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沪通长江大桥数字化运维系统的设计研发 预览
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作者 张贵忠 赵维刚 张浩 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期16-26,共11页
当前,我国大量已建大跨铁路桥梁的运营维护与安全面临巨大挑战,既有养修的人员、技术、设备、理念及管理制度越来越滞后于大型铁路桥梁的现代化运维需求,随着现代信息及物联网技术的发展,数字化、标准化、智能化、网络化的智慧运营维护... 当前,我国大量已建大跨铁路桥梁的运营维护与安全面临巨大挑战,既有养修的人员、技术、设备、理念及管理制度越来越滞后于大型铁路桥梁的现代化运维需求,随着现代信息及物联网技术的发展,数字化、标准化、智能化、网络化的智慧运营维护技术与体系的形成成为可能。以沪通长江大桥运营维护方案为依托,针对大跨径铁路桥梁现代化运维和管养需求,提出集多源信息获取及管理、结构智能分析与状态评估、智能养修管理等功能于一身的数字化大桥运维平台的总体设计,明确平台的基本功能和物理架构,并进一步介绍沪通长江大桥已建BIM建设管理、长期结构健康监测、电子化巡检、视觉检测等子系统的具体实施情况,为大数据时代下大跨径铁路桥梁的先进维护进行了一定探索。 展开更多
关键词 大跨铁路桥梁 运营维护技术与体系 运维 BIM 结构健康监测
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复杂地质条件下大埋深隧洞衬砌与围岩协同作用物理模型试验研究
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作者 任明洋 张强勇 +4 位作者 陈尚远 尹相杰 李帆 向文 余光远 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期98-109,共12页
围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作... 围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作用真三维地质力学模型试验,真实再现隧洞开挖与支护的施工全过程。模型试验研究表明:1)不同地质条件下隧洞围岩的应力释放过程不同,硬岩隧洞围岩应力释放速率先慢后快,软岩隧洞应力释放速率先快后慢;2)不同地质条件下隧洞衬砌与围岩接触压力的分布形式不同,硬岩隧洞最大接触压力位于拱肩,软岩隧洞最大接触压力位于拱顶;3)衬砌与围岩协同作用包括两种应力释放机制、3个施工阶段和4种承载状态;4)不同地质条件下隧洞衬砌施作后围岩和衬砌承担的荷载比例不同,硬岩隧洞围岩平均承担约85%的荷载,衬砌约承担15%的荷载,软岩隧洞围岩平均承担约25%的荷载,衬砌承担约75%的荷载。 展开更多
关键词 大埋深隧洞 围岩-支护协同作用 真三维地质力学模型试验 应力释放机制 接触压力
双圆夹层钢管混凝土的组合弹性模量理论 预览 被引量:1
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作者 熊平 王升 文桃 《华侨大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第1期48-55,共8页
采用厚壁圆筒空间轴对称弹性力学方法,考虑钢管与混凝土受力后的变形协调关系,建立夹层钢管混凝土的组合弹性模量计算模型;然后,计算分析和讨论含钢率、混凝土强度等级、泊松比等对夹层钢管混凝土组合模量的影响,并得到夹层钢管混凝土... 采用厚壁圆筒空间轴对称弹性力学方法,考虑钢管与混凝土受力后的变形协调关系,建立夹层钢管混凝土的组合弹性模量计算模型;然后,计算分析和讨论含钢率、混凝土强度等级、泊松比等对夹层钢管混凝土组合模量的影响,并得到夹层钢管混凝土等组合模量曲线.研究结果表明:夹层钢管混凝土组合模量随着总含钢率的增加不断增大,当总含钢率不变时,与内外含钢率无关;随着钢管和混凝土的泊松比、混凝土强度等级以及混凝土和钢管弹性模量的增大,组合模量不断增大;夹层钢管混凝土与普通钢管混凝土对混凝土的紧箍效应基本相同. 展开更多
