检索结果-内蒙古大学图书馆

长江科学院院报 2025年第2期42卷 1-8页

作者：黄书岭王祥祥长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010

约束混凝土箱型钢拱架是箱型钢和核心混凝土形成的组合拱架结构,也是有效控制软岩隧洞变形的一种新型支护形式,目前尚缺少关于这类拱架承载特性的研究工作。为此,推导了约束混凝土箱型截面压弯屈服判据,分析了该类型拱架的强度极限承载... 详细信息

约束混凝土箱型钢拱架是箱型钢和核心混凝土形成的组合拱架结构,也是有效控制软岩隧洞变形的一种新型支护形式,目前尚缺少关于这类拱架承载特性的研究工作。为此,推导了约束混凝土箱型截面压弯屈服判据,分析了该类型拱架的强度极限承载力和结构稳定极限承载力,同时对比了约束混凝土箱型钢拱架、H型钢拱架、箱型钢拱架3种类型拱架的承载特性。研究结果表明:约束混凝土箱型钢拱架截面屈服判据值在同型号中最高,其轴压屈服强度极限平均为箱型截面的1.4倍、H型钢截面的2.2倍,纯弯屈服强度极限平均为箱型截面的1.1倍、H型钢截面的1.5倍;约束混凝土箱型钢拱架强度和结构稳定极限承载力均高于同型号箱型和H型钢拱架,强度极限承载力是箱型钢拱架的1.3~1.4倍、H型钢拱架的2.2~2.3倍;结构稳定极限承载力是箱型钢拱架的1.03~1.04倍、H型钢拱架的1.10~1.27倍。约束混凝土箱型钢拱架承载特性优势显著,能够为软岩隧洞提供更为可靠和高效的支护。

关键词：软岩隧洞约束混凝土箱型钢拱架压弯屈服判据强度极限承载力结构稳定极限承载力

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考虑开挖卸荷应力重分布的顶拱围岩塌落深度解析分析方法

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水电能源科学 2025年第3期43卷 119-122,118页

作者：黄书岭于国起张雨霆王祥祥郁培阳长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

输水隧洞穿越断层破碎带地层易发顶拱垮塌失稳破坏,现有地下洞室拱效应分析方法还缺少能够考虑围岩卸荷应力重分布的塌落深度解析分析方法。为此,提出了考虑围岩重分布应力加持作用的顶拱自稳高度概念,结合圆形隧洞围岩径向和切向应力... 详细信息

输水隧洞穿越断层破碎带地层易发顶拱垮塌失稳破坏,现有地下洞室拱效应分析方法还缺少能够考虑围岩卸荷应力重分布的塌落深度解析分析方法。为此,提出了考虑围岩重分布应力加持作用的顶拱自稳高度概念,结合圆形隧洞围岩径向和切向应力解析解,基于三角形塌落拱形态,推导得到顶拱自稳高度和考虑围岩重分布应力加持作用的实际塌落深度解析表达式,实现了基于迭代法的顶拱塌落深度。案例分析结果表明,所提解析分析方法能够更准确地预测地下洞室顶拱围岩塌腔深度并确定围岩支护力,为穿越断层破碎带的隧洞施工提供更准确的动态设计依据。

关键词：开挖卸荷拱效应应力重分布塌落深度解析解

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细/粗二元结构边坡角度与岩性特征对其阻隔降雨入渗的影响规律

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地球科学 2025年第1期50卷 311-321页

作者：吴庆华王珂长江水利委员会长江科学院湖北武汉430010 水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010 中国三峡建工(集团)有限公司四川成都610041

土质边坡在降雨条件下易形成滑坡灾害,采用表面硬化等传统方法防止降雨入渗边坡时,存在运行过程中表面开裂导致其防护功能失效的问题.从生态优先与长期有效性角度,采用上细/下粗的非饱和二元结构地层阻隔降雨入渗防护边坡.利用系列物理... 详细信息

