检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土力学 2024年第6期45卷 1743-1754页

作者：肖明清徐晨崔岚盛谦陈健谢壁婷晏庆明中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430063 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国地质大学(武汉)海洋学院湖北武汉430074

鉴于隧道现行规范缺乏系统锚杆支护的承载能力分析方法,总安全系数法提出了锚−岩承载拱的荷载结构模型与承载力计算方法,在理论上实现了锚杆的量化设计,但缺少试验验证。基于此,从结构试验角度研制了大型隧道结构模型试验系统,开展了毛... 详细信息

鉴于隧道现行规范缺乏系统锚杆支护的承载能力分析方法,总安全系数法提出了锚−岩承载拱的荷载结构模型与承载力计算方法,在理论上实现了锚杆的量化设计,但缺少试验验证。基于此,从结构试验角度研制了大型隧道结构模型试验系统,开展了毛洞与不同间距系统锚杆支护下的锚−岩承载拱结构承载试验。通过监测围岩内部应力−应变、隧道位移与锚杆应变,分析了围岩与锚杆材料的破坏状态与破坏荷载,研究了锚−岩承载拱变形与受力特征、锚杆轴力分布。对比分析了模型试验的结构承载力与总安全系数法理论下锚−岩承载拱的计算承载力。研究结果表明:锚杆能有效地与围岩协同承载,显著增加围岩的侧限力,提高围岩抗压强度与承载能力;试验得到的锚−岩承载拱承载能力与理论计算结果较为吻合,表明了总安全系数法的锚−岩承载拱计算模型是合理的,并具有合适的安全性。

关键词：锚?岩承载拱模型试验承载能力总安全系数法

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基于总安全系数法的喷锚组合支护承载能力试验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第10期43卷 2381-2395页

作者：肖明清徐晨崔岚盛谦陈健谢壁婷吴鹏中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430063 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

为验证总安全系数法中喷锚组合支护的计算模型与安全系数计算方法,从结构试验角度研制大型隧道结构模型试验系统,开展毛洞、不同间距系统锚杆下喷锚组合支护结构的加载试验。采用围岩、细砂材料的三轴试验、锚杆材料的拉伸、拉拔试验,... 详细信息

为验证总安全系数法中喷锚组合支护的计算模型与安全系数计算方法,从结构试验角度研制大型隧道结构模型试验系统,开展毛洞、不同间距系统锚杆下喷锚组合支护结构的加载试验。采用围岩、细砂材料的三轴试验、锚杆材料的拉伸、拉拔试验,明确模型试验中各材料的物理与力学参数,模拟毛洞与不同锚杆间距下喷锚组合支护的加载破坏全过程,试验中监测获取了围岩应力–应变、锚杆应变、喷层内外侧应变、喷层位移随外荷载的演变规律,分析毛洞、不同锚杆间距下喷锚组合支护的设计承载能力、极限承载能力以及变形受力特征,并与总安全系数法理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:喷射混凝土与锚杆能有效地与围岩协同承载,提高围岩的侧限力,发挥锚岩承载拱的支护作用,提高围岩的变形与承载能力;试验得到的喷锚组合支护的承载能力、破坏特征均与理论计算结果较为吻合,表明总安全系数法的喷锚组合支护计算方法是合理的,且该方法偏安全。

关键词：隧道工程喷锚支护隧道模型试验锚岩承载拱支护结构承载能力总安全系数法

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基于总安全系数法的隧道主动支护体系计算方法研究

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现代隧道技术 2024年第2期61卷 43-51页

作者：肖明清徐晨谢壁婷中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心武汉430063

以预应力锚杆(索)为主要支护构件的隧道主动支护理念应用日益广泛,但主动支护体系支护参数的选取仍以工程类比法或经验取值为主,缺少可以指导设计的量化计算方法。基于隧道支护结构设计总安全系数法,提出含预应力锚杆(索)主动支护体系... 详细信息

以预应力锚杆(索)为主要支护构件的隧道主动支护理念应用日益广泛,但主动支护体系支护参数的选取仍以工程类比法或经验取值为主,缺少可以指导设计的量化计算方法。基于隧道支护结构设计总安全系数法,提出含预应力锚杆(索)主动支护体系的安全系数计算方法和设计方法,并对比分析主动支护体系与被动支护体系的安全系数和变形控制差异。同时,为探究锚杆(索)系统与围岩的变形协调关系,根据锚杆(索)系统与围岩变形能力的匹配性,提出基于变形协调控制的支护体系选型与设计流程,可为隧道主动支护体系的量化设计提供理论指导。

关键词：主动支护体系总安全系数法预应力锚杆(索) 让压支护变形协调

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基于总安全系数法的喷射混凝土支护承载能力的试验研究

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隧道建设（中英文） 2024年第3期44卷 464-474页

为验证总安全系数法中喷层的荷载结构模型及其安全系数计算方法,研制大型隧道结构模型试验系统,采取结构试验的方法,开展毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏试验。通过围岩和细砂材料的三轴试验明确模型试验中各材料的物理与力... 详细信息