关键词 组合弹性模量 钢管混凝土 夹层钢管混凝土 双圆夹层 厚壁圆筒
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含X型裂隙类岩石材料水力裂缝扩展研究 预览
4
作者 张波 郭帅 +4 位作者 杨学英 李垚 许新骥 杨磊 张柏楠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2066-2073,共8页
页岩气等非常规油气资源逐渐成为资源开采的热门领域。提高非常规油气藏的渗透率是目前面临的突出问题,水力压裂技术是当前提高非常规油气藏渗透率主要技术手段之一。为探究天然岩体中的X型裂隙对水力裂缝扩展规律的影响,采用真三轴水... 页岩气等非常规油气资源逐渐成为资源开采的热门领域。提高非常规油气藏的渗透率是目前面临的突出问题,水力压裂技术是当前提高非常规油气藏渗透率主要技术手段之一。为探究天然岩体中的X型裂隙对水力裂缝扩展规律的影响,采用真三轴水压加载系统,对含预置X型裂隙的类岩石试件进行了水力压裂实验,研究了多种X型裂隙形态在不同围压下对水力裂缝扩展的影响,并使用数值计算软件Abaqus中的扩展有限元(XFEM)方法对部分实验工况进行了数值模拟。研究结果表明:X型裂隙裂尖位置对水力裂缝的扩展有诱导作用,水平应力差系数越低,天然裂隙裂尖对水力裂缝扩展方向的诱导作用越强;随着水平应力差系数的增大,裂尖位置对水力裂缝扩展的诱导作用减弱,水力裂缝逐步向水平最大主应力方向扩展。主、次裂隙裂尖距离较近时,两裂尖所处位置的应变能密度较大,主、次裂隙裂尖对水力裂缝扩展诱导具有集中强化效应,水力裂缝更易向裂尖位置扩展;主、次裂隙裂尖处于近似关于水平最大主应力方向对称的位置,主、次裂隙裂尖的应变能密度比较接近,主、次裂隙裂尖对水力裂缝扩展诱导作用具有平衡弱化效应,裂尖对水力裂缝的诱导作用减弱,水力裂缝更易向水平最大主应力方向扩展。 展开更多
关键词 水压致裂 X型裂隙 裂尖位置 水力裂缝扩展
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水力耦合作用下三维中空裂隙扩展模式与材料破坏强度的试验研究 预览
5
作者 李邦翔 朱维申 +5 位作者 杨磊 虞松 梅洁 蔡卫兵 张强勇 陈云娟 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1192-1202,共11页
采用透明树脂类岩石材料制作含三维中空单裂隙试件,开展水力耦合破裂试验,研究三维裂隙起裂扩展模式,分析裂隙倾角和水压对裂隙起裂应力及试件破坏强度的影响规律。研究结果表明:三维中空裂隙的起裂和扩展模式与闭合裂隙相比差异显著,... 采用透明树脂类岩石材料制作含三维中空单裂隙试件,开展水力耦合破裂试验,研究三维裂隙起裂扩展模式,分析裂隙倾角和水压对裂隙起裂应力及试件破坏强度的影响规律。研究结果表明:三维中空裂隙的起裂和扩展模式与闭合裂隙相比差异显著,水力耦合下三维裂隙起裂扩展模式呈现低水压与高水压2种类型,水压升高对裂隙起裂、扩展具有显著的促进作用,并改变试件的破坏模式;随裂隙倾角增大,翼裂纹临界扩展长度逐渐减小,鱼鳍状裂纹的萌生时间呈后延趋势;水压对裂隙起裂应力和试件破坏强度的影响分别存在阈值,在达到阈值前,水压升高使起裂应力小幅度增大,而破坏强度逐渐降低;当水压超过阈值后,起裂应力与破坏强度均迅速降低;裂隙起裂应力和试件破坏强度均随裂隙倾角增大而呈先降低后升高的趋势,但起裂应力的变化幅度比破坏强度的变化幅度更大。 展开更多
关键词 三维裂隙 水力耦合 起裂扩展模式 起裂应力 破坏强度
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粉质黏土隧道超前支护效应试验研究 预览
6
