王华宁
- 作品数：81 被引量：263H指数：9
- 供职机构：同济大学航空航天与力学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划上海市自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学交通运输工程一般工业技术更多>>
- 深埋并行双线隧道顺序施工过程的时效理论分析被引量：6
- 2017年
- 在流变岩土体中进行并行双线隧道施工时,隧道施工过程、布置方式对应力、位移的时空分布有显著影响。针对粘弹性岩土体中双向不等的应力作用下的双圆形隧洞顺序施工问题,本文推导得到了各施工时段开挖增量位移和应力的理论解。推导中利用Laplace变换给出粘弹性解答与弹性复位势的关系,并根据各时段受力情况,应用粘弹性叠加关系导出最终解答。理论解与相同条件下有限元解进行了比对,结果吻合得较好。根据解答分析了两隧道空间布置方式对应力和位移的影响,以及倾斜布置时侧压系数的影响。相比数值方法,理论解答可更方便地进行参数分析和初步设计。
- 王华宁曾广尚吴磊蒋明镜
- 关键词：粘弹性双线隧道施工过程复变函数解析解
- 深埋圆形压力隧洞施工过程的粘弹性解析解被引量：8
- 2012年
- 地下工程施工一般需分步、分段进行,其边界会随着开挖过程不断发生变化。而多数岩石又具有流变特性。因此,隧道施工中围岩力学分析应考虑岩体流变时效与动态施工的共同作用。本文从一般粘弹性时变力学方程出发,用拉普拉斯变换法得出了弹性问题和粘弹性问题间的对应性关系。当把岩石模拟为H-Kilvin粘弹性体,根据对应性关系求得了两向不等压下圆形隧洞任意形式断面开挖过程中的应力和位移积分形式解答。通过折减地应力,也可考虑纵向施工效应影响。当隧洞半径随时间线性变化时,通过某算例分析了断面开挖时不同施工速度、不同角度和侧压系数对位移和应力的影响。结果显示,开挖越缓慢,位移变化也比较平缓,且其施工结束时的位移越大,达到稳定所需的时间越短。
- 何平王华宁
- 关键词：圆形隧洞粘弹性解析解
- 斜坡下考虑支护效应浅埋隧道力学响应的时效解答被引量：1
- 2016年
- 针对岩质或黄土浅埋隧道,考虑岩土体黏弹性流变特性和支护效应,给出斜坡下进行隧道施工时的全域时效解答。根据一般黏弹性问题求解方法,采用复变函数方法、Laplace变换、黏弹性叠加关系,用随时间和空间变化支护力体现管片支护效应,导出适用于任意黏弹性模型岩体、任意时刻施加支护的应力与位移。解答与相同模型有限元结果一致,根据解答分析了广义Kelvin黏弹性模型岩体中浅埋隧道开挖时侧压力系数、斜坡倾角、埋深对稳定地表沉陷大小和范围、洞周时效位移、应力的影响,给出可按深埋问题处理时的埋深范围。解答可用于岩质和黄土隧道初步设计中,并为隧道与地下结构相互作用分析两阶段法提供自由位移场。
- 王华宁吴磊
- 关键词：浅埋隧道黏弹性解析解
- 考虑断面及纵向施工效应时支护圆形洞室黏弹解析分析被引量：6
- 2011年
- 针对深埋圆形洞室,用半径时变函数模拟断面开挖过程,引入空间影响系数对力学模型进行修正以考虑纵向开挖影响。当岩体模拟为任一黏弹性材料时,将方程拉普拉斯变换求得位移通解,逆变换后代入边界条件确定待定函数,最终得到用洞周面力表达的围岩应力、位移统一解。区分开挖与支护时段,利用围岩与支护接触条件建立关于支护力的积分方程。当取Boltzmann黏弹模型时,求解积分方程得到支护力的确切表达,并可求得开挖过程及任意时刻支护后应力、位移分段解析表达。算例分析表明,纵向推进速度越大,位移越大;断面开挖较快时纵向推进速度对位移的影响越显著。最终洞型和纵向推进速度均相同时,采用不同断面开挖速度且挖完立即支护时,开挖较快的情况位移变化较剧烈,而支护后最终稳定位移较小。但是,相应支护阶段产生的位移较大,支护力也较大。文中导出的解可用于计算圆形洞室半径任意开挖并加支护后的应力、位移,该方法也适用于其它黏弹模型岩体的施工分析。
- 王华宁曹志远李悦
- 关键词：施工过程支护
- 流变岩体隧道施工中锚喷支护的模拟与解析分析被引量：4
- 2013年
- 隧道开挖结束后施加锚杆并在孔口喷薄层混凝土是常用的支护方式,而锚固区围岩性质在支护后将发生很大变化。本文针对考虑流变岩体中隧道逐步开挖与任意时刻施加支护问题,用圆柱型正交各向异性等效锚固体模拟锚固区,并建立材料特性变化后锚固区应力与位移的计算方法。对受双向等地应力作用的深埋圆形隧道,推导了可模拟为Boltzmann粘弹性模型的岩体在开挖与支护过程中原岩区与锚固区的位移与应力的解析解答,并分析了不同位置的力学状态及和各向异性程度对原岩区和锚固区的力学状态的影响,给出了若干结论。
- 曾广尚王华宁蒋明镜
- 关键词：锚喷支护解析解
- 隧道工程解析方法及解析模型研究进展
- 2023年
- 封闭或解析形式解答可以实现隧道工程的快速初步设计、获得参数影响的函数形式,并为数值方法提供正确性验证手段,与其共同完成工程问题的可靠预测.本文针对各类静动力问题,从经典方法以及近十年来的最新进展入手,阐述了隧道工程常用的解析方法和求解思路,全面综述了可解问题、解答和最新研究进展,并展望了解析研究发展方向.本文内容涵盖了隧道解析研究的重要领域,涉及弹性、弹塑性、各向异性、流变岩体中的隧道问题、衬砌和锚杆支护以及多物理场相关的问题.通过系统介绍以上成果,可以深入了解隧道问题解析研究思路和解答,推动更具价值的解析解的发展.