为验证总安全系数法中喷层的荷载结构模型及其安全系数计算方法,研制大型隧道结构模型试验系统,采取结构试验的方法,开展毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏试验。通过围岩和细砂材料的三轴试验明确模型试验中各材料的物理与力学参数,模拟毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏全过程,依据破坏状态明确喷层与二次衬砌的设计承载能力,试验中监测围岩应力应变、喷层内外侧应变和喷层位移,结合监测结果分析喷层与二次衬砌在承载过程中的变形特征与受力特征,明晰喷层与二次衬砌的承载机制,并与总安全系数法理论计算结果进行对比分析。结果表明:1)在试验断面条件下喷层受力状态为小偏心受压,喷层与围岩之间的粘结能有效传递剪力,从而减少了喷层的弯矩,有利于充分发挥喷层的抗压强度,同厚度情况下喷层的设计承载力要高于二次衬砌;2)试验得到的厚度为2 cm和4 cm喷层的设计承载力比总安全系数法理论计算结果分别大27.0%和22.9%,表明总安全系数法的喷层承载力计算模型是合理的,并具有合适的安全性。

关键词：隧道支护结构设计喷射混凝土支护模型试验总安全系数法破坏试验承载能力

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基于总安全系数法的隧道支护“强度-变形-时机”一体化设计方法研究

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隧道建设(中英文) 2024年第12期44卷 2480-2499,I0071-I0090页

作者：肖明清徐晨谢壁婷邓朝辉王克金中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430063

为解决宜兴高铁兴山东隧道含炭质页岩段大变形问题,基于总安全系数法理论体系,以围岩变形和多层结构协同承载控制为目标,建立适用于主动和被动支护体系的支护“强度-变形-时机”一体化设计方法。在强度满足承载要求的前提下,通过调整支... 详细信息

为解决宜兴高铁兴山东隧道含炭质页岩段大变形问题,基于总安全系数法理论体系,以围岩变形和多层结构协同承载控制为目标,建立适用于主动和被动支护体系的支护“强度-变形-时机”一体化设计方法。在强度满足承载要求的前提下,通过调整支护构件本身的变形能力和支护时机,使支护可变形能力大于设计支护力下围岩必需的变形量(防止支护刚度过大),并小于最小支护力下围岩必需的变形量(防止支护刚度过小),从而使整体支护结构按设计意图以最经济的方式“工作”。采用该设计理论,设计“双层初期支护+可缩钢架方案”和“预应力锚索主动支护方案”2种支护体系,提出各分项支护构件的施作时机和安全控制要求,并在现场开展试验。试验结果表明:1)2种支护方案均有效实现了设计意图,解决了隧道含炭质页岩段大变形问题。2)采用双层初期支护+可缩钢架方案时初期支护安全系数最小值为1.83,隧道最大水平收敛为588 mm,满足设计要求;采用预应力锚索主动支护方案时围岩最大水平收敛为372 mm,锚索最大轴力为310 kN,满足设计要求。

关键词：隧道总安全系数法软岩大变形支护刚度支护时机可缩接头预应力锚索

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基于总安全系数法的宜兴高速铁路隧道支护参数优化与试验

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铁道建筑 2024年第1期64卷 86-89页

作者：谢壁婷肖明清徐晨陈文鹏王克金中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心武汉430063

隧道支护结构设计总安全系数法的应用,可实现隧道支护结构设计由类比设计向量化设计转变。依托宜兴高速铁路(宜昌—兴山)优化试验段,基于总安全系数法对隧道支护参数进行优化,结合现场测试将优化后支护参数的设计值和实测值进行对比。... 详细信息

隧道支护结构设计总安全系数法的应用,可实现隧道支护结构设计由类比设计向量化设计转变。依托宜兴高速铁路(宜昌—兴山)优化试验段,基于总安全系数法对隧道支护参数进行优化,结合现场测试将优化后支护参数的设计值和实测值进行对比。结果表明:与原设计方案相比,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下,优化后支护参数的经济性指标最多可降低5.24%、23.85%、22.61%;Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下,隧道施工进度指标最多可提高29.6%、40.0%。通过现场测试,围岩压力设计值均大于实测值,喷射混凝土层安全系数设计值均小于实测值。优化后支护参数均满足安全要求,总安全系数法可靠。

关键词：总安全系数法支护参数优化安全系数现场测试围岩压力经济性指标施工进度指标

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基于总安全系数法的铁路隧道支护结构设计

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中国铁路 2020年第12期 82-88页

作者：肖明清中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为进一步优化铁路隧道支护参数,推进支护参数的量化设计,基于隧道支护结构设计总安全系数法,对我国时速350 km高速铁路双线隧道现行支护参数的安全性进行计算,研究其合理的支护方案,并提出铁路隧道支护参数优化的思路与方法。主要结论如... 详细信息