土质边坡在降雨条件下易形成滑坡灾害,采用表面硬化等传统方法防止降雨入渗边坡时,存在运行过程中表面开裂导致其防护功能失效的问题.从生态优先与长期有效性角度,采用上细/下粗的非饱和二元结构地层阻隔降雨入渗防护边坡.利用系列物理模型试验,研究降雨条件下不同边坡角度(10°、20°、30°和40°)与不同地层岩性特征(亚砂土/粗砂、亚砂土/砂砾、亚砂土/圆砾和亚砂土/角砾)对其阻隔降雨入渗的影响,并提出了细/粗二元结构地层抑制降雨入渗的综合阻隔能力的评估方法.结果表明:(1)采用亮蓝示踪剂可直接观测非饱和二元结构地层对降雨入渗边坡的阻隔过程.(2)二元结构的综合阻隔能力随粗粒层粒径和不均匀系数的增加而增强.(3)无降雨条件下,增加边坡角度能促进二元结构地层排水;在降雨条件下,亚砂土/砾砂二元结构粗粒层稳定排水强度和降雨入渗综合阻隔能力均随边坡角度呈先增加后减少的规律,建议最优边坡角度范围为25°~27°.研究成果对边坡稳定治理具有重要参考价值.

关键词：边坡二元结构非饱和渗流降雨入渗控制灾害地质学

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新疆某高水头抽蓄电站地应力综合测量及应力场反演分析

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水资源与水工程学报 2025年第2期 144-152页

作者：蒋健董志宏周春华罗笙王斌三峡大学土木与建筑学院长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室

精确的地应力实测数据以及精细化的数值反演分析对高水头抽水蓄能电站安全施工和高效运行至关重要。以新疆某处于复杂地质条件背景下的高水头抽蓄电站为依托，通过多种地应力测量方法（常规水压致裂法、三维水压致裂法及孔径变形法）进... 详细信息

精确的地应力实测数据以及精细化的数值反演分析对高水头抽水蓄能电站安全施工和高效运行至关重要。以新疆某处于复杂地质条件背景下的高水头抽蓄电站为依托，通过多种地应力测量方法（常规水压致裂法、三维水压致裂法及孔径变形法）进行综合测量，并结合多元线性回归分析实现地应力场的反演重构，分析了该电站输水隧洞沿线关键部位围岩应力分布特征及抗劈裂能力。研究表明：3种地应力测量方法在三钻孔交汇处所测应力量值及方位大体一致，使3种方法得以相互印证，也提高了测试的精确度；基于综合实测地应力实现的数值反演模型所得计算值与同位实测值吻合度高，可供工程区进行大范围地应力场反演重构；输水隧洞沿线应力分布特征凸显了高水头抽蓄电站地应力场受地形及地质构造扰动大的特点，工程区围岩应力特征主要表现为σH>σz>σh,最大水平主应力方位角在NE40°～65°之间，与厂房轴线方向NE45°所呈角度较小，厂房轴线方位选定合理；基于最小主应力判别准则，输水隧洞沿线各关键部位抗劈裂安全系数最小可达1.53,均满足输水隧洞围岩抗劈裂条件。

关键词：抽水蓄能电站水压致裂法孔径变形法地应力场反演抗劈裂分析

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三轴加载条件下粗粒土剪切带的细观演化规律

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水力发电学报 2025年第1期44卷 54-63页

作者：万航周跃峰邓茂林左永振赵艺颖王磊三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌430021 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010 中国水利水电科学研究院北京100044

粗粒土被广泛应用于筑坝材料,宏观力学性质受其细观层面的颗粒运移和局部变形演化影响。通过对风化千枚岩进行CT三轴试验,并结合数字图像处理技术,量化分析粗粒土在控制速率加载下的颗粒运动和局部变形破坏过程,揭示其宏细观力学特性。... 详细信息

粗粒土被广泛应用于筑坝材料,宏观力学性质受其细观层面的颗粒运移和局部变形演化影响。通过对风化千枚岩进行CT三轴试验,并结合数字图像处理技术,量化分析粗粒土在控制速率加载下的颗粒运动和局部变形破坏过程,揭示其宏细观力学特性。结果表明:采用USM锐化以及材料分割对CT图像进行增强处理,有效凸显土颗粒的边界特征。试样内各区域的变形差异显著,靠近试样端部以较均匀的轴向压缩为主,破坏面附近局部变形表现为压缩和侧向扩移;剪切区域CT数平均值呈明显的先增后减规律,应变分布可由颗粒运动与局部变形反映。围压较大的试样剪切带发育为颗粒间的切向错动与法向扩移的耦合效应。试样沿着剪切面连续渐进发展,轴向应变16%左右各局部区域依次加速破坏。剪切带的形成经历了压密、孕育、扩展,直至贯通的渐进演化过程。

