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考虑拼装变形的底部平型橡胶密封垫结构研究 被引量：1
1
作者 刘继国 贺创波 +2 位作者 张晟斌 舒恒 李金 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期207-213,共7页
针对三种底部平型橡胶密封垫,通过数值计算和物理模型试验分析密封垫防水及压缩性能,并对拼装过程中密封垫滑动变形情况进行研究,研究表明:(1)断面1中心存在开孔,密封垫拼装时压缩应力减小,压缩后开孔位置无法完全闭合,密封垫防水路径减... 针对三种底部平型橡胶密封垫,通过数值计算和物理模型试验分析密封垫防水及压缩性能,并对拼装过程中密封垫滑动变形情况进行研究,研究表明:(1)断面1中心存在开孔,密封垫拼装时压缩应力减小,压缩后开孔位置无法完全闭合,密封垫防水路径减小,不利于管片接头防水;(2)断面3防水能力比断面2提高30.1%,但断面3复合遇水膨胀橡胶后会增加表面粗糙度,拼装过程易于加剧角部密封垫堆积变形,并且多次试拼可能导致遇水膨胀与三元乙丙脱落分离;(3)密封垫压缩滑动时角部堆积变形过大时易使密封垫间出现较大高差,下一环管片错缝拼装时此处密封垫难以压缩到位,易存在渗流通道出现渗漏。 展开更多
关键词 橡胶密封垫 复合断面 防水性能 压缩性能 滑动变形 堆积
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不同水压下饱和砂岩分级加载蠕变特性研究 被引量：1
2
作者 郭永成 王树楠 +2 位作者 李建林 胡鹏 王兴霞 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期910-916,共7页
三峡库区库岸边坡消落带内部岩体在水位升降过程中长期处于饱和状态,为研究内部岩体的变形特性,通过选取库岸边坡岩体,按照相关规程制成标准岩样,利用TOP INDUSTRIE多功能岩石三轴测试系统,开展了无水压、有水压和循环水压3种状态下的... 三峡库区库岸边坡消落带内部岩体在水位升降过程中长期处于饱和状态,为研究内部岩体的变形特性,通过选取库岸边坡岩体,按照相关规程制成标准岩样,利用TOP INDUSTRIE多功能岩石三轴测试系统,开展了无水压、有水压和循环水压3种状态下的饱和砂岩蠕变试验。结果表明:(1)饱和砂岩蠕变变形量在循环水压状态下最大,有水压状态下次之,无水压状态下最小;(2)饱和砂岩稳态蠕变速率的大小与蠕变变形量大小存在正相关性;(3)循环水压对饱和砂岩环向变形的影响大于对轴向变形的影响,在破坏应力等级阶段,循环水压对饱和砂岩环向变形的加剧作用明显;(4)循环水压大幅降低了饱和砂岩的长期强度,循环水压下的饱和砂岩最先破坏。 展开更多
关键词 水压 蠕变 饱和砂岩 速率 长期强度
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我国城市深部地下空间开发挑战与发展战略 被引量：6
3
作者 李云燕 蔡欣珂 王艳红 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期1-15,69,共16页
随着我国城市快速发展,城市人口日益增多,土地资源日趋紧张,为了响应国家安全战略发展需求,利用深部地下空间寻求发展和安全已成为许多城市发展的共识。深部地下空间不同于地表和浅部地下空间,其地下特征属性更为明显和复杂。通过对我... 随着我国城市快速发展,城市人口日益增多,土地资源日趋紧张,为了响应国家安全战略发展需求,利用深部地下空间寻求发展和安全已成为许多城市发展的共识。深部地下空间不同于地表和浅部地下空间,其地下特征属性更为明显和复杂。通过对我国城市深部地下空间发展面临挑战的分析,从我国深部地下空间发展历程出发,对经济发展水平、心理因素、人口密度、地温、地质、地下水文多维度影响因素进行分析,探寻了我国城市开发深部地下空间的特征规律。结合国家新时期城市发展战略,对我国未来城市深部地下空间发展展开了讨论和思考。研究成果可为我国深部地下空间开发提供有益借鉴。 展开更多
