检索结果-内蒙古大学图书馆

岩石力学与工程学报 2015年第3期34卷 498-510页

作者：张常光曾开华长安大学建筑工程学院陕西西安710061 南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心江西南昌330099

隧道前期变形是利用收敛约束法确定支护压力和围岩稳定变形的关键,在分析隧道开挖面空间效应机制的基础上,总结具有代表性的深埋岩质圆形隧道位移释放系数公式,对其进行分类、适用性及空间效应的比较,得到不同位移释放系数、不同支护施... 详细信息

隧道前期变形是利用收敛约束法确定支护压力和围岩稳定变形的关键,在分析隧道开挖面空间效应机制的基础上,总结具有代表性的深埋岩质圆形隧道位移释放系数公式,对其进行分类、适用性及空间效应的比较,得到不同位移释放系数、不同支护施作距离和不同控制目标下的收敛约束差异。研究结果表明:以围岩塑性区最大半径为基础的位移释放系数对弹性围岩和各种弹塑性围岩均适用,具有广泛的工程应用前景;弹性位移释放系数仅适用于弹性围岩,常用塑性位移释放系数仅适用于相对半径为2的隧道围岩;不宜将依据距开挖面较远处得到的支护压力而设计的支护结构随意前移构筑,应依据实际工程的围岩特性,合理选择位移释放系数公式,适时施作不同刚度的支护。

关键词：隧道工程收敛约束法位移释放系数支护压力围岩稳定变形

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基于位移释放系数的深埋圆形压力隧道力学行为的解析解

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隧道建设（中英文） 2022年第S01期42卷 289-300页

作者：郭智杰吴必胜杨科周煌彬杨仁鹏中建三局集团(深圳)有限公司广东深圳518110 清华大学水利水电工程系北京100084 中建三局第三建设工程有限责任公司湖北武汉430070 中国建筑土木建设有限公司北京100071

为解决含有孔隙水的可渗透岩层中隧道围岩的力学行为,采用复变函数法与Biot孔隙弹性理论相结合的方法,建立了一个基于位移释放系数的可渗透深埋圆形压力隧道的应力和位移的解析模型。根据应力应变本构方程及平面应变协调方程导出了应力... 详细信息

为解决含有孔隙水的可渗透岩层中隧道围岩的力学行为,采用复变函数法与Biot孔隙弹性理论相结合的方法,建立了一个基于位移释放系数的可渗透深埋圆形压力隧道的应力和位移的解析模型。根据应力应变本构方程及平面应变协调方程导出了应力函数的非齐次双调和方程。选取计算参数进行算例计算,并将计算结果与商业有限元软件的计算结果进行对比,两者基本一致。通过选取不同的隧道参数及远场应力比进行敏感性分析,发现隧道在软衬砌和硬衬砌条件下会产生较大差异的力学行为。位移释放系数和孔隙压力对围岩中的环向应力和径向应力有显著的影响。

关键词：深埋圆形压力隧道位移释放系数孔隙弹性复变函数法解析模型

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考虑空间效应的围岩位移释放系数的确定

考虑空间效应的围岩位移释放系数的确定

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作者：周硕安重庆大学

学位级别：硕士

隧道是赋存于岩土体中的地下结构物,它和地上结构物的不同之处在于隧道周围的岩土体是它的主要研究对象，岩土体的稳定性和变形规律是隧道工程人员非常关心的一个问题。由于受到赋存环境的强烈影响，所以岩土体的物理、力学、构造和时... 详细信息