作者 李术才 陈红宾 +4 位作者 张晓 龚英杰 李会良 丁万涛 王琦 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期946-956,共11页
针对小导管注浆超前支护在粉质黏土隧道施工中出现"管难超前"和"浆难严注"的问题,以哈尔滨地铁1号线三期穿越粉质黏土地层区间为工程背景,通过系统研究小导管注浆对土体加固特性、支护结构承载力学效应、隧道稳定性... 针对小导管注浆超前支护在粉质黏土隧道施工中出现"管难超前"和"浆难严注"的问题,以哈尔滨地铁1号线三期穿越粉质黏土地层区间为工程背景,通过系统研究小导管注浆对土体加固特性、支护结构承载力学效应、隧道稳定性等,揭示小导管注浆在粉质黏土隧道中的超前支护效应。研究结果表明:小导管注浆在粉质黏土地层中扩散范围小且极不均匀,其土体力学参数不存在质的提高,无法从根本上改变土体物理力学性质和形成有效厚度及强度的纵向加固层(梁)与横向加固圈(拱);超前支护在粉质黏土隧道中不具有约束围岩内部变形和延缓围岩荷载释放程度的时空效应,其对格栅钢架应力的"主动"分担调控作用不明显,二者未形成有效地联合承载支护体系;超前支护存在与否对隧道变形无明显影响,且基本都在15d内达到稳定,监测范围内变形最大值仅为规范值1/2左右,隧道自身稳定性较好。 展开更多
关键词 粉质黏土隧道 超前支护 小导管注浆 加固特性 力学效应 稳定性
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深部地质处置地下实验室花岗岩的加卸荷三轴蠕变试验与分析 预览
7
作者 丁炎志 张强勇 +4 位作者 张龙云 任明洋 尹相杰 王斌 余光远 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期957-967,共11页
为研究地下深部洞室围岩的蠕变力学特性,以甘肃北山深部地质处置地下实验室为研究背景工程,开展不同加卸载应力路径下的三轴蠕变试验,有效揭示洞室花岗岩的蠕变变形特征与破坏机制,提出一个确定花岗岩长期强度的方法。研究结果表明:1)... 为研究地下深部洞室围岩的蠕变力学特性,以甘肃北山深部地质处置地下实验室为研究背景工程,开展不同加卸载应力路径下的三轴蠕变试验,有效揭示洞室花岗岩的蠕变变形特征与破坏机制,提出一个确定花岗岩长期强度的方法。研究结果表明:1)不同加卸载应力路径下的花岗岩均具有蠕变阀值;2)蠕变速率受围压和偏应力水平的影响较大,且横向变形相较于轴向变形更为敏感,这一规律在卸荷蠕变时最为明显,导致卸荷蠕变扩容比加载蠕变更加突出;3)加载蠕变岩样的破坏模式主要为剪切破坏,卸荷蠕变的破坏模式主要为拉剪破坏;4)岩石长期强度可以通过岩石的变形模量-时间曲线来确定,得到的流变长期强度与流变破坏强度的比值即σ∞/σf为0.626~0.717,比传统方法减少 4%左右。 展开更多
关键词 高放射性废物 硬脆性花岗岩 蠕变变形特征 蠕变破坏模式
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引红济石引水隧洞围岩力学特性研究
8
作者 雷江 陈卫忠 +4 位作者 李翻翻 于洪丹 马永尚 谢华东 王富刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3435-3446,共12页
引红(红岩河)济石(石头河)引水隧洞围岩断层带破碎松软,岩石强度低,自稳能力差,易产生大变形。以上不良地质条件使其隧洞施工过程中经常会遇到TBM卡机等一系列特殊问题。针对引红济石引水隧洞施工中存在的软岩隧洞大变形问题,首先开展了... 引红(红岩河)济石(石头河)引水隧洞围岩断层带破碎松软,岩石强度低,自稳能力差,易产生大变形。以上不良地质条件使其隧洞施工过程中经常会遇到TBM卡机等一系列特殊问题。针对引红济石引水隧洞施工中存在的软岩隧洞大变形问题,首先开展了X射线衍射、崩解试验,分析了试样的组成成分、黏土矿物含量对崩解性影响;再通过一系列单轴压缩试验、三轴压缩试验和蠕变试验研究了该类岩石不同应力条件下的变形破坏特征及蠕变特性。试验结果表明,该类岩石含有大量的黏土矿物(33.49%),对水比较敏感,遇水膨胀易崩解,导致岩体软化;试样具有较大塑性压缩变形,其应力-应变曲线为应变强化型,且没有明显的峰值。基于试验研究成果和现场监测数据,对该软岩隧洞大变形机制进行了分析,并提出了在围岩与管片之间安装聚氨酯缓冲层的新型支护方案,通过数值计算对支护方案的合理性进行了验证。分析结果表明:聚氨酯缓冲层可以很好地吸收围岩形变压力,避免应力集中带来的管片错台,从而大大减小管片上破坏区的产生。研究成果对该类岩体中隧洞的设计施工以及长期稳定性分析具有重要的参考作用。 展开更多