关键词 深部地下空间 发展历程 影响因素 发展思考
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高海拔寒区隧道水热力现场试验及数值模拟 被引量：1
4
作者 潘振华 包卫星 +2 位作者 郭强 车博文 卢汉青 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期637-647,共11页
在高海拔寒区,隧道病害严重威胁着道路的行车安全。本文利用现场试验获得的大量监测数据,研究了青藏高原某高海拔寒区隧道的气候特征及温度场时空分布规律,建立了水-热-力耦合冻胀模型,同时,采用COMSOL数学模块中的系数型偏微分方程和... 在高海拔寒区,隧道病害严重威胁着道路的行车安全。本文利用现场试验获得的大量监测数据,研究了青藏高原某高海拔寒区隧道的气候特征及温度场时空分布规律,建立了水-热-力耦合冻胀模型,同时,采用COMSOL数学模块中的系数型偏微分方程和固体力学模型进行水热力数值模拟,利用监测数据验证了该模型的准确性,在此基础上,研究了该寒区隧道工程的水热力学分布特性,结果表明:外界气温与隧道温度之间具有强相关性,离洞口越近,两者之间响应越强;气温对隧道径向温度场的影响主要体现在衬砌和浅层围岩,对深层围岩温度影响较小且相对滞后;隧道洞口段衬砌和路面冻害严重,在冷季,隧道仰拱处的含冰量和边墙处的混凝土二衬应力达到最大值;此外,气象要素、衬砌与围岩间的相互作用是引起高海拔寒区隧道洞口段冻害破坏的主要原因。研究结果有助于更好地认识高海拔寒区隧道的水热力作用机理,可为寒区隧道工程的设计和养护提供科学依据。 展开更多
关键词 高海拔 寒区隧道 温度 气候特征 水热力耦合 数值模拟
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节理砂质板岩卸荷力学特性及能量演化规律研究 被引量：1
5
作者 王乐华 郭晋帆 +2 位作者 陈灿 徐健文 许晓亮 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期87-99,共13页
为揭示不同节理类型下砂质板岩卸荷破坏力学特性和能量演化规律,采用RMT-150C岩石力学试验系统开展常规三轴压缩试验和卸荷试验,探讨节理板岩的承载能力、破坏模式及能量演化特征,并基于耗散能提出损伤变量。结果表明:(1)节理类型对试... 为揭示不同节理类型下砂质板岩卸荷破坏力学特性和能量演化规律,采用RMT-150C岩石力学试验系统开展常规三轴压缩试验和卸荷试验,探讨节理板岩的承载能力、破坏模式及能量演化特征,并基于耗散能提出损伤变量。结果表明:(1)节理类型对试样的承载能力有较大影响,峰值强度主要表现为无节理试件>双节理试件>单节理试件;(2)试样的宏观破坏模式以剪切破坏为主。卸荷作用会使单节理试件在节理端部产生横向裂隙,而双节理试件则产生贯通性裂纹;(3)总能量和耗散能整体呈现单节理试件<双节理试件<无节理试件的规律,试样的损伤变量(损伤程度)亦是如此。试验结果有助于深入理解不同节理类型岩石力学行为及能量演化特性,可为岩体在卸载围压作用下结构稳定性提供必要依据。 展开更多
关键词 卸荷 节理岩体 耗散能 损伤变量
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MJS套打钻孔灌注桩施工扰动变形特性研究 被引量：1
6
作者 李平 马向前 +2 位作者 陈育民 刘光辉 李焱 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期620-628,共9页
