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煤层采空区隧道开挖稳定性研究现状被引量：2: 2014年; 采空区隧道的稳定性研究一直是隧道工程研究领域的一个热点问题,文章对采空区隧道的稳定性从理论分析、数值计算、模型试验等方面进行了回顾和总结,并对目前的研究现状进行了评析,指出了今后采空区隧道稳定性的研究方向。; 杨斌刘书斌范建国徐晨; 关键词：采空区稳定性隧道工程

盾构斜交下穿既有框架隧道数值模拟分析被引量：23: 2015年; 在城市地铁建设中,经常出现新建隧道下穿既有隧道的情况,为研究新建盾构隧道施工对既有公路框架隧道的影响,以宁波地铁1号线世纪大道站—海晏北路站区间隧道斜交下穿浅覆土市政公路框架隧道工程为依托,采用三维有限元数值分析方法,研究盾构隧道在下穿框架隧道3个阶段(盾构到达既有隧道正下方前、穿越既有隧道正下方及穿出既有隧道后)施工过程中盾构机顶进力、壁后注浆压力对于上部框架隧道沉降、侧移及扭转影响的规律,计算结果表明,在盾构到达既有隧道正下方前及穿出既有隧道后,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而增大;盾构下穿既有隧道正下方阶段,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而减小。施工过程中宜随着盾构与既有隧道位置关系的改变,及时调整各项施工技术参数,减小对上部隧道的影响,保证盾构顺利掘进。; 郭建宁杨志浩徐晨方勇; 关键词：盾构顶进力注浆压力

大断面富水岩溶隧道二次衬砌受力特征研究被引量：4: 2016年; 基于重庆双碑隧道现场测试并采用FLAC^(3D)进行数值模拟,研究富水岩溶地层大断面隧道二次衬砌力学行为。现场测试表明:二衬在混凝土硬化前逐步受力,二次衬砌轴力始终为压力,拱顶承受正弯矩,拱腰边墙承受负弯矩,安全系数拱顶大于边墙;当衬砌背后存在外水压时,外水压对衬砌的环箍效应明显。数值模拟表明:轴力、弯矩随水压增加呈线性增长,轴力下半断面测点不仅数值上高于上半断面而且增长速度也明显高于上半断面,弯矩增长速度拱脚>仰拱>上半断面;当隧道排水能力足够时,排导式衬砌结构基本不承担外水压力,一旦排水能力下降,在外水压力作用下结构的承载能力较弱,拱脚及仰拱为危险区域,极可能产生结构压裂、突水等滞后型危害。; 徐晨方勇康海波陈先国; 关键词：受力特征现场测试衬砌

超前水平钻孔在铜锣山隧道施工中的应用被引量：2: 2014年; 在隧道工程修建过程中超前地质预报作为隧道工程施工过程中规避施工风险的一项重要保证手段，已被广泛运用。文章结合南充～大竹一梁平（川渝界）高速公路铜锣山隧道施工，主要介绍超前水平钻孔应用于不良地质条件下的隧道开挖，于其直接揭示掌子面前方的地质特征，取得了良好的预测效果，对地质条件复杂的隧道施工有重要参考意义。; 李阳徐晨; 关键词：公路隧道超前地质预报

上覆薄煤层采空区公路隧道开挖稳定性试验研究被引量：6: 2015年; 隧道下穿煤层采空区施工将对周围地层产生扰动,影响隧道围岩及初期支护的稳定性.进行了上覆薄煤层采空区隧道开挖的室内相似模型试验,试验中通过测量隧道开挖过程中采空区地层、隧道拱顶的沉降及初期支护内力等参数,对上下台阶法和单侧壁导坑法进行了对比分析.测试结果表明,隧道开挖引起的采空区地层沉降受开挖方法的影响显著,上下台阶法开挖引起的采空区地层沉降高于单侧壁导坑法,沉降槽曲线较陡、沉降范围更宽.两种开挖方法中,围岩压力的最大值均位于右拱脚处,钢拱架最大弯矩出现在拱脚处,最大轴力位于拱腰或拱肩处.其它条件相同时,采用单侧壁导坑法开挖时初期支护背后的围岩压力、钢拱架内力和偏心距等普遍大于上下台阶法开挖.研究表明在隧道下穿倾斜煤层采空区施工时,采用单侧壁导坑法开挖可以显著减小对采空区地层及围岩的扰动,但同时需增强初期支护的刚度,确保围岩及隧道结构的整体稳定性.; 方勇周超月刘书斌徐晨; 关键词：公路隧道煤层采空区上下台阶法

