湖南省交通科技项目(201224)
- 作品数：8 被引量：55H指数：4
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- 发文基金：湖南省交通科技项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学一般工业技术更多>>
- 深部围岩非规则破裂化的温度效应分析被引量：3
- 2017年
- 利用FLAC3D中应变软化模型和温度模式建立数值计算模型,考虑初始地应力中温度热应力的修正并以函数的形式嵌入,讨论了非规则破裂化现象中应力及塑性区的特征。考虑地层温度和岩体热力学参数对深部围岩非规则破裂化的影响,分析围岩最大最小应力及塑性区特征。数值分析表明:FLAC3D塑性区图中呈现明显的非规则破裂化现象,而且随着地层温度升高和线膨胀系数增大,深部围岩非规则破裂化趋于严重;线膨胀系数大的围岩受温度影响较大。比热容和导热系数对深部围岩非规则破裂化影响微弱。得到了震荡的最大最小主应力曲线,最大剪应力与塑性区呈现出与最大剪应力理论相似却又不同的关系,即非规则破裂塑性区外边界和最大剪应力曲线的主峰值存在对应关系,但最大剪应力曲线主峰值相对于塑性区外边界存在滞后性。
- 岳海苏永华方砚兵
- 关键词：深部巷道热力学参数FLAC3D
- 基于收敛–约束原理的地下结构稳定性分析被引量：24
- 2014年
- 基于Hoek-Brown岩体失效准则,根据开挖空间围岩变形压力与收敛的关系,导出了圆形隧道围岩荷载计算公式,然后利用隧道非规则断面等价圆算法,将其拓展成任意断面隧道围岩荷载确定方法。在分别建立起锚杆、喷射混凝土及钢拱架等支护单元特征函数的基础上,基于并联模型导出了锚喷组合支护结构刚度、抗力计算公式。根据开挖面的空间效应建议了支护特征曲线起点确定方法。利用上述成果,结合收敛–约束原理构建了支护结构稳定性系数计算方法,克服了基于岩体分级类比的地下结构支护设计方法不能定量评价其安全程度的缺陷。通过案例分析,示范了所构建方法的操作和运行过程,并初步验证了其有效性。
- 苏永华刘少峰王凯旋梁斌
- 关键词：HOEK-BROWN准则
- 考虑锚杆支护的深部围岩分层破裂数值模拟被引量：10
- 2016年
- 通过数值模拟研究了锚杆支护对峰后围岩的支护效应。首先,基于Mohr-Coulomb峰后应变软化的遍布节理模型,建立了临界塑性剪切应变η*与支护阻力的耦合关系;然后,根据锚杆加固机理,将锚固作用后围岩的力学参数嵌入到应变软化模型中;最后,将临界塑性软化系数η*影响下的应变软化模型嵌入有限差分FLAC3D中,并通过对锚杆支护下的围岩震荡应力场等分析,研究了不同锚杆支护长度对深部洞室围岩分层破裂范围及应力、变形的影响。数值研究分析表明:考虑锚杆支护,围岩分层破裂化现象明显减弱;支护条件下的围岩应力场、位移及破裂区范围与未支护时差异明显。在一定范围内增加锚杆长度,可使围岩应力峰值点向洞壁移动,破裂区半径减少,拱顶和拱脚沉降均减少;当其支护长度超过临界长度后,竖直和水平方向破裂区半径以及沉降量均趋于稳定值,且两方向上破裂区半径及沉降的数值接近。
- 肖旺苏永华方砚兵
- 关键词：锚杆支护
- 剪胀围岩隧道开挖响应曲线的等价圆近似法被引量：7
- 2015年
- 针对岩体受开挖影响进入塑性状态后存在剪胀及非圆形隧道围岩响应状态无法解析求解的现状,选用反映围岩剪胀的本构关系,围绕建立各种断面形状隧道围岩开挖后的响应特征描述函数展开研究。首先,建立各种断面形状隧道开挖数值模型并进行模拟分析,利用其结果绘制矩形、直墙拱形和曲墙拱形等常见断面隧道围岩对开挖的响应曲线。然后在同样条件下绘制矩形、直墙拱形及曲墙拱形断面在5种等价圆形断面方法下,基于Duncan-Fama提出的考虑剪胀的圆形断面隧道开挖围岩响应弹塑性特征曲线。最后,比较它们与数值模拟结果绘制曲线的接近程度,获得与数值模拟结果曲线最接近的等代圆方法,为任意断面形状剪胀围岩隧道开挖响应特征解析函数的建立提供了便利。