针对狭小密闭空间内深基坑开挖支护难的问题,研发了高压喷射注浆系统(Metro Jet System,MJS)止水帷幕套打钻孔灌注桩的微扰动支护方案。以海安火车站站房扩建项目三期深基坑工程为例,应用Plaxis 3D有限元分析软件建立三维数值计算模型,... 针对狭小密闭空间内深基坑开挖支护难的问题,研发了高压喷射注浆系统(Metro Jet System,MJS)止水帷幕套打钻孔灌注桩的微扰动支护方案。以海安火车站站房扩建项目三期深基坑工程为例,应用Plaxis 3D有限元分析软件建立三维数值计算模型,对MJS止水帷幕在不同喷浆压力、喷浆范围、桩径大小和施工顺序工况下对临近既有建筑物桩基的变形影响进行了优化分析。结果表明:随着MJS桩喷浆压力系数的增大,既有桩基等深度处水平变形位移呈线性增长;随着MJS桩喷浆范围的减小,施工对临近既有桩基的变形影响沿桩深方向均有所减小;既有桩基变形位移随MJS桩径大小呈非线性变化;考虑多桩不同施工顺序的影响,从中间往两边对称的施工方法对临近既有桩基的累积变形量最小。研究成果可为类似狭小密闭空间内基坑开挖支护提供经验。 展开更多
关键词 密闭深基坑 微扰动支护 变形特性 优化分析
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富水砂层联络通道冻结温度场影响因素分析 被引量：3
7
作者 徐平 韩述琦 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合... 以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合曲线,将拟合函数作为冻结孔的管壁温度边界条件,通过数值计算得到了联络通道冻结过程中的温度场云图和温度变化曲线。通过比对数值结果与现场实测数据验证了数值模型的准确性和合理性,并进一步研究了地下水流速、冻结管间距、冻结管直径、初始地温等因素对温度场发展的影响。引入单因素灵敏度分析法,求解了各因素对冻结壁交圈时间影响的灵敏度,确定了各因素影响的大小排序,结果表明:当地下水流速较大时,减小冻结管间距是削弱地下水流速对冻结温度场影响的最佳选择;当初始地温较高时,通过增大冻结管直径或减小冻结管间距都能提高冻结效率。 展开更多
关键词 富水砂层 联络通道 冻结加固 流热耦合理论 灵敏度分析
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基于SA-PSO-BP神经网络的煤层底板破坏深度预测 被引量：3
8
作者 李刚 赵艺鸣 +2 位作者 杨庆贺 才天 邹军鹏 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期293-299,共7页
研究煤层底板破坏深度的准确预测对保证带压开采条件下煤矿的安全生产具有重要意义。针对传统BP神经网络预测底板破坏深度存在误差较大、容易陷入局部最优解、收敛速度慢等问题,提出了一种新的SA-PSO-BP网络模型。该模型以煤层倾角、开... 研究煤层底板破坏深度的准确预测对保证带压开采条件下煤矿的安全生产具有重要意义。针对传统BP神经网络预测底板破坏深度存在误差较大、容易陷入局部最优解、收敛速度慢等问题,提出了一种新的SA-PSO-BP网络模型。该模型以煤层倾角、开采深度、煤层开采厚度、工作面斜长作为评判指标,先利用粒子群优化算法(PSO)改进BP神经网络寻优过程、再引入模拟退火算法(SA)避免PSO算法陷入局部最优解,选取92组现场实测数据样本,对优化后的模型进行训练和预测。结果表明:SA-PSO-BP网络模型的拟合优度达到0.9835,比BP神经网络提高了0.2882;均方根误差达到1.3190,比BP神经网络减小了3.8641;平均绝对百分比误差达到5.4423,比BP神经网络减小了14.93%。构建的SA-PSO-BP网络模型具有可行性,为底板破坏深度的预测提供了一种合理的方法。 展开更多
关键词 带压开采 底板破坏深度 神经网络预测 SA-PSO-BP神经网络
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预应力锚杆支护深埋隧道围岩应变软化弹塑性分析 被引量：2
