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2011年06月21日

【期刊论文】连拱隧道动态施工模型试验与三维数值仿真模拟研究

沈明荣, 刘涛, 陶履彬, 何之民, 袁勇

岩石力学与工程学报,2006,25(9):1802-1808,-0001,():

摘要

连拱隧道作为公路隧道新的结构型式,理论上还不成熟。以云南省元磨高速公路的一座连拱隧道作为工程背景,按弹性阶段相似原则进行连拱隧道室内模型试验,模拟连拱隧道的施工工况,采用压力盒、数码摄像沉降板等仪器量测施工过程中隧道围岩应力和位移分布,采用三维连续介质快速拉格朗日元模拟连拱隧道的施工工况,得出施工过程中隧道围岩位移、应力和塑性区分布规律,其结果与模型试验所得结果基本一致。

关键词: 隧道工程, 连拱隧道, 三维地质力学模型试验 开挖, 图像分析

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2011年06月21日

【期刊论文】偏压连拱隧道围岩稳定性模型试验与数值分析

沈明荣, 刘涛, 袁勇

同济大学学报,2008,36(4):460-465,-0001,():

摘要

按弹性阶段相似原则进行偏压条件下连拱隧道的室内模型试验,模拟连拱隧道的施工工况,研究Ⅲ级围岩地质条件下,偏压连拱隧道开挖的可行性. 采用压力盒、数码相机、沉降板等仪器量测试验过程中隧道围岩应力和位移分布。应用三统合连续介质快速拉格朗日元对偏压条件下连拱隧道的围岩稳定性进行了分析,掌连拱隧道开挖时围岩的整体力学性质、变形趋势以及稳定性特点。物理模型所得结果与数值模拟所得结果进行对比分析,结果表明偏压条件下连拱隧道施工过程中,隧道左右洞室拱顶存在较大的差异沉降;成品油拱顶及左洞脚围岩是隧道最为薄弱的地方;中墙作为连拱隧道的关键结构,堕胎了较大的外部荷载,除其本身要达到强度及稳定性要求外,墙顶及墙底围岩易发生塑性屈服;偏压对隧道拱顶的影响最明显,侧墙次之,对拱底影响较小以及隧道围岩不稳定区域和围岩的松动范围与对称荷载情况存在明显差异。

关键词: 连拱隧道, 偏压, 地质力学模型试验 拉格朗日元, 图像分析

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2011年06月21日

【期刊论文】连拱隧道模型试验中的量测方法应用研究

沈明荣, 刘涛, 袁勇, 李元海

中国铁道科学,2007,28(2):44-49,-0001,():

摘要

为准确采集地质力学模型试验中的试验数据,以连拱隧道的模型试验为例,研究采用压力盒、数码图像分析系统、自制沉降板等仪器以及基于图像相关分析的模型试验变开场量测方法。进行应力、应变及变形场的量测。通过对量测结果的分析对比表明,数码图像分析量测技术应用于岩土工程的模型试验,所测变形场规律性好,与试验过程中各种现象拟合好,与对应点沉降板的测量结果很接近,并且与传统方法相比,量测变形场范围广,对模型试验本身基本无扰动和影响;在一定变形范围内,模型试验无需布设任何实际量测标点或描画网格,直接利用数码图像分析方法,是一种简便有效且经济实用的变形场非接触量测方法。多种量测方法的应用实现了真正意义上的连拱隧道三维地质力学模型试验应力及变形场的量测,取得了令人满意的效果。

关键词: 地质力学模型试验 变形量测, 数码图像分析, 连拱隧道

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2011年06月21日

【期刊论文】连拱隧道围岩压力的释放率分析*

沈明荣, 刘涛, 高伟君, 谈杜勇

地下空间与工程学报,2007,3(1),-0001,():

摘要

连拱隧道作为公路隧道新的结构型式,理论上还不成熟。以云南省元磨高速公路的两座连拱隧道作为工程背景,按弹性阶段相似原则进行两组连拱隧道室内模型试验,包括隧道处于常规应力状态下和偏压状态下的模型试验。采用压力盒量测施工过程中隧道围岩压力,并提出了围岩压力释放率的概念,对连拱隧道开挖过程中围岩压力的变化特征进行了分析,同时对两种应力状态下的试验结果进行了对比分析。得出的结论对连拱隧道的设计和施工有积极的指导作用。

