国家自然科学基金(41272289)
- 作品数：7 被引量：65H指数：5
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- 任意形状隧道围岩应力与位移的解析延拓求解被引量：9
- 2013年
- 考虑隧道断面开挖轮廓线为任意不规则形状的情况,基于复变函数方法中的解析延拓法对弹性半无限空间内隧道的围岩应力与位移进行求解,建立了任意形状隧道围岩中任意一点处的应力值和位移值的隐式解析表达式.然后以圆形断面隧道、马蹄形断面隧道作为特例,同时考虑隧道衬砌等内支撑法向反力作用的影响,求解出弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解的具体显式表达式,其中假设隧道埋深与隧道直径之比较大,从而不用考虑重力梯度的影响,将重力简化为作用在边界上的均布外荷载.最后与已有的解析解与数值解进行比较,证明了该方法的准确性.该求解方法拓展了解析延拓法的应用,并能快捷地评估任意断面形状隧道开挖中的围岩应力状态及位移变形情况.
- 李培楠刘俊苏锋李晓军
- 关键词：隧道复变函数法解析解弹性半空间
- 广义三维Hoek-Brown岩体强度准则的修正及其参数多尺度研究被引量：7
- 2015年
- 对广义三维Hoek-Brown(H-B)强度准则的修正及其岩石和岩体参数确定方法、基于颗粒流模型的岩石和岩体细观数值建模方法、宏/细观尺度下修正广义三维Hoek-Brown强度准则参数的多尺度联系等进行了较为系统和深入地研究,主要研究内容和研究成果如下:(1)采用3种不同Lode势函数的替代方法对广义三维H-B强度准则的屈服面进行修正,并对修正后的广义三维H-B强度准则进行了屈服面光滑和全凸性的验证以及强度预测精度的验证和评价。研究结果表明,该修正广义三维H-B强度准则不但拥有较高的强度预测精度,而且较好地解决了广义三维H-B强度准则屈服面的不光滑和非全凸性的问题。(2)运用收集的真三轴试验数据,对修正广义三维H-B强度准则的岩石参数进行了最佳拟合,并借鉴H-B强度准则参数确定方法,提出了适用于修正广义三维H-B强度准则岩石参数mi和岩体参数mb,s,a确定方法。(3)采用细观球形颗粒对岩石进行颗粒流数值建模和试验,研究了球形颗粒的尺寸、尺寸分布、黏结模型、黏结的法向和切向强度、颗粒间摩擦因数等细观参数对修正广义三维H-B强度准则岩石参数mi(mi<12)的影响,得出了细观颗粒产生互锁结构的紧密程度是控制整岩石参数mi的关键因素的结论。(4)提出了非球形颗粒间接建模的方法,采用细观非球形颗粒对岩石进行颗粒流数值建模,在细观尺度上构建更加紧密的互锁结构,所建立的岩石数值模型可以反映所有类型的岩石,较好地解决了基于颗粒流模型开展岩石和岩体参数细观研究的难点问题。(5)采用细观非球形颗粒对岩石进行数值建模和试验,研究了非球形颗粒的数量、尺寸、长宽比、形状等细观参数对修正广义三维H-B强度准则岩石参数mi(mi>12)的影响,并对2种典型的岩石LDB花岗岩和Carrara大理岩进行了建模和验证。通过建立岩石参数在细观尺
- 张琦
- 关键词：岩石力学HOEK-BROWN强度准则
- 最大熵在岩体结构面间距分布估计中的应用研究被引量：2
- 2017年
