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不同饱和度下破碎软岩隧道掌子面破坏范围上限分析被引量：14: 2015年; 基于构建的隧道掌子面二维多块体滑移破坏模式,将非线性Hoek-Brown准则与软岩强度随饱和度变化关系相结合,借助极限分析原理和数值优化手段,提出一种在不同饱和度下估算隧道掌子面破坏范围的计算方法。以广西瑶寨隧道突水突泥事故作为算例,计算得到不同饱和度下隧道掌子面的破坏范围。研究结果表明:岩体的抗压强度随饱和度的提高逐渐减小,且通过参数转换得到的黏聚力与内摩擦角也随之减小;隧道掌子面破坏范围和支护力随饱和度的增大而增大;当饱和度为0.8时,破坏面已延伸至地表,此时维持掌子面稳定的最小支护压力为651.541 k Pa;在破坏面扩大延伸的过程中,若不采取相应的处理措施,则隧道掌子面将产生突水突泥、塌方等地质灾害。该方法最大的优点是凭借少量的试验参数就能确定隧道掌子面的破坏范围,可作为隧道设计施工中的一种估算方法。; 杨子汉杨小礼张佳华李永鑫; 关键词：破碎软岩隧道掌子面饱和度突水突泥

基于单元安全系数法的浅埋隧道三台阶法开挖进尺优化被引量：7: 2022年; 为进一步研究浅埋隧道三台阶法开挖进尺问题,以鹅岭隧道为工程背景,采用FLAC_(3D)有限差分法数值模拟软件建立了隧道三维稳定性分析模型,模拟了4种开挖方案,并引入单元安全系数法,计算了隧道围岩各区域的安全系数,分析了隧道围岩潜在的破坏形式,确定了三台阶法合理的开挖参数。通过对比分析围岩的安全系数、位移、应力、塑性区可得,上台阶开挖长度越长,中、下台阶开挖以及前方土体对隧道工作面的挤压越小,越有利于隧道开挖面的稳定性;而台阶越长,支护间隔越长,支护效果就越差,安全系数就越小,隧道围岩的失稳风险就越大。在施工过程中,隧道最危险的部位为拱脚与拱底处,建议采取方案一进行开挖,各台阶之间为不同步开挖,且预留核心土,上台阶开挖长度宜为5~10 m,开挖进尺宜为0.5~0.6 m。; 彭学军张道兵尹华东李永鑫; 关键词：浅埋隧道三台阶法围岩稳定

基于上限原理的两种岩溶隧道岩墙厚度计算方法被引量：21: 2017年; 岩溶隧道掌子面附近的高压富水溶腔易造成突水、突泥地质灾害,在施工中确定合适的岩墙厚度是一个亟待解决的技术问题。基于极限分析上限原理提出了两种新的岩墙厚度计算思路,即线性Mohr-Coulomb准则方法与非线性Hoek-Brown准则方法。根据构建的相应三维破坏模式,推导演绎了计算步骤,最终得到了这两种方法的岩墙厚度表达式。采用线性Mohr-Coulomb方法计算了Ⅰ~Ⅴ级围岩下的岩墙安全厚度。结果表明:随着围岩等级的逐级降低,即黏聚力、内摩擦角的减小,岩墙厚度在不断增大。对于非线性Hoek-Brown方法则分析了各个参数对岩墙厚度的影响,并根据计算结果绘制了岩墙的破坏形状与范围;同时,给出了Hoek-Brown常数A、B的建议取值,即围岩Ⅰ至Ⅵ级、岩性条件从好至坏,分别建议A取0.5~0.3,B取0.7~0.9。应用这两种方法分别计算了宜万铁路云雾山隧道与野三关隧道溶腔的预留岩墙厚度,与工程实际吻合良好,从而验证了方法的可行性。这两种计算方法可为今后高风险岩溶地区隧道的设计与施工提供参考。; 杨子汉杨小礼许敬叔李永鑫孙志彬; 关键词：岩溶隧道突水突泥

三维离散机构在盾构隧道渗流稳定分析中的应用研究被引量：6: 2018年; 基于极限分析上限定理,利用三维离散破坏机构对渗流作用下盾构隧道开挖面稳定性进行研究。通过将渗流效应等效为孔隙压力做功,提出三维离散破坏机构下的渗流稳定性分析方法,推导相应的孔隙压力功率公式。结合开挖面附近的孔隙压力分布方程,计算三维离散破坏机构中总孔隙压力功率,根据内外功率互等原理进一步推导渗流条件下开挖面临界支护力的表达式,通过优化计算得到临界支护力的最优上限解。利用数值模拟及已有算例对得到的临界支护力结果进行验证,证明了本文方法的有效性。利用该方法研究水位高度、开挖面透水性等因素对临界支护力的影响,并初步分析隧道破坏范围的变化情况。本文还提供了计算图表,便于工程上快速计算及分析。; 孙志彬唐辉湘潘秋景李永鑫侯超群方立东; 关键词：开挖面稳定渗流作用

圆形隧道环向存在隐伏充填溶腔时防突岩墙的上限稳定性分析被引量：4: 2017年; 岩溶隧道施工中遭遇高压充填溶腔时,若防突岩墙的稳定性不足易造成突水突泥等地质灾害.因此基于极限分析原理提出了一种分析防突岩墙稳定性的研究思路.针对隧道环向遭遇隐伏充填溶腔的工况,利用广义切线法获得Hoek-Brown非线性破坏准则的转化强度参数,构建了岩墙二维计算模型.并结合上限原理与强度折减技术,将安全系数引入能耗分析过程,达到了表征防突岩墙稳定性的目的.最后,通过优化分析,探讨了岩墙安全系数随各参数的响应情况.研究结果表明:除围岩重度参数外,岩墙厚度、溶腔充填物压力、隧道支护压力、圆形隧道断面直径、单轴抗压强度、Hoek-Brown常数等,都对岩墙安全系数的变化影响显著.此外,将方法应用至"宜万铁路"、"忠垫高速"和"恩来高速"的岩溶隧道中,良好的结果验证了方法的可行性.; 杨子汉李永鑫许敬叔肖海波; 关键词：强度折减技术 HOEK-BROWN准则

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李永鑫