9
作者 邹金锋 伍钦铧 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期759-773,共15页
为探明富水地层条件下预应力锚杆对隧道支护时的力学状态,以深埋隧道为例,基于三维Hoek-Brown屈服准则,考虑水力耦合及围岩应变软化的影响,将预应力锚杆视为带有锚垫板及两端应变不为零的被动锚杆模型,对隧道围岩进行了弹塑性分析,由此... 为探明富水地层条件下预应力锚杆对隧道支护时的力学状态,以深埋隧道为例,基于三维Hoek-Brown屈服准则,考虑水力耦合及围岩应变软化的影响,将预应力锚杆视为带有锚垫板及两端应变不为零的被动锚杆模型,对隧道围岩进行了弹塑性分析,由此采用粘结滑移理论建立了预应力锚杆剪切应力分布及端部预应力的数值计算方法,并通过与相关工程案例计算结果的对比分析,验证了本文计算方法的合理性。同时,依托实际工程对不同因素影响下围岩应力和位移的变化规律进行参数分析。结果表明:本文方法计算得到的锚杆轴力最大值、隧道表面力和锚杆中性点位置均与所选取工程案例的监测值拟合良好,且当锚杆剪切应力达到隧道壁峰值应力时,在隧道壁附近锚杆与围岩之间会发生解耦现象;依托实际工程反映了本文方法可有效解决深埋隧道预应力锚杆在工程中的设计计算问题,且预应力锚杆安装后可有效减小围岩变形,相比被动锚杆,其支护效果更好,研究成果可为类似工程地质条件下深埋隧道支护设计提供理论指导。 展开更多
关键词 富水地层 预应力锚杆 深埋隧道 三维Hoek-Brown屈服准则 粘结-滑移理论
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钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法 被引量：1
10
作者 周佳媚 薛志斌 +2 位作者 马敏 岳飞翔 崔凯琪 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期180-188,共9页
预制混凝土管片是目前地铁盾构隧道最常用的衬砌结构形式,为了更好地发挥钢筋钢纤维混凝土盾构管片的优点,得到准确的钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法,设计4组18根钢纤维混凝土梁试验方案,开展了试验数据与有限元软件ABAQUS... 预制混凝土管片是目前地铁盾构隧道最常用的衬砌结构形式,为了更好地发挥钢筋钢纤维混凝土盾构管片的优点,得到准确的钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法,设计4组18根钢纤维混凝土梁试验方案,开展了试验数据与有限元软件ABAQUS计算分析。(1)通过压弯梁和纯弯梁构件试验得到数据,提出钢筋钢纤维混凝土纯弯及大偏心受压构件裂缝宽度计算方法;(2)通过有限元分析钢纤维掺量及配筋率变化对裂缝宽度的影响,钢纤维掺量增大时,钢纤维混凝土抗拉强度逐渐增加,构件裂缝宽度逐渐减小,配筋率增大时,钢筋达到屈服强度时对应的荷载也逐渐增加,裂缝宽度逐渐减小;(3)通过管片裂缝宽度实测试验,本文提出公式与《Model Code》计算得到的裂缝宽度与管片试验结果相对接近,平均值相差分别为56%、50%;(4)提出的裂缝宽度计算方法有效考虑钢纤维掺量、配筋率对裂缝宽度的影响,计算结果更为准确,可以有效评价C50钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 盾构管片 裂缝宽度 钢纤维掺量 配筋率
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盾构施工诱发的筏板基础建筑沉降影响分区研究 被引量：1
11
作者 雷华阳 刘濠瑜 许英刚 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期312-319,共8页