- 结构面间距是表征岩体完整性的重要参数。由于结构面分布的不均匀性和地质构造的复杂性,常用的概率分布不能精细描述结构面间距的分布特征。对于由测线法测得的结构面间距样本,根据岩体内部能量平衡,在结构面间距的统计矩的约束下,采用最大熵原理推导结构面间距的概率分布,最大熵原理估计得到的结构面间距的概率分布具有无偏性和一致性;给出结构面间距常用的分布函数的最大熵形式;采用Monte Carlo模拟方法进行结构面三维网络模拟,采用K-S检验验证最大熵估计结构面间距概率分布的适用性和准确性。对隧道采样区的结构面间距样本进行分布估计,得到的最大熵概率分布显著优于常用的负指数分布或对数正态分布,能够准确反映结构面间距的真实分布情况。
- 左育龙朱合华李晓军
- 关键词：岩石力学测线最大熵
- 侧部岩溶尺度及净距对盾构隧道围岩变形影响分析被引量：3
- 2014年
- 以某地铁区间岩溶区盾构隧道修建为工程依托,对隧道三维动态盾构施工过程进行弹塑性数值模拟,分析盾构隧道施工时,溶洞尺寸以及溶洞与隧道间净距对隧道围岩变形及应力等的影响规律。研究结果表明:溶洞对隧道施工过程中围岩变形影响较大,围岩的径向位移及其释放率在有溶洞存在时有增大趋势,同时发现其随溶洞尺寸增加而增大;溶洞尺度及溶洞距盾构隧道间净距对围岩塑性区分布范围及形态以及衬砌结构受力特征等有比较大的影响;通过反复论证,确定了溶洞与盾构隧道间最小施工安全净距不应小于溶洞尺寸。本次研究成果可为岩溶区城市地铁隧道修建提供参考依据。
- 贾媛媛
- 关键词：盾构隧道溶洞围岩变形数值模拟
- 基于贝叶斯克里金的地下空间多源数据建模被引量：12
- 2014年
- 利用贝叶斯克里金方法集成钻孔数据与地震解译数据估计地质层面的高程.将线性贝叶斯理论运用于克里金估计,把用于空间估计的数据分为2类,即把钻孔数据视为硬数据,把数据不确性较大的地震解译数据视为软数据,构建了一个考虑贝叶斯方法的地统计模型,用区域性变量理论研究这2类数据的空间变化特征.通过对某煤矿煤层表面高程的估计以及与普通克里金方法的估计值与误差的比较证明了贝叶斯克里金法能较好地考虑地质剖面和地震解译数据的不确定性,在地质层面高程的估计方面具有一定的优越性,是一种可行的考虑数据全局不确定性的多源数据集成建模方法.
- 李晓军李培楠朱合华刘俊
- 关键词：不确定性
- 溶洞对地铁隧道开挖稳定性影响的数值分析被引量：12
- 2013年
- 利用岩土工程有限元软件MIDAS/GTS,对深圳轨道交通3号线区间地铁建设中的围岩稳定性进行三维数值分析,探讨了溶洞的不同分布位置、溶洞的尺寸大小及溶洞与隧道间的不同净距对地铁施工过程中围岩稳定性的影响。分析结果表明:上述各种因素对隧道周边围岩的变形、安全系数、土层塑性区和主应力的分布以及隧道衬砌环的弯矩分布等均有较大影响。当隧道拱腰侧面溶洞较大时,施工中应加强溶洞自身稳定的处理,以保安全。研究结果目前已用于实际工程的建设中,且对其他类似区域的盾构隧道施工有参考价值。
- 李培楠刘俊苏锋
- 关键词：岩溶地铁围岩稳定性
- 基于指示和普通克里金的不连续地层厚度估计方法被引量：20
- 2014年
- 因为克里金插值方法考虑了样本的空间统计特征而被广泛应用于地层建模。但对于地层尖灭、缺失等不连续地层情况，常用的克里金方法（如普通克里金方法）通常给出较为平滑的地层厚度估计结果，在地层分布边缘的局部范围内与实际情况相差较大。针对不连续地层，提出一种采用指示克里金和普通克里金相结合的地层厚度估计方法。该方法首先采用指示克里金方法估计地层分布范围，然后采用普通克里金方法估计分布范围内的地层厚度，并根据估计标准差来评价地层厚度的不确定性。将提出的方法应用于上海长江隧道的地层建模，通过交叉验证，证明了该方法在地层分布边缘的局部范围内能明显改善地厚度估计结果，标准差降低了15%～18%，得到了比普通克里金和线性插值方法更接近真实情况的地层厚度估计值。
- 李晓军张振远
- 关键词：不确定性