关键词 破碎软岩 力学特性 大变形 蠕变试验 支护技术
三维动静组合加载下花岗岩能量耗散试验研究
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作者 马少森 陈卫忠 赵武胜 《山东大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期95-102,共8页
利用改造的三维霍普金森试验系统(split Hopkinson pressure bar, SHPB),选取4个轴压水平(25,50,75和100 MPa)和4个围压水平(0,5,10和15 MPa),对应开展4种应变率(约70,90,110和130 s-1)下花岗岩三维动静组合加载试验研究,分析静载轴压... 利用改造的三维霍普金森试验系统(split Hopkinson pressure bar, SHPB),选取4个轴压水平(25,50,75和100 MPa)和4个围压水平(0,5,10和15 MPa),对应开展4种应变率(约70,90,110和130 s-1)下花岗岩三维动静组合加载试验研究,分析静载轴压、静载围压和应变率对花岗岩受冲击过程中能量耗散的影响规律,并讨论其破坏模式。试验结果表明:轴压增大时,花岗岩破坏时单位体积吸收能逐渐降低;围压或应变率增大时,单位体积吸收能逐渐升高。岩石储能极限在能量耗散过程中发挥关键作用,且不同情况下具体表现不同:储能极限与初始储能的差值影响岩石受冲击时的吸能值;当岩石在静载下进入损伤阶段初期时,储能极限与初始储能的比值决定岩石受冲击时的释能值;当岩石在静载下进入损伤阶段后期甚至发生屈服时,储能极限值正比于岩石释能值。此外,岩石破坏模式与单位体积耗散能关系密切:应变率相似静载组合变化时,破碎程度与单位体积吸收能变化呈负相关;静载组合确定应变率梯度变化时,破碎程度与单位体积吸收能变化呈正相关。 展开更多
关键词 花岗岩 三维动静组合加载 应变率 能量耗散 破坏模式
砂层劈裂–压密注浆模拟试验系统研发及试验
10
作者 张连震 李志鹏 +2 位作者 刘人太 张庆松 李术才 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期665-674,共10页
劈裂–压密模式是砂层注浆扩散过程的主要模式之一。为研究砂层劈裂–压密注浆扩散过程,研发了一套可视化注浆模拟试验系统,该系统由模拟试验架、地应力加载模块、动态监测模块以及注浆控制模块4部分构成,可实现劈裂–压密注浆扩散过程... 劈裂–压密模式是砂层注浆扩散过程的主要模式之一。为研究砂层劈裂–压密注浆扩散过程,研发了一套可视化注浆模拟试验系统,该系统由模拟试验架、地应力加载模块、动态监测模块以及注浆控制模块4部分构成,可实现劈裂–压密注浆扩散过程的可视化模拟。以青岛地区含黏性土砂层为典型被注介质,开展了砂层劈裂–压密注浆模拟试验,揭示了注浆扩散过程中劈裂通道形态、注浆压力、应力场以及位移场随时间变化规律,获得了试验条件下的砂层劈裂–压密注浆影响范围。研究结果表明:砂层注浆起裂方向与劈裂通道扩展方向均与大主应力方向一致,浆脉厚度在浆脉扩展方向上存在明显衰减;注浆会引起与劈裂通道垂直方向的应力增加,且该应力沿劈裂通道扩展方向衰减,但注浆对平行劈裂通道扩展方向的应力没有显著影响;劈裂–压密注浆对劈裂通道两侧砂层的影响范围非常有限(20~40cm)。最后从单孔注浆量、钻孔布置方面对砂层劈裂–压密注浆设计方法提出了改进建议。 展开更多
关键词 岩土力学 砂层注浆 劈裂–压密模式 模拟试验 扩散规律
地下工程富水软弱地层注浆加固理论研究新进展 预览 被引量:1