为进一步优化铁路隧道支护参数,推进支护参数的量化设计,基于隧道支护结构设计总安全系数法,对我国时速350 km高速铁路双线隧道现行支护参数的安全性进行计算,研究其合理的支护方案,并提出铁路隧道支护参数优化的思路与方法。主要结论如下:(1)在仅考虑围岩压力的情况下,我国时速350 km高速铁路双线隧道现行支护参数的安全系数偏高,具有一定优化余地;(2)提出我国时速350 km高速铁路双线隧道合理的支护方案;(3)建议按照不同埋深(地应力)和地下水条件进行支护类型优化;(4)隧道跨度和应力强度比不同,其合理的支护形式也不同,且随着隧道跨度的加大、地应力的增加或应力强度比的增加,采用锚杆支护的必要性和需要的支护强度也越来越大。

关键词：铁路隧道总安全系数法支护结构设计支护参数优化

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基于总安全系数法的甬舟铁路支护参数优化与试验研究

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建筑技术开发 2024年第3期51卷 128-130页

作者：邓立群牛野中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为解决传统复合式衬砌设计方法难以统一评价整体支护结构安全性的问题,结合支护参数优化理论和甬舟铁路实际工况,选取一个典型计算断面,采用数值模拟和总安全系数法对在不同围岩级别工况下优化后的支护参数进行安全性分析。结果表明,优... 详细信息

为解决传统复合式衬砌设计方法难以统一评价整体支护结构安全性的问题,结合支护参数优化理论和甬舟铁路实际工况,选取一个典型计算断面,采用数值模拟和总安全系数法对在不同围岩级别工况下优化后的支护参数进行安全性分析。结果表明,优化后的支护参数均满足安全性要求,说明总安全系数法用于支护参数的精细优化是可行的。

关键词：铁路隧道复合式衬砌总安全系数法支护参数优化

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复合式衬砌隧道总安全系数设计法修正与应用研究

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隧道建设（中英文） 2019年第3期39卷 421-429页

作者：肖明清徐晨中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表... 详细信息

为评价复合式衬砌这一整体结构的安全性,对以往所建立的复合式衬砌隧道总安全系数设计法的不合理之处进行修正,并再次分析不同铁路隧道的安全性,同时与挪威Q法支护参数进行对比,最后结合案例说明该方法在断面形式比选方面的应用。结果表明:1)所建立的总安全系数设计法可以为初期支护和复合式衬砌的支护构件选择、量化设计和整体优化设计提供一定的理论基础。2)采用总安全系数设计法对不同铁路隧道安全系数计算的结果与现场实际施工情况、既有隧道病害情况基本相符。3)挪威Q法提出的支护参数如果用于我国时速350 km的高速铁路双线隧道,Ⅲ、Ⅳ级围岩总安全系数满足要求且较为经济,但Ⅴ级围岩安全系数偏低;采用耐久性锚杆有利于充分发挥锚杆-围岩承载拱的支护作用,从而可以减少喷层和二次衬砌的强度,提高经济性。4)总安全系数设计法可以用于隧道断面形式与支护参数的精细比选。

关键词：复合式衬砌总安全系数法设计方法 Q法荷载结构模型隧道断面比选

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复合式衬砌隧道的总安全系数设计方法探讨

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铁道工程学报 2018年第1期35卷 84-88页

作者：肖明清中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:铁路、公路等交通隧道常采用复合式衬砌,其中初期支护一般采用地层-结构法或工程类比法进行设计,二次衬砌采用荷载-结构法进行设计,由于二者采用的分析方法不同,难以统一评价整体结构的安全性。现有隧道设计规范仅提出了二次... 详细信息

研究目的:铁路、公路等交通隧道常采用复合式衬砌,其中初期支护一般采用地层-结构法或工程类比法进行设计,二次衬砌采用荷载-结构法进行设计,由于二者采用的分析方法不同,难以统一评价整体结构的安全性。现有隧道设计规范仅提出了二次衬砌的安全系数要求,但复合式衬砌并非单一结构,有必要研究初期支护和二次衬砌的总安全系数。同时为建立总安全系数设计法,有必要研究初期支护的荷载-结构模型。研究结论:(1)对于采用喷锚支护的复合式衬砌隧道结构,围岩压力随埋深的增加而增加,隧道支护参数应根据埋深进行相应调整;(2)采用荷载-结构模型可以建立复合式衬砌初期支护和二次衬砌的统一设计方法;(3)复合式衬砌隧道的总安全系数应包含初期支护和二次衬砌各自的贡献,当二次衬砌为钢筋混凝土时,总安全系数建议不低于3.0,否则不低于3.6;(4)不同设计方法所建议的初期支护和二次衬砌的安全系数分配可按表2采用;(5)采用本文设计方法对现有高速铁路隧道结构安全性进行再分析,结果表明,在埋深为300 m左右时,Ⅲ、Ⅳ级围岩支护参数有进一步优化的空间;(6)本研究结果可为复合式衬砌隧道结构设计提供思路和方法。

关键词：复合式衬砌总安全系数法设计方法荷载-结构模型

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