关键词：粗粒土三轴试验 CT试验图像处理剪切带破坏

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大型引调水渠道典型段衬砌失稳成因及防控措施研究

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长江科学院院报 2025年

作者：苏霞魏凯郝泽嘉李少龙崔皓东中国南水北调集团中线有限公司长江勘测规划设计研究有限责任公司长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室

大型引调水渠道工程高地下水位挖方段在运行期易发生衬砌失稳，合理设置渗控措施是保障渠道衬砌安全的关键措施。针对河南2021年“7.20”特大暴雨后南水北调中线某渠段衬砌失稳问题，通过监测资料和三维渗流模拟对渠道衬砌板失稳成因进... 详细信息

大型引调水渠道工程高地下水位挖方段在运行期易发生衬砌失稳，合理设置渗控措施是保障渠道衬砌安全的关键措施。针对河南2021年“7.20”特大暴雨后南水北调中线某渠段衬砌失稳问题，通过监测资料和三维渗流模拟对渠道衬砌板失稳成因进行了分析，并利用三维模型分析了增设渠坡竖向减压井和横向排水管措施的效果。研究表明：渠基存在的透水地层为降雨入渗和地下水侧向补给提供了渗透通道，极端降雨导致地下水位升高是渠道衬砌板失稳的关键诱因，增设排水措施可有效消减衬砌板下水扬压力；研究成果可为类似渠段险情分析和整治及运行管理提供参考。

关键词：引调水挖方渠道高地下水位扬压力衬砌失稳渗流分析

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地下洞室开挖爆破对初期支护安全的影响综述

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长江技术经济 2025年第1期9卷 96-102页

作者：张振康赵根胡英国刘美山长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

通过查阅国内外大量文献,综述了爆破对初期支护的影响机理研究现状与进展,分析了地下工程建设最常见的锚喷支护中喷射混凝土和砂浆锚杆的破坏机理;介绍了常用的爆破作用下围岩初期支护结构响应的预测模型和方法,以及考虑初期支护龄期和... 详细信息

通过查阅国内外大量文献,综述了爆破对初期支护的影响机理研究现状与进展,分析了地下工程建设最常见的锚喷支护中喷射混凝土和砂浆锚杆的破坏机理;介绍了常用的爆破作用下围岩初期支护结构响应的预测模型和方法,以及考虑初期支护龄期和入射波频率的几种安全标准,最后指出了现阶段发展存在的问题,如爆破对初期支护影响机理的研究仍滞后、计算方法和预测模型仍有局限性、现场检测手段亟待发展等。

关键词：喷射混凝土砂浆锚杆爆破振动预测方法安全标准

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伞型锚与注浆体协同锚固机制模型试验研究

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长江技术经济 2025年第2期9卷 47-53页

作者：何宜霖程永辉熊勇高文达长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

伞型锚作为机械扩体锚,具有锚固力大和锚固时效性高的优点。在边坡永久修复中通过注浆可解决锚杆的长期防腐问题,但伞型锚和注浆体的锚固力无法叠加,造成注浆体的锚固力浪费。为了研究注浆体与深埋锚板协同锚固机制,开展了深埋锚板的拉... 详细信息

伞型锚作为机械扩体锚,具有锚固力大和锚固时效性高的优点。在边坡永久修复中通过注浆可解决锚杆的长期防腐问题,但伞型锚和注浆体的锚固力无法叠加,造成注浆体的锚固力浪费。为了研究注浆体与深埋锚板协同锚固机制,开展了深埋锚板的拉拔模型试验。结果表明:通过循环张拉位移控制方法可实现伞型锚与注浆体的锚固力有效叠加,且叠加后锚固力大于注浆体与锚板的锚固力之和。提出的注浆体与锚板协同锚固的位移控制方法,显著增加了协同后的最大锚固力,为注浆伞型锚协同锚固提供了依据。

