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十房高速通省隧道变形破坏原因分析被引量：3: 2014年; 十房高速通省隧道围岩是具有一定倾角片理面的武当群片岩,在隧道施工过程中左洞ZK114+473桩号附近左拱腰部位出现钢拱腰压断现象。针对这一现象,在大量工程地质资料和现场调查的基础上,结合室内实验结果,综合分析了其变形破坏机理;并利用通用离散元程序UDEC进行隧道开挖后的力学特性和变形特性分析,得出在片岩岩性、片理面倾角和隧道偏压效应共同作用下在拱腰处产生的拉应力是隧道拱腰部位容易产生变形破坏的主要原因,对隧道的开挖和支护具有一定的指导意义。; 王忠杰晏鄂川李亮; 关键词：片岩隧道大变形

武当群片岩变形参数各向异性特征及机制研究被引量：12: 2014年; 片岩因受片理面影响,其变形行为和破坏机制与一般岩体存在明显差异。为此,采用室内单轴压缩试验,研究了十堰-房县高速通省隧道武当群片岩在片理面倾角分别为0°、45°、90°时的变形参数各向异性特征及破坏机制。结果表明:片岩变形参数及破坏模式具有显著的各向异性特征。按照弹性模量E由大到小的顺序,试样的片理面倾角依次为:90°、0°、45°;按照泊松比v由大到小的顺序,试样的片理面倾角依次为:45°、0°、90°。片理面倾角为0°时试样以垂直片理面方向的压断破坏为主,45°时试样以沿片理面方向的纯剪切破坏为主,90°时以劈裂破坏为主。在此基础上,通过电镜扫描、FLAC3D数值试验结果等,分析了片岩变形破坏各向异性的机制,认为主要原因是片理面空间方位与轴向力方向不同的组合,导致软弱结构面——片理面对片岩变形的贡献差异明显。; 王章琼晏鄂川刘毅学王忠杰; 关键词：片岩单轴压缩试验各向异性电镜扫描

多因素引发的公路隧道偏压效应分析被引量：7: 2012年; 针对鄂西北某高速公路隧道出口段由地形因素与顺层结构面因素共同引发的偏压问题,运用离散元方法进行数值分析。结果表明:多因素偏压下围岩压力分布极不均匀,表现出大小相间的分布形式,该值较地形因素与顺层结构面因素各自引发偏压下围岩压力之和高37%,偏压侧与非偏压侧围岩压力差值较各单因素偏压之和高23%,初期支护结构内力甚至呈现数量级式增长,三者均表现出多因素偏压下的附加效应。多因素偏压下,初支结构在水平方向表现为扩张变形,而竖直方向上则表现为非偏压侧上升、偏压侧下沉,呈现出顺时针方向旋转的"压旋效应"。在围岩压力分布、初期支护结构内力及变形方面,顺层结构面因素均较地形因素影响显著,表现出控制性作用。; 晏鄂川周瑜毛伟宋琨; 关键词：隧道工程隧道偏压离散元围岩压力

考虑围岩冻融损伤劣化效应的隧道长期稳定性研究被引量：2: 2017年; 寒区隧道围岩受到冻融损伤劣化作用会对隧道长期稳定性造成不利影响。文章以鄂西北十房高速公路通省隧道片岩为例,通过室内冻融循环及压缩试验,得到单轴抗压强度与冻融循环次数之间的关系。根据掌子面围岩现场工程地质调查结果,并基于Hoek-Brown准则,估算出考虑冻融损伤劣化效应的岩体力学参数。然后采用FLAC3D对冻融循环条件下隧道的长期稳定性进行数值分析,分别得到0次、4次、8次、12次、16次、20次冻融循环条件下隧道衬砌位移场及应力场变化特征。结果表明,冻融循环作用下,隧道衬砌的变形及主应力均出现了不同程度的增大。与不考虑冻融损伤劣化作用相比,经过20次冻融循环作用后,衬砌的变形、最大主应力、最小主应力分别增大了1.3%、5.3%、1.5%。在支护方案选择及支护结构设计时,有必要考虑长期冻融循环作用下围岩力学特性损伤劣化对隧道稳定性的影响。; 王章琼晏鄂川; 关键词：寒区隧道冻融循环围岩

片岩强度各向异性特征及破坏模式分析被引量：12: 2017年; 为研究片岩的各向异性特征,采用室内三轴压缩试验,获取α=0°、α=45°、α=90°3种片理倾角试样的应力-应变曲线及强度和变形数据。进一步构建7组片理倾角下的标准圆柱体模型,以室内试验获取的数据为依据,反演材料介质力学参数,利用FLAC3D模拟、探讨了不同片理倾角的片岩破坏模式及抗压强度的片理倾角效应和围压效应。结果表明,三轴压缩条件下,片岩的破坏模式主要分为斜切片理剪切破坏和顺片理剪切滑移破坏,对应的变形破坏的控制结构亦不同。相同围压下,片岩抗压强度随片理倾角呈非对称的"U"字型变化,抗压强度最大值始终位于α=90°,最小值分布在α=45°或α=60°处。围压增大时,对顺片理倾角破坏的片岩强度的增强效应趋于弱化。此外,分析了各向异性岩石抗压强度最大值分布位置的影响因素,发现岩石均匀性程度对各向异性岩石的抗压强度最大值的分布有重要影响,均匀性较差时,最大值位于α=90°;反之,最大值出现于α=0°。; 尹晓萌晏鄂川崔学杰王闫超卓琦斐; 关键词：片岩各向异性特征破坏模式抗压强度