- 王华宁宋飞曾广尚
- 关键词：解析解隧道工程解析模型
- 深部隧道力学分析的离散元与理论解分区耦合方法初探
- 2016年
- 离散单元法适合室内试验和局部小尺度问题的模拟,但在分析隧道开挖等大尺度问题时计算复杂且耗时.为拓展离散元在大尺度问题分析中的适用性,尝试将离散元与理论解分区耦合.针对深埋圆形隧道围岩开挖过程,采用离散元模拟内部近孔口处围岩,外部采用理论解,耦合边界上使用迭代算法,控制收敛以保证力与位移连续条件,在弹性阶段范围内对两区域进行耦合以分析解法的适用性和误差.针对隧洞有、无内压两类算例,采用该分区耦合方法经15步左右迭代收敛,所得边界位移与理论解分别相差1.86%、3.2%;所得离散元结果与理论解对比良好:位移误差随角度有关、最大处在13.5%以内,应力误差除在少量部位为15%左右外,其余各处在8.6%以内.据此表明,该方法具有相当的精度及可行性.
- 王华宁肖果蒋明镜
- 关键词：离散元法理论解
- 粘弹塑性损伤时变力学在岩土工程施工分析中的应用被引量：7
- 2005年
- 以损伤时变体为研究对象,将时变力学与损伤力学耦联,给出粘弹塑性损伤时变力学理论基本方程和数值计算公式。通过对某地下煤层开采过程的计算机仿真分析,探讨形状时变引起的粘弹塑性时变体损伤场和位移场的时空演化过程,并研究单煤层单向开采和对挖开采方式的路径相关性问题。研究表明,应用损伤时变理论分析,可得到力学状态连续演化过程,为施工分析与预测提供科学的有效手段;不同施工路径,力学状态中间演化过程和最终结果均有较大差别,非线性(包括损伤)材料施工产生的最终力学状态与路径相关这一现象普遍存在,这对工程分析与学术研究具有一定应用与理论价值。
- 王华宁曹志远
- 关键词：时变力学岩土工程粘弹塑性
- 考虑环境劣化非贯通节理岩体的直剪试验离散元模拟被引量：8
- 2017年
- 非贯通节理岩体的强度特性是大型边坡、隧道等工程安全性的重要影响因素。随着酸雨、河流污染等对岩石环境劣化程度的加剧,考虑环境劣化因素对非贯通节理岩体强度的影响很有必要。采用离散元法,基于已有的胶结接触模型,将岩体因环境作用而劣化等效为岩石试样质量损失不断加剧的过程,最后等效为颗粒和颗粒之间的物质不断溶蚀的过程,由此建立考虑环境劣化的微观接触模型并将其植入离散元软件中,模拟分析了不同环境劣化程度的非贯通节理岩体在不同连通率和不同法向应力下的直剪试验。结果表明:不同环境劣化程度非贯通节理岩体剪切应力-位移曲线趋势一致;随环境劣化程度的加深,节理岩体的破坏形式以拉裂纹为主转变为以剪切裂纹为主;环境劣化使得节理岩体直剪试验起裂应力降低,且环境劣化程度的加深会导致非贯通节理岩体的凝聚力降低及内摩擦角减小,表现为峰值剪切强度降低。
- 蒋明镜刘蔚孙亚张宁王华宁
- 关键词：非贯通节理岩体直剪试验离散元模拟
- 分数阶流变岩体中深埋圆形支护隧道力学分析被引量：3
- 2021年
- 为用更少的参数描述不同岩体的实际流变特性,引入分数阶Kelvin粘弹模型并对深埋圆形支护隧道的开挖过程进行力学分析.利用Laplace变换原理、分数阶微积分得到了衬砌支护力和洞口位移的时效解答,并对解答的正确性进行了验证.讨论了不同分数阶阶次下支护力、洞口位移及等效应力随时间变化的规律.分析结果表明,阶次较小的模型,洞口位移在短期内迅速增大,随后缓慢增长,在经历很长时间后仍在持续增长,且等效应力在相同时刻下更接近于0,更容易发生破坏,因此在工程中对阶次较小模型对应的岩体要关注其长时间后的蠕变位移和受力状态.
- 梁浩光王华宁高翔
- 关键词：粘弹性分数阶