随着城市化规模的不断发展,盾构施工扰动诱发的既有建筑沉降问题已经成为环境安全评估关注的核心问题。针对盾构施工全过程诱发的筏板基础建筑横向沉降、纵向沉降及扭转变形,采用FLAC^(3D)有限差分软件进行深入研究,将盾构施工扰动平面... 随着城市化规模的不断发展,盾构施工扰动诱发的既有建筑沉降问题已经成为环境安全评估关注的核心问题。针对盾构施工全过程诱发的筏板基础建筑横向沉降、纵向沉降及扭转变形,采用FLAC^(3D)有限差分软件进行深入研究,将盾构施工扰动平面影响区域划分为忽略影响区、过渡区和危险影响区。结果表明:建筑横、纵向平均沉降影响区呈抛物线分布,横向整体倾斜影响区呈半椭圆形分布,纵向整体倾斜影响区呈类抛物线分布,而扭转变形影响区呈类圆形分布;盾构施工全过程中,建筑横向平均沉降、横向整体倾斜及纵向平均沉降最大值发生在盾构穿越完成阶段,而当盾构掘进至建筑附近区域时,建筑纵向整体倾斜及扭转变形已发展到最大值,表明盾构穿越既有建筑沉降安全评估应重视盾构施工过程性。研究成果可为城市密集区盾构施工环境安全性评估提供理论依据。 展开更多
关键词 盾构隧道 建筑沉降 发展过程 数值模拟 影响分区
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可持续理念下覆土办公建筑自然采光通风设计探究 被引量：1
12
作者 刘阳 周文晰 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第S1期13-24,共12页
覆土建筑起源于窑洞与地下建筑,又被遗忘于历史长河。当今世界,在可持续理念影响下,覆土建筑以其优异的节能和环境保护特性重新被提起,并备受青睐。其从古代窑洞到住宅、博展类,乃至办公类建筑,发展过程中存在的一个主要挑战就是如何有... 覆土建筑起源于窑洞与地下建筑,又被遗忘于历史长河。当今世界,在可持续理念影响下,覆土建筑以其优异的节能和环境保护特性重新被提起,并备受青睐。其从古代窑洞到住宅、博展类,乃至办公类建筑,发展过程中存在的一个主要挑战就是如何有效组织自然采光和通风。通过对13个覆土建筑案例研究总结,覆土型办公建筑可通过调整建筑形体与功能布局、增大开窗界面、置入中介空间、运用被动式技术等多种策略的结合,以满足不同建筑侧重的多元化解决方式。以安徽合肥新河村办公综合体为策略实践对象,基于覆土建筑价值提升、建筑可持续性和办公舒适度优化的目标,运用Climate Studio和斯维尔Vent分别对应用策略前后建筑进行采光通风模拟。通过对模拟结果的评估与优化,寻求自然通风与采光的解决方式。 展开更多
关键词 可持续 覆土型办公建筑 通风 采光 设计策略
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致密砂砾岩裂隙粘性流体流动特性研究
13
作者 卢才武 罗信天 +2 位作者 章赛 江松 孙怡潇 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第4期1161-1172,共12页
利用地下空间存储石油受裂隙的影响,将该问题简化为单裂隙渗流问题,引入雷诺数Re,借助3D打印技术,开展物理模型试验,探讨不同注入流速梯度下流体动力粘度μ以及裂隙开度bi对于流体流动特性与压力梯度J的影响规律。结果表明:裂隙开度bi... 利用地下空间存储石油受裂隙的影响,将该问题简化为单裂隙渗流问题,引入雷诺数Re,借助3D打印技术,开展物理模型试验,探讨不同注入流速梯度下流体动力粘度μ以及裂隙开度bi对于流体流动特性与压力梯度J的影响规律。结果表明:裂隙开度bi影响到其渗流达到的稳定时间,而流体动力粘度μ对渗流压力影响较大;对数据进行拟合发现裂隙开度bi与压力梯度J呈指数函数关系,随bi增加呈现出下降趋势,同时,雷诺数Re减小,流体过流能力减弱;流体动力粘度μ与压力梯度J则呈现出幂函数的关系,J随μ的增加而增加,揭示了压力梯度随流体动力粘度的演化规律,说明流体流入裂隙时受到的阻力增加,流入较为困难;裂隙开度与流体动力粘度对流体在裂隙渗流上有不同程度的阻碍作用,多因素影响下过流能力减弱,可能发生堵塞;在地下水环境下,可以做到在一定高度下的石油存储,表明在不进行封堵措施的情况下,类石油的粘性液体在含微小裂隙的地下空间中存储存在可能。 展开更多