11
作者 张庆松 张连震 +1 位作者 李鹏 冯啸 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第1期35-45,共11页
目前我国已成为世界公认的隧道与地下工程建设规模和难度最大的国家,断层破碎带、富水砂层等富水软弱地层已经成为地下工程修建过程中最为常见的不良地质体,注浆是治理富水软弱地层的主要方法。结合本课题组研究特色,介绍本课题组在富... 目前我国已成为世界公认的隧道与地下工程建设规模和难度最大的国家,断层破碎带、富水砂层等富水软弱地层已经成为地下工程修建过程中最为常见的不良地质体,注浆是治理富水软弱地层的主要方法。结合本课题组研究特色,介绍本课题组在富水软弱地层注浆加固理论、模拟试验及注浆控制方法等方面的最新研究进展。注浆加固理论方面,考虑劈裂注浆加固体的分层特征与空间衰减特征,综合注浆加固后浆脉、被压密地层及原状地层的性能参数及空间展布形态,建立劈裂注浆加固效果定量计算方法;考虑砂层渗透注浆过程中渗滤效应所造成的水泥颗粒滞留空间不均匀性,针对平面径向流渗透注浆形式建立注浆加固体强度的定量计算公式,揭示注浆加固强度的空间衰减特征。注浆加固模拟试验方面,研发隧道突水突泥灾后注浆模拟试验系统,总结突泥塌腔及软弱破碎区域优先充填扩散规律和封闭空间加固区域内多序次劈裂注浆扩散规律;研发可视化劈裂注浆模拟试验系统,揭示注浆过程中劈裂通道形态随时间变化规律,获得试验条件下的劈裂-压密注浆影响范围。注浆控制方法方面,针对泥质断层破碎带及富水砂层分别提出针对性的注浆控制方法,可为富水软弱地层注浆工程实践提供有效指导。 展开更多
关键词 地下工程 断层破碎带 富水砂层 注浆加固 模拟试验 注浆控制方法
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大跨硬岩地铁车站拱盖法开挖力学机制及适用性分析
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作者 李卫 张庆松 +6 位作者 杨为民 李克先 姜其琛 张连震 张世杰 李夏 杨红鲁 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期831-842,共12页
为研究地铁大跨暗挖车站拱盖法开挖过程中的围岩受力及变形特征,开展了硬岩大跨度地铁车站开挖的大比尺三维室内模型试验,真实再现了车站全断面无支护开挖、全断面支护开挖及拱盖法开挖的全过程,分析不同施工工况下车站围岩受力、变形... 为研究地铁大跨暗挖车站拱盖法开挖过程中的围岩受力及变形特征,开展了硬岩大跨度地铁车站开挖的大比尺三维室内模型试验,真实再现了车站全断面无支护开挖、全断面支护开挖及拱盖法开挖的全过程,分析不同施工工况下车站围岩受力、变形机制及其稳定性.研究结果表明:(1)相比于全断面支护开挖,拱盖法可有效控制围岩沉降及收敛变形,减少20%~35%,开挖引起的围岩扰动深度约为半个跨度范围;(2)车站采用拱盖法施工,随开挖的持续推进,围岩变形大体经历3个阶段,即缓慢变形、急速变形及稳定变形阶段.相比于全断面开挖,拱盖法可有效保证车站开挖的稳定性及安全性;(3)拱盖法施工中,中导洞的开挖是车站拱顶变形急剧变化阶段,而支护的及时施作可有效抑制开挖引起的扰动范围,减弱掌子面前方应力的集聚程度,有利于掌子面及其附近围岩的整体稳定. 展开更多
关键词 大跨硬岩 开挖力学机制 模型试验 拱盖法
岩石粗糙裂隙大范围雷诺数条件下渗流特性
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作者 刘杰 王者超 +1 位作者 张宇鹏 孙华阳 《山东大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期70-77,85共9页