关键词: 连拱隧道, 三维地质力学模型试验 围岩压力, 释放率

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2010年07月28日

【期刊论文】大型分岔隧道围岩稳定与支护三维地质力学模型试验研究

张强勇, 李术才, 李勇, 王汉鹏

岩石力学与工程学报,2007,26(2): 4052~4059,-0001,():

摘要

分岔式隧道是一种新型隧道结构型式,目前尚无相应的设计、施工技术规范和标准可循,为了解这种新型隧道结构的应力和变形状况,采用三维地质力学模型试验方法对目前在建的沪蓉西高速公路大型分岔隧道进行研究。试验成果有效地揭示分岔隧道洞周的应力、位移变化规律和分岔隧道围岩的破坏机制,获得分岔隧道的设计和极限承载安全度,为分岔隧道的优化设计和施工提供了有工程指导意义的建议和结论。

关键词: 隧道工程, 分岔隧道, 地质力学模型试验 破坏机制, 承载安全度, 围岩稳定与支护

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2010年07月28日

【期刊论文】新型组合式三维地质力学模型试验台架装置的研制及应用

张强勇, 李术才, 尤春安, 郭晓红

岩石力学与工程学报,2007,26(1):143~148,-0001,():

摘要

根据岩体地质力学模型试验的特点,研制出一种新型组合式三维地质力学模型试验台架装置。该装置主要由台架体和台架底盘组成,其中台架体由盒式铸钢构件通过高强度螺栓连接组合而成,台架底盘由带有螺栓槽的型钢钢板并列拼接而成。通过底盘高强螺栓可将台架体与台架底盘在所要求的螺栓槽位固定,形成组合式三维地质力学模型试验台架装置。该装置在一大型分岔隧道三维地质力学模型试验中的具体应用结果表明,其具有结构新颖、刚度大、整体稳定性好、组装灵活方便、尺寸可任意调整并能满足不同规模模型试验要求的显著技术优势。

关键词: 地质力学, 三维地质力学模型试验 组合式模型试验台架装置, 显著技术优势

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2010年07月28日

【期刊论文】深部巷道围岩分区破裂三维地质力学模型试验研究

张强勇, 陈旭光, 林波, 刘德军, 张宁

岩石力学工程学报,2008,28(9):1757~1765,-0001,():

摘要

为模拟分区破裂的产生条件和破裂机制,以淮南矿区丁集煤矿深部巷道为工程背景,通过相似材料三维地质力学模型试验再现深部巷道围岩分区破裂的形成过程,通过多种测试手段获得巷道围岩内部的应变和位移呈现波峰和波谷间隔分布的波浪形变化规律,从巷道围岩的破裂现象及其应变和位移的变化规律,有效揭示深部巷道围岩分区破裂的形成条件和破坏规律,为深入研究深部巷道围岩的非线性变形破坏机制奠定坚实的试验基础。

关键词: 岩石力学, 深部巷道, 分区破裂, 三维地质力学模型试验 非线性变形破坏机制

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2010年07月28日

【期刊论文】新型岩土地质力学模型试验系统的研制及应用

张强勇, 李术才, 尤春安

土木工程学报,2006,39(12):100~103、107,-0001,():

摘要

根据地质力学模型试验的特点,研制出一种新型岩土地质力学模型试验系统,该系统主要由盒式台架装置、带扁千斤顶的变荷加载板、液压加载控制试验台组成。其中盒式台架装置用于容纳试验模型并作为加载反力装置,带扁千斤顶的变荷加载板用于给试验模型施加非均布荷载,液压加载控制试验台用于试验模型的自动加压与稳压。该系统具有规模大、整体稳定性好、尺寸可调、能进行同步非均匀加载,并具有加荷高、升压快速、持荷稳定的优点。将该系统应用于某一高速公路大型分岔隧道的三维地质力学模型试验研究,试验结果有效指导和优化了工程的设计和施工。

关键词: 地质力学模型试验系统, 盒式台架装置, 变荷加载板, 液压加载控制试验台, 分岔隧道三维试验模型

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