元模拟相结合的方法,研究地铁车站位于富水地层中的抗浮破坏模式,并提出抗浮措施。结果表明:富水地层中的地铁车站抗浮破坏模式为整体抗浮失效,由于车站侧壁摩阻力作用,结构并非突然浮起,而是整体上浮位移增长速率加快,破坏时板柱节点处的应变较底板其他部位偏大;上浮破坏时底板处孔隙水压力变化趋势与水体水压一致,由于渗流损失,底板处孔隙水压力需折减,折减系数约为0.79~0.85;抗浮设计时可考虑利用围护结构,改变渗流路径,增大水头折减。 展开更多
关键词 地铁车站 富水地层 模型试验 抗浮
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地层环境对单拱大跨装配式车站结构力学性能影响分析 被引量:2
18
作者 刘人菩 孟栋 +2 位作者 白雪梅 郑书悦 吴成刚 《都市快轨交通》 北大核心 2023年第2期82-90,共9页
随着装配式车站在滨海城市的建设,软弱土体对车站结构力学性能的影响成为备受关注的问题之一。以深圳地铁某装配式车站为工程背景,采用Midas-GTS有限元分析软件,建立地层-结构模型,分析单拱大跨装配式车站的力学特征,探索不同弹性模量... 随着装配式车站在滨海城市的建设,软弱土体对车站结构力学性能的影响成为备受关注的问题之一。以深圳地铁某装配式车站为工程背景,采用Midas-GTS有限元分析软件,建立地层-结构模型,分析单拱大跨装配式车站的力学特征,探索不同弹性模量、泊松比、地层条件、覆土厚度对地下车站结构变形、受力及接头内力的影响和规律,对装配式车站结构的地层适应性提出理论依据和结构设计指导。结果表明:①在泊松比不变的情况下,弹性模量对车站结构力学性能影响较大,当弹性模量从15 MPa增大到60 MPa时,弯矩减小了44.58%;并且这种影响是非线性的,弹性模量在15~30 MPa区段变化时结构变形较为敏感,当弹模达到45 MPa以上时,敏感度下降;②地层条件对结构顶板跨中和拱脚支座内力影响较大,强风化地层相对填土地层拱顶弯矩减少了约29.62%,而对侧墙内力影响较小,对BC接头影响较大;③当装配式车站所在土层为填土时,BC接头弯矩冗余量非常小,在结构设计时需要对接头进行加强,或者对地层进行适当改良;④在硬塑地层中,当覆土厚度从3 m增加到5 m时,BC接头弯矩冗余量减少了35.37%,但接头冗余量均达到29%以上,接头的安全性储备较大,接头可靠。 展开更多
关键词 地铁 装配式车站 有限元分析 地层-结构模型 结构内力
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复合地层中不同刃形滚刀与岩石接触行为研究 被引量:2
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作者 邓雨 张蒙祺 +1 位作者 莫继良 周仲荣 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期329-339,共11页
目的滚刀截面形状即刃形对滚刀综合性能影响显著,研究不同刃形的滚刀在复合地层中的载荷变化特点,把握各型滚刀应用于复合地层时的优势与劣势,对于减少滚刀失效、降低刀盘偏载具有重要指导意义。方法通过滚刀破岩试验获取和对比3种刃形... 目的滚刀截面形状即刃形对滚刀综合性能影响显著,研究不同刃形的滚刀在复合地层中的载荷变化特点,把握各型滚刀应用于复合地层时的优势与劣势,对于减少滚刀失效、降低刀盘偏载具有重要指导意义。方法通过滚刀破岩试验获取和对比3种刃形的滚刀(平顶、圆顶和螺旋槽滚刀)在软硬复合地层中的切削力、破岩体积等关键指标,同时建立滚刀破岩有限元数值模型,探究滚刀刃形影响其切削岩石性能的机理和规律。结果在复合地层中工作时,平顶滚刀所需的法向力均值最高,其余滚刀则相近。这是由于圆顶和螺旋槽滚刀破岩时仅有部分表面参与接触,接触面积均小于平顶滚刀,应力集中效应明显,从而降低破岩法向力。螺旋槽滚刀在切削不同强度岩石时的法向力差距最小;圆顶滚刀的法向力标准差的值最小。3种滚刀均形成了粉末状和片状岩石碎片,平顶和圆顶滚刀形成的岩石碎片总体积相近而螺旋槽滚刀略低。结论复合地层软硬岩强度相差较大时,可选用螺旋槽滚刀以减轻刀盘偏载;硬岩部分强度较高时,推荐选用圆顶滚刀,以减小切削力和载荷冲击。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机 复合地层 滚刀 破岩试验 有限元模型
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超载作用下土岩复合地层盾构隧道变形及破坏特征模型试验研究 被引量:4
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作者 张晏铭 刘庭金 +1 位作者 朱超 肖俊贤 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4277-4287,共11页
地面突发堆载诱发运营期内地铁隧道病害的案例屡见不鲜,广州地区地铁隧道建设中常遇洞身上部为软土、砂层,下部为硬岩的土岩复合地层。目前对于局部超载作用下,土岩复合地层中盾构隧道变形与破坏特征并不明确,现行加固标准对于该种特殊... 地面突发堆载诱发运营期内地铁隧道病害的案例屡见不鲜,广州地区地铁隧道建设中常遇洞身上部为软土、砂层,下部为硬岩的土岩复合地层。目前对于局部超载作用下,土岩复合地层中盾构隧道变形与破坏特征并不明确,现行加固标准对于该种特殊地层的适用性也亟待验证。通过1︰5的土箱模型试验,探究不同硬岩比的土岩复合地层中隧道在正上方局部超载作用下的变形规律和破坏模式。试验结果表明:地层硬岩比对局部超载下盾构隧道的位移发展及其分布影响显著,结构的临界失稳荷载等级随着硬岩比增大而提高,结构破坏椭圆度随之减小,硬岩比的增大加强了结构外部围岩的约束作用,显著地控制了隧道椭变,但约束的加强也使结构呈现脆性性状,位移发展速率出现明显突变点;硬岩限制了其范围内管片的内力发展,且土岩交界面上部邻域管片产生应力集中现象,结构首先在此区域发生破坏,且常以贯穿式裂缝形式发展,随着硬岩比增大,结构呈崩角、劈裂等脆性破坏形式;隧道拱顶附加土压力会随结构失稳进入下降阶段,且随着硬岩比增大,软土压缩对地表超载的分散效应减弱,进而导致隧道拱顶附加土压力对地表超载更加敏感;将试验数据与现行加固标准对比分析,发现现行加固标准不适用于高硬岩比土岩复合地层中盾构隧道。研究成果可为加固标准结合地层因素优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 局部超载 土岩复合地层 盾构隧道 硬岩比 模型试验 失稳
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