通过试验和理论分析,研究不同几何参数的岩石粗糙裂隙渗流的非达西系数β、临界雷诺数Re_c、非达西效应因子E等变化特性。研制裂隙渗流试验仪器,制作9个不同开度和裂隙粗糙度(joint roughness coefficient,JRC)的单裂隙模型,开展大范围... 通过试验和理论分析,研究不同几何参数的岩石粗糙裂隙渗流的非达西系数β、临界雷诺数Re_c、非达西效应因子E等变化特性。研制裂隙渗流试验仪器,制作9个不同开度和裂隙粗糙度(joint roughness coefficient,JRC)的单裂隙模型,开展大范围雷诺数Re条件下粗糙裂隙渗流试验。根据渗流试验结果,得到了不同粗糙度(JRC=2~20)单裂隙的渗流特性,显示出粗糙度对裂隙的非线性渗流特性产生显著的影响。结合Forchheimer方程,从理论参数方面,对粗糙度的影响进行量化。研究显示:裂隙粗糙度越大,则越容易引起裂隙渗流的非线性,临界雷诺数越小,非线性作用越强。 展开更多
关键词 粗糙裂隙 渗流试验 非线性渗流 Forchheimer方程 临界雷诺数
软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术 预览
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作者 文志杰 卢建宇 +7 位作者 肖庆华 陈广印 杨涛 蒋宇静 李利平 杨胜利 赵仁乐 程卫民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1991-1999,共9页
软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及... 软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P0的计算方程。计算分析知,当底臌压力P0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其“控底-助帮”的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验。工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性。 展开更多
关键词 软岩巷道 底臌 反底拱 破坏机制 支护技术
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并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制
15
作者 陈卫忠 李翻翻 +5 位作者 马永尚 雷江 于洪丹 邢天海 郑有雷 贾晓东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1213-1220,共8页
为研究温度-渗流-应力耦合条件下软岩的长期力学特性,研制了并联型软岩温度-渗流-应力(THM)耦合三轴流变仪。该仪器适用于开展软岩在不同温度和应力条件下的力学特性的试验研究。仪器通过伺服控制实现试验过程中自动稳压、试验数据自动... 为研究温度-渗流-应力耦合条件下软岩的长期力学特性,研制了并联型软岩温度-渗流-应力(THM)耦合三轴流变仪。该仪器适用于开展软岩在不同温度和应力条件下的力学特性的试验研究。仪器通过伺服控制实现试验过程中自动稳压、试验数据自动采集以及温度、水压力和应力独立控制的梯度加载,设备采用高精度的LVDT变形传感器对试样的变形进行精确测量。设备可以完成的试验包括单轴压缩试验、三轴压缩试验、三轴流变试验、循环加卸载试验以及稳态与瞬态条件下的渗透性测试。试验机由于其独特的设置可以同时对2个试样进行相同围压和水压,不同轴压和温度的试验,大大节约了试验的时间成本,尤其是长期力学性能试验,同时更为有效地减少试验的系统误差。近一年的试验,表明该试验机稳定性好,测量精度高,是一套功能齐全,使用方便的试验装置。 展开更多
关键词 软岩 流变 温度-渗流-应力耦合 岩石力学
考虑水泥浆液析水作用的水平裂隙注浆扩散机制研究
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作者 王晓晨 刘人太 +4 位作者 杨为民 张连震 郭焱旭 辛冬冬 薄纯杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1005-1017,共13页