关键词 地下空间 流体动力粘度 3D打印技术 可视化试验 单裂隙岩体 雷诺数
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四川山区公路顺层边坡稳定性研究现状及展望
14
作者 张乐 向波 +2 位作者 张俊云 冯君 刘正威 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第S1期529-538,共10页
针对四川山区公路顺层边坡成灾复杂、严重威胁工程建设和运营安全的现状,从侧壁约束下的成灾特征、滑带土强度特性、首次失稳长度确定和稳定性评价4方面,系统总结了近年来的研究成果,并提出展望。结果表明:(1)侧壁约束下的顺层边坡,其... 针对四川山区公路顺层边坡成灾复杂、严重威胁工程建设和运营安全的现状,从侧壁约束下的成灾特征、滑带土强度特性、首次失稳长度确定和稳定性评价4方面,系统总结了近年来的研究成果,并提出展望。结果表明:(1)侧壁约束下的顺层边坡,其主滑方向多偏离岩层倾向,多面临空环境下顺层边坡准确定义和下滑力确定方法有待进一步研究;(2)顺层边坡滑带土强度特性研究宜取原状滑带土为研究对象,剪切强度获取应通过环剪试验等大位移剪切进行,结合原状土物质组成和细观结构进行分析;(3)顺层边坡首次失稳长度仿真计算可综合底滑面塑性区和应力、位移特征确定,理论解析法主要通过滑面不同应力状态的划分进行,统计分析确定的经验公式相对更易应用,但仍需深入研究岩层与边坡走向夹角的影响,及回归公式中各系数的合理性;(4)顺层边坡牵引式渐进性破坏的稳定性评价,依赖于滑带土的应变软化分析,应变软化本构关系是服务仿真计算和理论推导的核心,应变软化的过程研究能够支撑稳定性精细化评价。 展开更多
关键词 顺层边坡 公路 侧壁约束 滑带土 首次失稳长度 稳定性评价
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高温灰岩单轴压缩力学特征与微观解析
15
作者 黄锋 刘星辰 +2 位作者 周洋 郑艾辰 杨冬 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期70-77,共8页
为研究高温处理后灰岩单轴压缩力学特征,对常温(25℃)与经历高温(100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃)处理后的灰岩开展了物理特征测试、单轴压缩试验、SEM电镜扫描与XRD衍射分析,基于岩石微观裂损规律解析了灰岩单轴压缩力学特... 为研究高温处理后灰岩单轴压缩力学特征,对常温(25℃)与经历高温(100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃)处理后的灰岩开展了物理特征测试、单轴压缩试验、SEM电镜扫描与XRD衍射分析,基于岩石微观裂损规律解析了灰岩单轴压缩力学特征。结果表明:随着处理温度升高,灰岩表观颜色由青灰色演变为红褐色,体积增长率、质量损失率呈非线性增大;高温处理使灰岩微观质地分层、裂隙发育、孔洞溶蚀,受压破裂断口面起伏与尖角特征显著;高温催化了灰岩矿物组分的热解与化合反应,岩石综合硬度系数与坚固性系数存在显著线性相关性;揭示灰岩热损伤的阈值温度为200℃,峰值强度与弹性模量均在此温度下达到峰值。 展开更多
关键词 高温处理 灰岩 力学特征 微观裂损 硬度系数
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软土地层钢筋混凝土顶管管道失稳机理研究
16
作者 姬付全 冯鑫 +2 位作者 杨钊 陈培帅 崔旭辉 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第4期1445-1454,共10页
