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隧道围岩挤压变形问题探究被引量：54: 2011年; 隧道围岩大变形是目前公路、铁路隧道建设中遇到的重要科学问题。工程实践中,隧道围岩大变形主要是由于围岩遭受剪切破坏而产生了流变而导致的,部分隧道的围岩大变形是由于围岩成分中的亲水矿物遇水发生水化学反应而发生体积膨胀产生的,故隧道围岩大变形可以分为应力型、材料性和结构型3类。通过全面分析前人的研究成果,可以将隧道围岩相对变形3%作为划分隧道内是否发生大变形的定量评价指标。而对于应力型围岩大变形,Hoek提出的隧道围岩径向变形和掌子面变形预测公式较好地预测了施工现场的围岩变形量,其现实意义较为明显,但需要针对不同的工程条件调整原地应力的估算公式或者考虑围岩二次应力场的赋存状态。对于材料型和结构型围岩大变形的变形量预测,目前仍然是一块研究的空白区,需要进一步开展相关工作。; 王成虎沙鹏胡元芳李苍松郭啟良; 关键词：围岩大变形膨胀性围岩

工程区地应力场的综合分析法研究被引量：28: 2011年; 针对如何准确确定工程区地应力场提出了综合分析法,即利用断层力学分析法、原地应力实测和数值模拟综合分析工程区地应力场,以期得到更为全面准确的结论。断层力学分析法可以和原地应力实测相互支持映证,并为数值模拟提供依据,而数值模拟可以帮助深刻理解地质条件对实测数据的影响,同时能很好地展现地应力场的三维分布。文中以位于山东胶东半岛的一个研究实例来展示该方法的有效性。工程区地质构造活动主要受近EW晚更新世活动断裂控制,利用断层力学分析法可得该区域三向主应力关系应为SH>SV>Sh,最大水平主应力的方向应为N60oE—N120oE。实测结果显示该区域应力状态有利于走滑断层活动,且最大水平主应力方向N66.6—87.6oW。依据室内实验数据和工程地质调查结论,构建三维数值模型,模拟分析工程区的应力场,分析得到工程区的应力场三维分布特征,数值模拟结果与原地实测的结果较一致。综合分析数值模拟和工程地质调查结果,原地应力测值受地质构造影响较为明显,数值模拟结论能较好地代表完整岩体区的应力分布状态。; 王成虎张彦山郭啟良赵仕广; 关键词：原地应力测量数值模拟地应力场胶东半岛

基于Hoek-Brown强度准则的高应力判据理论分析被引量：13: 2011年; 如何评价工程岩体中赋存的应力状态一直是工程设计人员所要面对的基本问题之一。应力状态评价需综合考虑岩体强度和岩体中赋存的应力两个要素,其评价结果反映了地下结构围岩在二次应力场作用下满足岩体强度准则时可能的变形破坏响应。通过对前人研究成果的分析,总结出高应力作用下地下结构的基本变形破坏规律。利用Hoek-Brown强度准则分析岩体强度与岩体质量分级参数和岩石单轴抗压强度的关系,得出多数情况下岩体强度与岩石单轴抗压强度的比值都小于0.5,进一步确认了利用岩体强度和应力之比作为高应力判据的可靠性。通过综合分析Hoek-Brown强度准则和岩石剪切破坏的摩擦理论,推导出在不同摩擦系数下岩体强度与岩体中赋存的最大主应力在破坏时的基本关系。根据这一基本关系,再结合地下空间二次应力场的调整规律,从岩石力学的角度证明了新的高应力判据。将该高应力判据应用于国内外的各种已建成的工程实例,发现评价效果良好。最后给出了应用该高应力判据进行应力状态评价的一般步骤,同时也指出所需要注意的问题。; 王成虎郭啟良贾龙

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铁道部重点科技项目(2009G005-D)