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2011年06月21日

【期刊论文】水下岩质边坡稳定性的模型试验研究

沈明荣, 姜海西, 程石, 肖汝诚

岩石力学与工程学报,2009,30(7):1993-1999,-0001,():

摘要

随着三峡水利建设工程的进行,许多原本位于水面以上且已趋于稳定的人工或自然质边坡将被淹没,导致边坡稳定性降低,而水的压力、冲击、渗流和侵蚀等综合作用,给下岩质边坡的稳定性带来大量的不确定性。基于已有的水下土质边坡稳定性试验和水平岩质边坡有限元分析,进行水下岩质边坡模型试验研究,探讨在水位升降水过程中和流浪作用下水下岩质边坡的稳定性和破坏机制。将结构面为30°和50°的两种岩质边坡模型布置在人工水槽中,采用波流系统进行水位升降水波浪冲击试验,量测岩质边坡的应力变化。能过分析边坡各测点应力变化,得出了一些有意义的结论:(1)把边坡前部岩体划分成3个区域,每个区域内应力变化规律相同;(2)水下岩质边坡坡脚处应力集中最大,破坏始于坡脚,并由此产生的塑性区沿结构面逐渐同坡顶发展,这与一般边坡从坡顶逐渐向下发展的开裂破坏形式完全不同;(3)波浪对水下岩质边坡结构面的影响,将随其倾角的变小而减弱。

关键词: 水下岩质边坡, 水槽, 波浪冲击, 模型试验, 稳定性分析

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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】规则齿形结构面的蠕变特性试验研究*

沈明荣, 朱根桥

岩石力学与工程学报,2004,23(2):223-226,-0001,():

摘要

通过规则齿形结构面在双轴应力条件下的蠕变试验,对规则齿形结构面剪切蠕变特性进行了深入的研究,分析了规则齿形结构面蠕变的基本规律。在分析对比的基础上选取Burgers模型作为研究的重点来反映岩体的蠕变特性,通过数值分析计算出模型参数,模型曲线和试验数据得到了很好的拟合。

关键词: 岩石力学, 岩体结构面, 蠕变特性, 本构模型

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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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2011年06月21日

【期刊论文】升降水作用下岩质边坡模型试验研究

沈明荣, 姜海西, 陈建峰, 肖汝诚

沈阳建筑大学学报(自然科学版),2008,24(6):963-969,-0001,():

摘要

目的为解决升降水作用下水下岩质边坡稳定性和破坏机理问题。方法通过将结构面为30°和50°的两咱边坡模型布置在人工水槽中,利用波流系统进行升降水位,量测并分析岩质边坡前部划分成3个区域,每个区域内应力变化规律相同;当边坡结构面倾角变陡,边坡前部各部位与水接触面范围减少,孔隙水压力对边坡的影响作用明显减弱,边坡的稳定性提高。结论在升水试验和降水试验情况下,当结构面倾角变陡,边坡前部各部位与水接触面范围减少时孔隙水压力在降水试验中对边坡的影响作用明显减弱。通过升降水试验,可以看出水对边坡的影响作用很大。通过比较结构面30°和50°的边坡模型试验结果,可以得出在升降水位以后,结构面倾角越陡,岩体边坡的稳定性越高。

关键词: 岩质边坡, 水槽, 升降水试验, 模型试验

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2011年06月21日

【期刊论文】波浪作用下水下岩质边坡的稳定性

沈明荣, 姜海西, 任红梅

同济大学学报(自然科学版),2009,37(9):1165-1173,-0001,():

摘要

以探讨波浪冲击作用下岩质边坡稳定性和破坏机理为目的,按照常见的岩体结构形式,利用Ansys数值模拟计算几种不同类型的水岩质边坡模型;同时还依据三峡水库实际的波浪参数,在波流水槽中进行了边坡模型的冲击试难。通过波浪作用模型试验和Ansys数值计算的对比分析,水下岩质边坡临水面岩体波浪作用对应力影响的特征,可划分为三个区域每个区域内应力变化规律相同;研究发现水下岩质边坡坡脚处应力集中最大,破坏始于坡脚,并由此产生的塑性区沿结构面逐渐向坡顶发展,这与一般边坡从坡顶逐渐向下发展的开裂破坏形式完全不同;同时得出波浪对水下岩质边坡结构面的影响,将随其倾角的变小而减弱。

关键词: 水下岩质边坡, 波浪作用, 有限元分析, 模型试验, 稳定性分析

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