隧道是赋存于岩土体中的地下结构物,它和地上结构物的不同之处在于隧道周围的岩土体是它的主要研究对象，岩土体的稳定性和变形规律是隧道工程人员非常关心的一个问题。由于受到赋存环境的强烈影响，所以岩土体的物理、力学、构造和时间性质都非常复杂，因此科学的认识它的各种性质以及隧道开挖后它和支护结构之间的相互作用是一个比较困难的问题，但是国内外的科研工作者和隧道工程设计人员通过大量的理论分析和工程实践，已经取得了重大的成果，建立了比较完善的隧道工程设计理论。隧道开挖面的存在对附近的围岩产生了一个径向约束的作用，相当于施加了一个虚拟支护力，围岩的位移和应力会随着开挖面的推进而发生变化,我们称之为开挖面的空间效应。本文将在隧道空间效应理论已取得的研究成果的基础上，对以下几个问题进一步研究,论文的主要工作如下: ①对空间效应的产生机理、反映空间效应约束损失的约束损失因子进行分析；并且在考虑了空间效应的基础上分析围岩的位移释放，建立了位移释放系数和约束损失因子之间的关系；最后对考虑空间效应的围岩-支护作用机制进行分析。 ②采用有限元分析软件对浅埋直墙拱形隧道的循环开挖进行数值模拟,得出围岩的纵断面变形曲线和位移释放系数曲线,分析隧道的空间效应。由于在开挖面空间效应的影响范围内,围岩主要产生弹塑性变形，因此本文还将基于摩尔-库伦强度理论，采用数值模拟的方法分析岩体的物理力学参数以及隧道的埋深比（H/R）对围岩位移释放系数的影响。 ③在②中研究成果基础上，确定围岩位移释放系数的影响参数，以IV级围岩为例，采用有限元数值模拟的方法建立样本集。以影响参数的取值作为输入量，位移释放系数的取值作为输出量，训练BP人工神经网络；并且对其进行验证，确保网络训练的精度。 ④以重庆两江桥渝中连接隧道某一区段为例,采用③中得到的神经网络预测出围岩的位移释放系数曲线,并且就位移释放系数在选择支护时机时的应用进行分析。在实际工程中，合理的预估围岩的位移释放系数对于指导隧道安全合理的施工具有重要的意义。传统的方法主要通过理论计算或数值模拟来确定围岩的位移释放系数，而这些方法往往比较复杂而且需要耗费较多的时间。本文提出采用人工神经网络方法实现围岩位移释放系数的预测；与传统方法相比，其简单有效并且具有较高的精度，从而具有极高的工程应用价值和实际意义。

关键词：隧道空间约束效应位移释放系数 BP神经网络支护时机选择

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黏弹性围岩纵向变形曲线及其释放系数演化规律

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上海交通大学学报 2025年第4期59卷 513-524页

作者：王嘉琛孟令赞张顶立卢松文明北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京城建设计发展集团股份有限公司北京市轨道结构工程技术研究中心北京100037 北京市应急管理科学技术研究院城市运行安全研究中心北京101101

常规的弹性解无法对具有强蠕变特性的软岩隧道变形规律提出合理解释.因此,针对软岩隧道施工的时间-空间效应,引入Burgers模型揭示其时空演化规律,并通过数值计算探究不同因素对黏弹性围岩纵向变形规律的影响.同时基于响应面法得到位移... 详细信息

常规的弹性解无法对具有强蠕变特性的软岩隧道变形规律提出合理解释.因此,针对软岩隧道施工的时间-空间效应,引入Burgers模型揭示其时空演化规律,并通过数值计算探究不同因素对黏弹性围岩纵向变形规律的影响.同时基于响应面法得到位移释放系数的经验公式,与现场监测和其他理论比较验证了本文方法的可行性.研究结果表明地应力对位移释放系数影响可忽略,Kelvin切变模量、Kelvin黏滞系数、Maxwell切变模量和开挖速度显著影响位移释放系数,而根据延滞时间的不同可分为低延滞系数、中延滞系数和高延滞系数3类;针对时间效应影响型、空间效应影响型和时空效应影响型3种黏弹性围岩纵向变形曲线类型拟合得到相应的经验公式.研究结论可为软岩隧道变形预测提供更简便的方法.