为探究软土地层钢筋混凝土顶管管道失稳机理及各因素影响规律,依托武汉汤逊湖穿湖顶管工程,通过理论分析提出了一种考虑管土接触状态、管节偏转状态、顶进力、浮力和泥浆压力的管道失稳判定方法,并基于现场测试数据对该方法的适用性进... 为探究软土地层钢筋混凝土顶管管道失稳机理及各因素影响规律,依托武汉汤逊湖穿湖顶管工程,通过理论分析提出了一种考虑管土接触状态、管节偏转状态、顶进力、浮力和泥浆压力的管道失稳判定方法,并基于现场测试数据对该方法的适用性进行了验证。此外,通过数值模拟分析了地层参数、顶进力、管节偏角、泥浆压力对管道失稳的影响规律。结果表明:(1)管土接触状态和管节偏转状态对管周土体极限应力和附加应力的影响较大;(2)通过计算管周土体的初始应力、附加应力和极限应力,可以对管道失稳进行有效判定;(3)管道失稳最直观的表现为管道位移增加,实际施工中可对最大轴线偏差处的管节进行失稳分析;(4)软土地层中,泥浆压力、浮力、管节偏转和顶进力是引起管节失稳的主要因素,施工中应对上述参数进行监测与控制。 展开更多
关键词 钢筋混凝土顶管 软土地层 管道失稳 极限应力 数值模拟
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循环水压下节理砂岩卸荷力学特性研究
17
作者 郭永成 王树楠 +2 位作者 李建林 王兴霞 朱波 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期420-427,共8页
水电工程的库岸边坡岩体在运营中难免遭遇卸荷作用,水位周期性升降也使岸坡部分岩体结构进一步劣化,易引发滑坡,严重威胁居民的生命和财产安全,故开展水压循环作用下节理砂岩的卸荷力学特性研究十分必要。本文以三峡库区典型岸坡的砂岩... 水电工程的库岸边坡岩体在运营中难免遭遇卸荷作用,水位周期性升降也使岸坡部分岩体结构进一步劣化,易引发滑坡,严重威胁居民的生命和财产安全,故开展水压循环作用下节理砂岩的卸荷力学特性研究十分必要。本文以三峡库区典型岸坡的砂岩为试验对象,设计开展不同倾角交叉节理砂岩在循环水压作用下的卸荷力学特性试验,重点分析了循环水压作用对砂岩卸荷力学特性和微观结构的影响。研究表明:交叉节理岩样的强度主要受主节理倾角α的影响,α从0°增加到90°,峰值强度依次增大;同一α下,次节理倾角β从0°到90°,峰值强度呈现先减小后增大的趋势,总体变化幅度较小;弹性模量和变形模量随着α的增大依次增大,随β的增大呈现先减小后增大的趋势;随着水压循环次数的增加,轴向和环向应变不断增大,增加的速度呈现出先增大后减小的趋势;轴向应变和环向应变增量在α=60°时最大,在α=90°时最小;α=60°的节理岩样弹性和变形模量劣化度最大,水压循环作用对60°节理倾角试样的劣化作用最明显。 展开更多
关键词 交叉节理 节理倾角 卸荷 水压
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PDC钻头减振切削破岩载荷特性研究
18
作者 任海涛 周胜 +2 位作者 周春晓 贾新 杨迎新 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第4期1269-1277,共9页
PDC钻头钻遇砾石地层、软硬交替地层,以及定向钻井等复杂工况下,常遭遇频繁的冲击载荷,导致切削齿崩齿、脱层、掉齿和断齿等异常疲劳失效事故的发生,大大降低了钻头的使用寿命和钻进效率。柔性切削破岩的技术理念是指通过设置缓冲元件... PDC钻头钻遇砾石地层、软硬交替地层,以及定向钻井等复杂工况下,常遭遇频繁的冲击载荷,导致切削齿崩齿、脱层、掉齿和断齿等异常疲劳失效事故的发生,大大降低了钻头的使用寿命和钻进效率。柔性切削破岩的技术理念是指通过设置缓冲元件来降低切削刚度,将切削过程中遭受的冲击载荷幅值限制在一定范围内,达到减缓切削齿疲劳损伤,延长钻头使用寿命的目的。通过在灰岩上开展柔性切削单元试验,分析了切削深度、前倾角度及缓冲单元组合方式等因素对柔性单元缓冲效果的影响规律。结果表明:柔性切削能将切削载荷峰值降低20%~35%;柔性缓冲效果与缓冲单元组合刚度、前倾角都呈正相关趋势,最佳缓冲元件组合为2片A型碟簧串联和15°前倾角度。 展开更多
