刘金泉
- 作品数：18 被引量：139H指数：7
- 供职机构：中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划福建省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程环境科学与工程天文地球更多>>
- 运营期水下盾构隧道管片接缝张开度变化规律被引量：7
- 2018年
- 水下盾构隧道管片间接缝张开度对隧道防水及运营期结构安全有重要影响。以南京扬子江隧道结构健康监测系统中两个典型监测断面的接缝监测数据为基础,通过多元线性回归分析方法分析在两种不同地层组合下接缝张开度随水位、温度变化的规律;并对接缝张开度随水位变化的规律进行了有限元数值模拟,数值模拟结果与回归分析结果吻合较好。上述分析结果表明,纵缝张开度和横缝张开度随水位、温度的变化均呈现较好的线性关系,具体变化趋势如下:当盾构隧道穿越上砂下岩的上透下不透地层时,环内上半部分管片纵缝张开度随水位的增大而增大,受温度影响则相对较小;当盾构隧道穿越砂性全透水地层时,环内管片纵缝张开度随水位的增大而减小,受温度影响也相对较小;环间横缝张开度在上述两种地层下随水位、温度的变化趋势相同,均随水位增大而增大,随温度的升高而减小。
- 李长俊陈卫忠杨建平刘金泉
- 关键词：盾构隧道数值模拟
- 基于SPH算法的CO_(2)相变破岩数值模拟被引量：1
- 2023年
- 为解决液态CO_(2)相变爆破破岩仿真中面临的网格畸变等问题,基于光滑粒子流体动力学分析方法(SPH)建立了高压射流冲击破岩数值仿真模型。并通过开展不同射流速度下的液态CO_(2)相变爆破破岩数值仿真研究,探讨了高压射流作用下裂纹扩展的规律和机理。得出对于强度为24 MPa的煤岩,单孔冲击峰值压力在67.2~90.1 MPa,射流冲击速度在250~280 m/s时爆破破裂效果最佳。然后对比了煤岩、大理岩等不同岩体性质下的爆破破坏特征,进一步证实该方法在液态CO_(2)相变爆破仿真中的有效性,为液态CO_(2)相变破岩仿真提供了一种新思路。同时仿真结果可以为液态CO_(2)相变致裂技术在实际工程中的参数选择提供参考。
- 袁海梁刘孝义陈少波卢玉斌张万虎马飞飞鹿存金董斌刘金泉
- 关键词：SPH数值模拟
- 大型水下盾构隧道结构健康监测系统的构建与应用被引量：27
- 2018年
- 水下盾构隧道结构健康监测系统对于指导水下盾构隧道运营期维护管理工作具有重要意义。探讨大型水下盾构隧道结构健康监测系统的组成、监测重点、系统设计要点、数据管理模式等关键问题,并将其应用于南京扬子江隧道结构健康监测系统的构建。基于监测系统几个月的监测数据,分析水下盾构隧道结构随外载环境变化的响应规律。建立基于在线监测数据的隧道运营安全状况的实时模糊综合评价模型,其中采用三标度法确定权重,采用正态分布型函数确定隶属度,最终实现了对南京扬子江隧道结构健康状况的实时评价和预警。研究方法与思路对类似工程具有借鉴意义。
- 陈卫忠李长俊曾灿军杨建平刘金泉
- 关键词：隧道工程水下盾构隧道结构健康监测预警
- 华南富水花岗岩地区隧道工程突水突泥灾变机理与控制技术
- 陈卫忠1袁敬强1程勇黄世武5杨磊4周小生5吴定略2李昕刘金泉陈飞飞李志堂2于洪丹1李小飞1张庆艳1
- 该项目属于城镇化与城市发展科学技术领域。 随着中国“一带一路”战略实施及交通、水利等基础设施建设的发展，隧道突水突泥灾害频发，富水风化花岗岩地层由于其独特的工程地质与物理力学特性，为突水突泥灾害安全防治造成了严峻挑战。项...