关键词：黏弹性纵向变形曲线软岩隧道时空效应位移释放系数

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基于收敛-约束法的隧洞纵向变形演化规律研究与支护时机估算

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岩土力学 2017年第S1期38卷 471-478页

作者：张妍珺苏凯周利伍鹤皋武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

依托某供水工程输水隧洞建立三维数值模型,采用有限差分法和Mohr-Coulomb屈服准则进行施工开挖过程的数值模拟,研究不同围岩条件下隧洞支护时机的估算。首先,基于收敛-约束法进行隧洞开挖推进过程中的变形规律研究,分析监测断面的围岩... 详细信息

依托某供水工程输水隧洞建立三维数值模型,采用有限差分法和Mohr-Coulomb屈服准则进行施工开挖过程的数值模拟,研究不同围岩条件下隧洞支护时机的估算。首先,基于收敛-约束法进行隧洞开挖推进过程中的变形规律研究,分析监测断面的围岩变形特征,研究发现围岩位移的收敛规律与围岩质量相关,提出隧洞纵向变形曲线的修正公式。然后,采用一步挖穿分期释放的模拟方法,研究监测断面位移随开挖荷载释放的变化规律,以相同的位移释放系数为出发点,构建,开挖面推进距离与荷载释放率之间的关系,并将对应的围岩位移陡增点作为施加支护的推荐时机,得出不同围岩条件下施加支护与开挖面之间的控制距离。研究结果表明,提出的纵向变形公式相关参数确定过程简单,拟合效果良好,推荐的支护与开挖面之间的控制距离符合工程实际规律。

关键词：隧洞开挖纵向变形曲线位移释放系数支护时机

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基于正交试验的隧道开挖面位移释放分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2017年第11期44卷 156-163页

作者：苏永华孙旺方砚兵湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

针对目前关于位移释放系数的计算方法比较复杂的问题,基于二次回归正交组合试验设计方法,提出了位移释放系数公式构建方法,应用该方法对静水应力场中圆形隧道进行了一系列数值试验,建立了考虑多个因素的开挖面位移释放系数拟合公式,比... 详细信息

针对目前关于位移释放系数的计算方法比较复杂的问题,基于二次回归正交组合试验设计方法,提出了位移释放系数公式构建方法,应用该方法对静水应力场中圆形隧道进行了一系列数值试验,建立了考虑多个因素的开挖面位移释放系数拟合公式,比较了各影响因素的敏感性大小.通过数值算例和工程实例分析,初步验证了该方法的有效性.研究结果表明:对于不同级别岩体,同一因素对开挖面位移释放系数的影响程度不一;地应力水平、岩体扰动、地质强度指标、H-B常数和泊松比对开挖面位移释放系数的影响较大,而岩石单轴抗压强度和变形模量影响较小.

关键词：位移释放系数纵向变形曲线正交设计回归分析

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考虑位移释放的横观各向同性冻胀寒区隧道冻胀力弹塑性解答

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岩土力学 2021年第11期42卷 2967-2976页

作者：张常光高本贤李天斌单冶鹏长安大学建筑工程学院陕西西安710061 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 长安大学公路学院陕西西安710064 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

综合考虑中间主应力、横观各向同性冻胀和围岩位移释放的影响,基于冻融圈整体冻胀模型建立了寒区隧道冻胀力的弹性解、塑性统一解以及塑性区半径的隐式计算方程,给出冻结围岩弹-塑性状态的判定方法,对所得结果进行可比性分析和对比验证... 详细信息

综合考虑中间主应力、横观各向同性冻胀和围岩位移释放的影响,基于冻融圈整体冻胀模型建立了寒区隧道冻胀力的弹性解、塑性统一解以及塑性区半径的隐式计算方程,给出冻结围岩弹-塑性状态的判定方法,对所得结果进行可比性分析和对比验证,并探究各因素对冻胀力和塑性区半径的影响特性,借助支护施作时机量化了围岩位移释放的距离描述。研究表明:解答具有很好的可比性且被文献模型试验所验证;统一强度理论作为屈服准则可充分发挥冻结围岩的承载潜能,所得冻胀力和塑性区半径明显减小;不均匀冻胀系数和体积冻胀率对冻胀力和塑性区半径的影响显著,应考虑围岩横观各向同性冻胀特性并采取有效的防排水和保温抗冻措施;位移释放系数较小时冻胀力偏大、位移释放系数为1时塑性区半径最大,恰当的支护施作时机有利于隧道施工及运营安全。所得结果可为寒区隧道设计提供一定的理论指导。