关键词：伞型锚注浆体浆-锚协同机制拉拔试验

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大埋深调水隧洞穿越活动断裂带变形破坏特征及适应性措施

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长江科学院院报 2025年第1期42卷 152-161页

作者：张国强崔臻颜天佑张茂础李建贺长江勘测规划设计研究有限责任公司武汉430010 水利部水网工程与调度重点实验室武汉430010 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武汉430071 中国科学院大学北京100049

引江补汉工程深埋长大隧洞穿越通城河活动断裂,在活动断裂处隧洞的安全性是工程的关键问题之一。在地应力场分析基础上,采用数值模拟方法,分析了在不采用适应性结构时衬砌的响应,并估算了铰接设计参数,最终验算了建议铰接设计参数下衬... 详细信息

引江补汉工程深埋长大隧洞穿越通城河活动断裂,在活动断裂处隧洞的安全性是工程的关键问题之一。在地应力场分析基础上,采用数值模拟方法,分析了在不采用适应性结构时衬砌的响应,并估算了铰接设计参数,最终验算了建议铰接设计参数下衬砌的响应特征。结果表明:(1)水平大主应力与隧洞轴线夹角为35°,隧洞轴线方向水平应力分量约为20 MPa,垂直隧洞轴线方向水平应力分量约为21 MPa,竖直向应力分量约为18 MPa;(2)当无抗错断措施时,隧洞的相对变形主要表现为拱顶-底板的相对收敛,相对收敛在断层带部位最大,拱顶、底板部位的最大主应力量值出现在断层带及影响带部位,断裂带部位与影响带部位的衬砌大部分处于损伤状态;(3)基于提出的隧洞铰接设计参数的估算方法,给出了设防节段长度为6 m,铰节段宽度为2~4 cm作为初步的设计参数,进一步考虑参数敏感性分析后,合建议按照设防节段长度为6 m,铰节段宽度为5 cm考虑。(4)隧洞按照所建议参数进行铰接结构设防后,铰接结构设计有效降低了断层带内部衬砌整体所受到的拉力,铰接设计条件下,衬砌因错断产生的相对变形、应力、衬砌损伤均有较大程度减少。上述研究结果证实了铰接结构设计有助于提高隧洞抗错断性能。

关键词：长距离调水工程调水隧洞活动性断裂错动响应铰接衬砌

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基于离心试验的引调水工程含深层原生裂隙膨胀土层渠坡稳定性分析

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水电能源科学 2025年第2期43卷 98-103页

作者：韦松涛龚壁卫李波胡波程展林安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

引调水工程因跨度范围大,渠道经常穿过含深层原生裂隙区域,现场滑坡膨胀土层中实际存在的深层原生裂隙顺坡向呈8°~12°,倾向河渠。为掌握深层原生裂隙对边坡稳定性的影响,通过预设双层土工膜的方式模拟倾角为12°、48°... 详细信息

引调水工程因跨度范围大,渠道经常穿过含深层原生裂隙区域,现场滑坡膨胀土层中实际存在的深层原生裂隙顺坡向呈8°~12°,倾向河渠。为掌握深层原生裂隙对边坡稳定性的影响,通过预设双层土工膜的方式模拟倾角为12°、48°的典型组合裂隙,开展了含深层原生裂隙边坡的离心模型试验,进一步推导了计算离心模型在离心机加速度场中边坡安全系数的简化理论。结果表明,离心加速度逐级增大过程中,边坡顶部沉降和坡面水平位移逐渐增大,同时在坡肩和坡面依次出现裂隙且随之扩展,边坡失稳并沿12°裂隙面滑动;计算得到离心模型边坡安全系数随加速度增大而逐渐降低但降低速率逐渐减小,产生破坏时的安全系数已小于1.0;进一步分析表明,土工膜裂隙面贯通率越高,边坡安全系数越低,同时裂隙面分布位置也对边坡稳定性有影响。研究结果为含深层原生裂隙边坡的分析提供了依据。

关键词：边坡裂隙离心模型试验安全系数裂隙扩展

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