- 苏永华张盼凤肖旺
- 关键词：隧道工程
- 基于子区间法的隐式功能函数非概率可靠性方法研究被引量：3
- 2017年
- 从统计资料不足的角度出发,研究一种岩土工程隐式功能函数非概率可靠性方法,作为概率可靠性方法的有益补充。首先利用系列区间扩展函数降低区间相关性,建立基于子区间法的隐式函数区间解的迭代程序;然后采用试验设计的方法,从全面设计的角度建立统计优化模型搜索最优解,达到一个目标区间内获得一个简单计算方案的目的;最后通过对功能函数中应力函数的区间解设置置信区间,形成有限计算代价下的偏向于绝对安全的隐式功能函数非概率可靠性模型。通过岩土工程中最小支护阻力函数演示该方法的具体操作程序。工程算例结果表明,由此得到的最小支护阻力上限值与蒙特卡洛模拟法最大值的相对误差为0.83%,偏向于绝对安全。
- 方砚兵苏永华肖旺梁斌
- 关键词：岩土工程不确定性非概率可靠性
- 基于强度折减法的围岩自稳能力量化方法被引量：3
- 2016年
- 强度折减法被广泛应用于围岩稳定性分析中,但因岩体赋存环境异常复杂,造成数值模拟得到的围岩稳定安全系数失真,制约了支护设计向定量化方向的发展。然而大量工程实践表明Ⅰ级围岩仅凭自身强度便能抵抗住二次应力破坏。故文章选取了围岩的一种极限稳定平衡状态,运用FLAC3D和强度折减思想计算出囊括所有岩体不确定性因子的围岩稳定系数k0,以此作为衡量围岩能否自稳的定量指标。最后通过大量数值模拟,比较各模型稳定系数与k0的数值关系,初步量化了围岩自承载结构在硐室稳定中所起的作用,同时辨识出Ⅱ、Ⅲ级围岩保持长期稳定的条件。
- 孙辉苏永华梁斌
- 关键词：强度折减法围岩
- 考虑峰后特性的隧道围岩锚固力学效应被引量：6
- 2016年
- 围绕处于峰后状态的隧道围岩在全长黏结锚杆支护下的力学机制进行研究。按力学特征,将在次生应力作用下的峰后状态围岩由隧道临空面往深处依次划分为残余强度区、塑性软化区及弹性变形区。基于锚杆黏结抗滑移变形支护抗力产生原理,导得锚杆轴向应力及抗剪强度方程。将全长黏结锚杆通过岩石-锚固面对围岩提供的支护力等效为围岩单元径向体积力,建立了考虑锚杆支护效应的微元体平衡方程;将该平衡方程分别与考虑峰后体积扩容及软化特征的残余带、软化带塑性相容方程联合,推出了隧道峰后围岩残余区、软化区在注浆锚杆支护下位移、应力及范围的计算公式。基于理论研究的实例分析,进一步揭示了注浆锚杆与围岩内部锚固效应,锚杆端部预紧力对峰后围岩软化、扩容性质的改善作用和对围岩各区范围发展及隧道周边变形的控制作用。
- 肖旺苏永华方砚兵
- 关键词：隧道工程隧道围岩解析法锚固效应界面剪应力预紧力
- 深埋隧道衬砌稳定可靠度的Kriging插值法与遗传算法协同优化求解法被引量：3
- 2013年
- 首先利用遗传算法(GA)的全局优化能力,解决了Kriging插值预测算法中相关参数的精确求解问题。针对衬砌结构力学状态表征量与基本参数是高度非线性关系而无法明晰表达的难题,建立了基于Kriging插值预测法的状态表征量等代显式通用模型。以抗拉强度控制参量为例,提出了采用拉丁抽样等代显式通用模型的具体隧道工程衬砌结构力学状态方程构造程序。基于以状态方程为约束条件建立的可靠度指标计算模式,构建起Kriging与GA协同优化的隧道衬砌稳定可靠度求解方法。实例应用对比表明,该方法与精确解的相对误差为4.8%,计算工作量仅为其2.5%。与目前已有的同类方法相比,具有明显的优越性。
- 苏雅杨明辉苏永华梁斌
- 关键词：隧道衬砌结构KRIGING模型可靠度