物质组构特征对片岩冻融损伤劣化的影响被引量：6: 2015年; 目前对于岩石冻融损伤影响因素的研究主要集中在外因,而忽视了岩石物质组成、细观结构等内因。以鄂西北十房高速通省隧道武当群片岩为例,通过室内冻融循环、单轴压缩、矿物成分分析、切片偏光显微镜测试等试验,对比分析了物质组构特征(矿物成分及矿物颗粒排列情况)对片岩冻融损伤劣化特性的影响。结果表明,物质组构特征的影响主要体现在两个方面:1片理间充填矿物颗粒大小及其分布情况;2云母定向排列程度。前者对冻融损伤的影响体现在:当矿物颗粒粒径较大或分布较零散时,对片理的变形具有较强的阻挡和约束作用;反之,对片理变形的阻挡和约束作用较弱。后者对冻融损伤的影响体现在:云母定向排列程度越高,冻融循环引起的损伤劣化效果越明显,反之越不明显。研究结果对于从内因角度分析岩石冻融损伤劣化影响因素具有一定借鉴意义。; 王章琼晏鄂川; 关键词：细观结构冻融循环片岩

水和围压下片岩变形各向异性及其应用研究被引量：2: 2017年; 为探讨在不同应力条件和含水状态下,片岩变形各向异性变化特征及隧道围岩变形响应规律,制备α=0°、α=45°、α=90°三种代表性片理倾角的天然与饱和武当群片岩试样,采用三轴压缩试验分析在水和围压因素影响下,片岩弹性模量、泊松比等变形参数及变形各向异性演变特征。基于试验结果,建立隧道围岩的等效各向异性模型,模拟分析片岩变形各向异性与隧道围岩位移之间的变化关系。结果表明:片岩弹性模量、泊松比与围压呈正相关;饱和状态下,围压对变形各向异性有明显弱化作用;饱水后,片岩弹性模量减小而泊松比增大,变形各向异性有显著增强趋势;天然状态各向异性对围岩变形影响强于饱和状态;饱和状态下,随埋深增加,围岩变形对各向异性更趋敏感,而天然状态埋深对二者关系影响较小。; 尹晓萌晏鄂川王闫超雷玉菊张亮华; 关键词：岩石力学数值模拟片岩围岩位移

基于正交设计的地下水封洞库群优化被引量：13: 2011年; 大型地下水封石洞油库是目前国内外石油战略储备的重要方式,为保证该类大断面不支护地下洞室群的稳定,需优化洞室群的布置。在分析山东某地下水封洞库群工程地质条件的基础上,建立洞室群数值模型。根据三轴试验、围岩RMR(rock mass rating)分类和广义Heok-Brown准则估计了II、III和IV类围岩的岩体力学参数。以洞室埋深、轴向和间距为因素,采用正交设计的方法进行数值试验,以关键点位移和塑性区面积作为评价指标对试验结果进行直观分析,得到对洞室围岩变形和塑性区面积影响最显著的为洞室轴向,并研究了轴向对围岩变形和塑性区面积的影响,得到该水封洞库洞室群的最优布置方案为埋深-60.0 m,轴向N30°W,间距为25 m。其研究结果对地下水封洞库洞室群的布置具有一定工程意义和理论价值。; 宋琨晏鄂川杨举季惠彬; 关键词：地下水封油库正交设计

片岩损伤裂隙系统生成及裂隙率间接定量表征方法研究被引量：6: 2015年; 在岩石试验机上对标准片岩试件进行轴向预压,使试件内部微裂隙自由扩展、连通,以模拟工程扰动形成的损伤裂隙系统.采用纵波波速间接定量表征片岩试件的损伤,从而得到含有一定损伤裂隙系统的标准片岩试件,用于研究经受一定损伤作用后岩石的物理、力学等特性.对预压后的试样进行冻融循环试验,并对不同冻融损伤状态下的试件进行超声波测试和单轴压缩。经非线性回归分析发现,纵波波速和单轴抗压强度之间相关性显著.研究方法和成果对于岩石损伤的定量表征和含一定损伤岩石试件的制备具有指导意义.; 王章琼晏鄂川王亚军; 关键词：岩石力学裂隙系统

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交通部行业联合科技攻关计划项目(2010-353-342-260)

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机构

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