关键词：寒区隧道统一强度理论冻胀力位移释放系数横观各向同性冻胀

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收敛约束法中隧道开挖面空间效应方法比较

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岩土力学 2016年第5期37卷 1417-1424页

作者：张常光曾开华长安大学建筑工程学院陕西西安710061 南昌工程学院土木与建筑工程学院江西南昌330099 南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心江西南昌330099

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... 详细信息

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。

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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盾构隧道施工引起地层位移的复变函数修正解

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水资源与水工程学报 2022年第4期33卷 192-201页

作者：晏莉杨海涛长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

为了获得盾构隧道施工引起的地层位移变化,利用复变函数求解了基于位移控制边界条件下盾构隧道开挖后的解析解。在计算分析过程中,引入位移释放系数,充分考虑了衬砌滞后于开挖面的位移过程,并通过设置位移约束点对理论计算解进行了修正... 详细信息

为了获得盾构隧道施工引起的地层位移变化,利用复变函数求解了基于位移控制边界条件下盾构隧道开挖后的解析解。在计算分析过程中,引入位移释放系数,充分考虑了衬砌滞后于开挖面的位移过程,并通过设置位移约束点对理论计算解进行了修正,获得了更为准确的地表相对位移。选取4例实际盾构隧道工程实例,分别考虑4种典型洞室位移边界条件,将该理论计算得到的地表位移初始解和修正解与现场实测数据进行对比,结果表明:在各种洞室位移边界条件下,修正后得到的地表位移值与实测值的吻合度均比初始解显著提高,其中以采用第4种位移边界条件计算得到的地表位移修正解吻合度最高。最后以第4种洞室变形为位移边界条件,分析了不同位移释放系数、隧道埋深以及隧道半径对地表位移的影响。结果表明:地表沉降与影响范围随着位移释放系数的增大而减小;地表沉降随着埋深的增加而减小,沉降槽宽度却随之增加;隧道半径越大,则地表沉降越大且影响范围越宽。

关键词：盾构隧道地层位移复变函数位移释放系数位移边界土体变形

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粘弹性围岩纵向变形曲线及其释放系数演化规律

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上海交通大学学报 2024年

作者：王嘉琛孟令赞张顶立卢松文明北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京城建设计发展集团股份有限公司北京市轨道结构工程技术研究中心北京市应急管理科学技术研究院城市运行安全研究中心

常规的弹性解无法对具有强蠕变特性的软岩隧道变形规律提出合理解释。因此，针对软岩隧道施工的时间-空间效应，引入Burgers模型揭示其时空演化规律，并通过数值计算探究不同因素对粘弹性围岩纵向变形规律的影响。同时基于响应面法得到... 详细信息

常规的弹性解无法对具有强蠕变特性的软岩隧道变形规律提出合理解释。因此，针对软岩隧道施工的时间-空间效应，引入Burgers模型揭示其时空演化规律，并通过数值计算探究不同因素对粘弹性围岩纵向变形规律的影响。同时基于响应面法得到位移释放系数的经验公式，与现场监测和其他理论比较验证了本文方法的可行性。研究结果表明地应力对位移释放系数影响可忽略，Kelvin剪切模量、Kelvin粘滞系数、Maxwell剪切模量和开挖速度显著影响位移释放系数，而根据粘滞时间的不同可分为低延滞系数、中延滞系数和高延滞系数三类；针对时间效应影响型、空间效应影响型和时空效应影响型三种粘弹性围岩纵向变形曲线类型拟合得到相应的经验公式。本研究结论可为软岩隧道变形预测提供更简便的方法。

关键词：粘弹性纵向变形曲线软岩隧道时空效应位移释放系数

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