水泥浆液是一种悬浊液且具有明显析水特性,浆液发生析水后,其自身黏度、密度明显变化,由此导致浆液在扩散区内黏度、密度等参数时空分布不均。为准确描述浆液发生析水后的裂隙注浆过程。简化浆液发生析水后在裂隙内的扩散运移形态,建立... 水泥浆液是一种悬浊液且具有明显析水特性,浆液发生析水后,其自身黏度、密度明显变化,由此导致浆液在扩散区内黏度、密度等参数时空分布不均。为准确描述浆液发生析水后的裂隙注浆过程。简化浆液发生析水后在裂隙内的扩散运移形态,建立恒定注浆速率条件下,考虑浆液析水作用的裂隙注浆扩散理论模型,推导浆液扩散半径表达式与浆液微元体压力梯度方程。提出考虑析水作用的裂隙注浆计算方法,基于Matlab编程实现了浆液析水率与浆液压力的时空分布计算。利用自主研发的裂隙注浆模拟试验平台,对理论模型的合理性进行验证。研究结果表明,浆液析水率随浆液扩散距离的增加呈非线性变化;随着水灰比的增加,浆液析水率在空间上的分布差距明显增大;考虑浆液析水作用计算得到的注浆压力明显大于不考虑时的计算结果,并且随着浆液水灰比的增加,考虑析水与不考虑析水作用相比,二者计算得到的注浆压力差距越大;通过对比试验测试结果与理论计算值,理论计算得到的注浆压力是试验测试值的1.2~1.5倍,所建立的理论模型能够描述考虑析水作用下水泥浆液在裂隙中的扩散过程。 展开更多
关键词 岩土工程 裂隙注浆 扩散机制 析水性 黏度空间分布不均
水平层状岩隧道炮孔参数优化及爆破成形研究 预览
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作者 于飞飞 张娜 +3 位作者 张宪堂 张万志 郝广伟 李廷春 《爆破》 CSCD 北大核心 2019年第1期63-69,共7页
针对水平层状岩隧道钻爆掘进开挖超挖严重的问题,通过炮孔参数理论分析、现场掘进爆破试验以及爆破成形分析,提出了适用于水平层状岩山岭隧道的炮孔优化布置参数。依托蟠龙山隧道工程,通过内移周边眼、周边眼'长短眼'加'空... 针对水平层状岩隧道钻爆掘进开挖超挖严重的问题,通过炮孔参数理论分析、现场掘进爆破试验以及爆破成形分析,提出了适用于水平层状岩山岭隧道的炮孔优化布置参数。依托蟠龙山隧道工程,通过内移周边眼、周边眼'长短眼'加'空眼'组合布孔、增加周边眼及辅助眼数量、减小辅助眼排距等措施,对水平层状岩隧道爆破成形进行研究与分析。试验结果表明:采用优化炮孔参数,围岩拱部离层高度和平顶宽度明显减小。单次开挖总药量优化前243.2 kg,优化后227.7 kg,减少6%;最大线性超挖和平均超挖面积优化前为0.91 m和9.73 m^2 ,优化后为0.35 m和4.24 m^2 ,分别减少0.56 m和56%。 展开更多
关键词 水平层状岩隧道 炮孔参数 布孔方式 爆破成形 超欠挖
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瞬变电磁超前探视纵向电导微分合成孔径成像
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作者 翟明华 孙怀凤 +4 位作者 范建国 郭信山 徐加利 王慧涛 戚志鹏 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期422-429,共8页
为避免瞬变电磁数据成像二次微分运算中由引入误差的传递与积累造成的假异常现象,以合成孔径雷达相干成像的思想引入瞬变电磁合成孔径成像方法,通过相邻测点对地质体成像的相关性进行加权相关叠加.结果表明:真实的有效信号具有较高的相... 为避免瞬变电磁数据成像二次微分运算中由引入误差的传递与积累造成的假异常现象,以合成孔径雷达相干成像的思想引入瞬变电磁合成孔径成像方法,通过相邻测点对地质体成像的相关性进行加权相关叠加.结果表明:真实的有效信号具有较高的相关度而得到加强,传递与积累的误差因具有随机性而相关度较差,能够得到压制,最终提高视纵向电导微分成像的分辨率.该方法改变了传统的以单点单独解释的瞬变电磁解释方法,形成了通过相邻测点的相关性进行联合成像解释的新方法.对实际工程进行了传统瞬变电磁数据成像和合成孔径成像对比,可明显看到瞬变电磁合成孔径成像得到的界面更清晰,对判断电阻率变化界面位置非常有利. 展开更多