关键词 PDC钻头 柔性切削 疲劳损伤 钻井
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冲击荷载下直墙拱隧道应变演化和破坏特征
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作者 常素玲 王在泉 +2 位作者 丛宇 王肖珊 朝文文 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期977-985,共9页
为研究冲击荷载对直墙拱隧道的影响,制备大尺寸钢纤维混凝土隧道试样,使用自研双向受压摆锤动力冲击系统开展冲击破坏试验,并采用超动态信息采集系统记录冲击波和应变,并结合数字图像相关技术(DIC)表征表面应变和位移场。竖向施加0.6 MP... 为研究冲击荷载对直墙拱隧道的影响,制备大尺寸钢纤维混凝土隧道试样,使用自研双向受压摆锤动力冲击系统开展冲击破坏试验,并采用超动态信息采集系统记录冲击波和应变,并结合数字图像相关技术(DIC)表征表面应变和位移场。竖向施加0.6 MPa预应力,2000 kg摆锤提升高度至150 mm冲击试样,结果表明:摆锤施加波幅振荡衰减的低频冲击波;直墙拱试样拱肩和拱脚4个位置出现裂缝,两拱肩处裂缝沿着直墙拱向冲击波方向延伸,并在洞室内部拱顶形成一条环向裂缝;峰值、塑性应变均以拉应变为主,峰值应变环向较大,径向与轴向较小,试样内部塑性应变左拱肩最大;拱顶变形位置附近应变计的塑性应变和峰值应变比值较大;DIC应变云图显示,在小于200μs时间内试样拱肩、拱脚4条裂缝萌生、贯通,竖向应变变化最大,竖向应变集中区与裂缝形态相吻合,水平应变集中区主要出现在拱肩位置,剪切应变集中分布区主要分布在各裂缝的拐折处。 展开更多
关键词 冲击荷载 直墙拱 应变演化 破坏特征
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深部构造区大倾角高失稳倾向工作面回撤技术
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作者 刘国磊 梁文昭 +2 位作者 郑寓超 郝勇 崔嵛 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期214-224,271,共12页
深部构造异常区大倾角工作面回撤具有高失稳风险,以潘西煤矿6199工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场测试方法,分析回撤期间采场失稳倾向及机理。结果表明:工作面处于复杂高应力环境,回撤期间在高覆岩压力、采场顶板支撑力持续... 深部构造异常区大倾角工作面回撤具有高失稳风险,以潘西煤矿6199工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场测试方法,分析回撤期间采场失稳倾向及机理。结果表明:工作面处于复杂高应力环境,回撤期间在高覆岩压力、采场顶板支撑力持续削弱下,具有由顶板主导的高失稳倾向;顶板-液压支架作用力学模型分析表明,避免回撤期间基本顶破断是维持顶板结构平衡的关键,并提出了满足顶板控制液压支架留置数量计算方法,计算留置液压支架数量应不小于48架;提出均匀留置部分支架、主动支护的顶板控制方法与方案,采用数值模拟进行了效果分析,表明均匀留置部分支架回撤基本顶位移相对较小;工作面回撤期间矿压数据表明顶板岩层未发生明显运动,顶板控制效果较好。 展开更多
关键词 深部开采 工作面回撤 构造异常区 高失稳倾向 顶板控制 大倾角工作面
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