- 关键词：
- 关键词：隧道工程注浆材料
- 全强风化花岗岩隧道突水灾害机制与协同治理技术研究被引量：24
- 2016年
- 针对广西山心隧道屡次发生的突水灾害,采用现场勘探、室内试验与理论分析方法,对全强风化花岗岩隧道突水灾害机制、灾变特征与防治对策进行了深入研究。结果表明:山心隧道突水灾害具有突发性强、灾变演化速度快、次生灾害严重及影响范围大的特点,突水灾害发生的孕险环境因素为地层水稳定性差、导水通道发育、地下水与地表水丰富、带状谷地汇水负地形,而注浆实施不到位、防突岩土体留设厚度不足及施工扰动是隧道突水灾害主要致灾因子,在施工扰动与地下水压力共同作用下,掌子面渗透失稳形成突水通道并迅速演化扩展,继而引起地表塌陷、井塘干涸等次生灾害。综合考虑隧道施工与地表生态环境安全,制定了"以堵为主、排堵结合、分段治理、动态施工"的总体治理原则,优化确定复合帷幕注浆、全断面帷幕注浆及动态施工的协同治理技术体系,应用于山心隧道全强风化花岗岩段突水灾害的防治实践。
- 袁敬强陈卫忠黄世武周小生周曾辉刘金泉
- 关键词：隧道工程突水机制致灾因子协同治理
- 纤维硅灰水泥石强度与浆液抗冲刷特性被引量：3
- 2018年
- 针对隧道突水灾害防治对注浆材料的特殊要求,在水泥浆中加入外掺剂改善其力学特性与抗冲刷特性。通过测试不同水灰比、纤维掺量、硅灰掺量下水泥石的抗压与抗折强度,得出各水灰比下的强度最佳配合比,并测试最佳配合比下浆液的流动性与抗冲刷特性。试验发现,纤维与硅灰的掺入能够显著提高水泥石的强度,且对浆液的流动度影响不大;低流速下纤维硅灰水泥浆的抗冲刷特性较纯水泥浆改善显著,但流速较高时其抗冲刷特性仍较差。基于此,在纤维硅灰水泥浆中再掺入可再分散性乳胶粉进一步改善浆液抗冲刷特性。试验结果表明,可再分散性乳胶粉能明显改善浆液抗冲刷特性,即使在较高流速(0.6 m/s)下,其浆液留存率仍达到60%以上。研究结果为隧道突水灾害防治与动水注浆浆液选择提供了参考。
- 李小飞孙江涛孙江涛陈卫忠袁敬强刘金泉
- 关键词：动水注浆抗分散性突水治理
- 均角全距法钻孔轨迹一般计算公式的缺陷修正被引量：5
- 2017年
- 均角全距法是定向钻孔轨迹计算最常用的方法之一;但均角全距法一般计算公式存在一个缺陷:当临近两测点的方位角差值大于180°时,按均角全距法一般公式计算的方位角算术平均值方向与模型假设的实际平均方位方向正好相反;如果忽视此问题往往会造成水平向坐标增量出现较大的计算误差,进而影响钻孔定位精度。针对该问题,首先讨论了实际平均方位与方位角算术平均值的关系;然后通过严格的几何计算推导出了全新的均角全距法修正公式;最后采用一般公式、SY/T5088—2008《钻井井身质量控制规范》(下简称《规范》)算法、修正公式三种方法进行算例对比分析。计算结果显示:修正公式与《规范》算法的计算结果完全一致,证明了修正公式的正确性;当相邻两测点方位角差值大于180°,一般计算公式与修正公式的水平向坐标增量Δx、Δy正负异号,表明修正公式正好克服了一般公式方位算反的缺陷。总的说来,修正公式成功地解决了一般公式的缺陷,同时克服了《规范》算法需分类讨论的缺陷,建议推广使用。
- 李长俊杨典森陈卫忠刘金泉
- 关键词：定向钻钻孔轨迹
- 全风化花岗岩注浆加固特性试验研究被引量：36
- 2016年
- 为研究注浆对全风化花岗岩物理力学特性与水稳定性的影响规律,开展不同浆液填充率全风化花岗岩注浆试样的三轴、渗透及湿化试验,结果表明:随着浆液填充率的增加,全风化花岗岩注浆试样应力–应变曲线由应变硬化型逐渐转变为应变软化型,黏聚力和变形模量均呈指数型增加,内摩擦角以抛物线型式先增大后减小,而渗透系数则呈负指数型减小。在此基础上,建立黏聚力、内摩擦角、变形模量及渗透系数随浆液填充率变化的演化方程,并对全风化花岗岩注浆堵水加固机制进行分析,研究成果对于科学评价全风化花岗岩注浆效果、合理确定注浆方案与注浆量具有重要的指导意义。
- 袁敬强陈卫忠黄世武刘金泉周小生
- 关键词：全风化花岗岩注浆效果物理力学性质水稳定性
- 考虑质量迁移的全风化花岗岩隧道突水突泥试验被引量：5
- 2018年
- 为研究全风化花岗岩隧道突水突泥变质量渗流特征及灾害演化机理,自行设计了一套可考虑质量迁移及三向应力状态的大型室内突水突泥试验系统。该试验系统主要由加载系统、渗流系统、泥水回收系统组成,具备模拟地层三向应力状态的特点,且设计的渗流系统能较好地模拟颗粒迁移特性。利用该装置系统开展不同水压力及围压下的突水突泥演化试验。结果表明:①全风化花岗岩隧道突水突泥灾害演化是渗流-侵蚀强耦合过程,岩体颗粒在水力作用下发生侵蚀流失,致使岩体孔隙、渗透率增长,进而再次加快颗粒迁移,促使涌水量不断增长;同时,随颗粒物不断迁移,水流流态可能由线性流向非线性流发生突变,最终诱发突水突泥灾害。即,颗粒迁移是突水突泥演化的内因,水流流态的转换是灾变的关键;②突水突泥灾变风险随水压力增加而增加,特别是当水压力达到0.6 MPa时,颗粒流失量达到总质量的11%,涌水量更达到395.84 mL·min^(-1),是低压力(0.4 MPa)条件下的4.3倍,且水流流态也由线性流向非线性流转变,表明存在临界水压力促使灾害发生;③突水突泥灾害演化随围压加大而逐步加快,尤其是对灾害演化的初始阶段,表征围压的增长显著加快灾害的初始演化速率并缩减灾害预防时间,因此在高围压环境下须重点监测初期的渗流侵蚀特性。
- 刘金泉刘金泉陈卫忠袁敬强袁敬强
- 关键词：隧道工程突水突泥全风化花岗岩流失量
- 一种断层突水突泥模拟设备及试验方法
- 本发明涉及一种断层突水突泥模拟设备及试验方法，设备包括壳体，下部设有出口部，出口部上设有具有若干孔洞的挡板；轴向加载系统，用以对断层填充介质进行轴向加载，包括压头；水压加载系统，用以对填充介质施加水压，包括穿过压头的内部...
- 陈卫忠李小飞袁敬强张庆艳刘金泉
- 文献传递