关键词 瞬变电磁 超前地质预报 视纵向电导微分成像 合成孔径算法 分辨率
基于修正[BQ]值的软岩隧道挤压变形预测
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作者 陈卫忠 田云 +3 位作者 王学海 田洪铭 曹怀轩 谢华东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3125-3134,共10页
高地应力条件下,深埋隧道破碎围岩容易发生挤压大变形。挤压变形量的预测对于工程的设计与施工至关重要。经验预测方法因其形式简单、使用方便得到广泛应用,现有隧道挤压变形预测的经验法具有以下特点:(1)考虑的影响因素较少,多数仅能... 高地应力条件下,深埋隧道破碎围岩容易发生挤压大变形。挤压变形量的预测对于工程的设计与施工至关重要。经验预测方法因其形式简单、使用方便得到广泛应用,现有隧道挤压变形预测的经验法具有以下特点:(1)考虑的影响因素较少,多数仅能对挤压变形进行分级,无法给出挤压变形量;(2)现有经验变形预测方法多基于围岩Q分级系统,不能直接应用于国内的BQ分级系统。因此,基于对国内外100多条隧道变形监测数据的分析,提出一种新的适用于国内岩体基本质量指标修正值[BQ]的挤压变形预测方法。该方法综合考虑了隧道埋深、跨度、围岩强度应力比、地下水、岩体结构面等影响岩体挤压变形的多种因素。通过与多条大变形隧道监测结果的对比分析,验证了预测方法的合理性,研究成果对高地应力软岩隧道确定支护强度及提前采取超前加固措施具有十分重要的指导作用。 展开更多
关键词 高地应力 软岩隧道 挤压大变形 预测 修正[BQ]
岩溶充填黏土注浆加固试验研究
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作者 刘奇 陈卫忠 +4 位作者 袁敬强 张庆艳 荣驰 王松青 赵连涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期3179-3188,共10页
岩溶充填黏土失稳是岩溶隧道突水突泥灾害主要类型之一,为研究注浆对岩溶充填黏土的加固机制与效果,自行研制一套室内注浆试验系统。该试验系统主要由围压加载系统、数据采集系统、注浆模块以及压力室模块构成,具备模拟真实地层应力状... 岩溶充填黏土失稳是岩溶隧道突水突泥灾害主要类型之一,为研究注浆对岩溶充填黏土的加固机制与效果,自行研制一套室内注浆试验系统。该试验系统主要由围压加载系统、数据采集系统、注浆模块以及压力室模块构成,具备模拟真实地层应力状态、渗流环境的功能。利用此试验系统模拟岩溶腔体真实赋存环境,开展充填黏土在不同初始密实度、注浆压力下的注浆试验,并对注浆加固试样进行力学、渗透特性试验。结果表明:(1)试样密实程度影响启裂压力,当试样孔隙度由37.5%减小到35.5%时,启裂压力由0.49 MPa增长到1.22 MPa,注浆压力小于启裂压力时,浆液主要以挤密形式进入土体,当注浆压力超过启裂压力,土体进入劈裂注浆阶段;(2)浆液加固形式与扩散半径主要受注浆压力与注浆量控制,试样应力状态决定劈裂注浆扩展方向;(3)注浆通过对土颗粒的挤密、劈裂、化学胶结及压滤作用,使黏聚力与渗透系数明显改善,注浆终压达到3.5 MPa时,试样黏聚力较注浆前平均提高84.26%,渗透系数平均下降93.97%;(4)注浆在加固土体的同时,也改变内部原有结构,随着注浆终压的增大,注浆量的增加,土体应力–应变曲线逐渐表现出应变软化特点。试验结论对岩溶充填黏土注浆加固机制的认识及现场注浆工作有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 土力学 突水突泥 充填黏土 试验研究 注浆机制 加固效果
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