高水压下衬砌背后空洞对结构受力的影响被引量：7: 2016年; 岩溶区隧道衬砌背后空洞与高透水压力的共同作用,改变了衬砌的受力状态,导致结构原本良好的受力状况恶化,进而可能造成衬砌的开裂破损。采用FLAC3D软件研究不同空洞位置对应力场分布、渗流场分布、二次衬砌内力的影响以及在高透水压力下拱顶空洞大小对二衬内力的影响规律。结果表明:竖直应力场为主应力场时空洞周边会出现应力增大区和应力减小区;空洞会使3倍空洞直径范围内外水压力明显折减;无外水压力时空洞对二次衬砌弯矩的影响远大于轴力;无论空洞存在与否,存在何位置,各测点内力均随水头高度的升高呈现线性变化,拱底与拱脚内力大小及变化速率都远大于其他测点,且空洞不同位置下内力随水压的变化速率有很大区别;边墙空洞使衬砌结构处于偏压状态,且随水头高度的升高偏压效应更加明显;拱部弯矩随拱顶空洞大小线性特征明显。; 徐晨邓如勇崔戈方勇; 关键词：隧道衬砌数值模拟

上覆水平煤层采空区衬砌受荷模型试验研究被引量：6: 2016年; 隧道近接上覆水平采空区地层施工易扩大上覆围岩松动范围,增大松动荷载,为探明隧道衬砌结构受荷特性,采用室内相似模型试验量测了上覆水平煤层采空区地层隧道二次衬砌结构内力(轴力、弯矩),分析了不同边界压力作用下位移、轴力和弯矩的变化情况和特定压力下间距对二次衬砌受力的影响。结果表明:上覆采空区对洞周位移和二衬内力造成了一定影响,采空区底板与隧道间距越小,位移越大,当竖向压力为1000 k Pa时,与无采空区工况相比,0.5D工况最大位移增加93.73%,1.0D工况增加27.90%;弯矩和轴力的增加越明显,当竖向压力为500 k Pa时,与无采空区工况相比,间距0.5D工况最大弯矩增加139.68%,间距1.0D工况最大弯矩增加34.39%,采空区的存在导致轴力分布形态变化较大,间距0.5D工况平均轴力增加78.39%,间距1.0D工况平均轴力增加37.81%;最大偏心距出现在仰拱部位,承载能力相对较低,是隧道主体结构的薄弱环节;二次衬砌仰拱位置最先开裂,煤层采空区对裂缝展开顺序有一定影响。; 方勇姚志刚符亚鹏徐晨; 关键词：模型试验

外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性模型试验被引量：14: 2016年; 矿山法修建的山岭隧道有的情况下对地下水采取排导式处理方案。当衬砌背后来水量超出排水系统能力时,将引起衬砌背后外水压增高,甚至导致隧道衬砌结构破坏。自行研制了隧道衬砌外水压力模拟加载试验装置,该装置通过形成负压环境,利用隧道结构模型内外气压差来实现外水压的模拟。基于隧道-地层复合模拟试验平台,开展了外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性的室内加载模型试验。结果表明:衬砌结构在水土压力共同作用下,轴力呈锥形分布,拱脚轴力大于仰拱和拱部;弯矩呈蝴蝶型分布,拱脚处承受外弯矩,仰拱及拱顶承受内弯矩;轴力、弯矩随水压增加大致呈线性增大,偏心距逐渐减小,拱脚位置具有最大的偏心距,为外水压下隧道衬砌结构受力的最不利位置;依托隧道工程三车道及加宽带衬砌结构产生渗透性裂缝的外水压力分别为330k Pa和420k Pa,开裂裂缝主要出现在左右拱脚区域的外侧及仰拱内侧,为受拉开裂破坏,且随着外水压的增加,裂缝的渗透性急剧增大。此研究可为大断面公路隧道排水型衬砌在外水压力作用下结构安全评估提供参考。; 方勇徐晨陈先国郭建宁; 关键词：公路隧道衬砌模型试验

公路隧道下穿3层采空区施工模型试验研究被引量：15: 2014年; 隧道近接下穿3层倾斜采空区施工容易引起围岩松动范围叠加、增大,地层的非对称移动易使隧道结构受非对称荷载作用。采取室内模型试验模拟公路隧道下穿3层煤层采空区的开挖过程,通过埋设土压力盒、电阻应变片、地中位移计,测量隧道开挖过程中初期支护受力和地层位移。试验结果表明,一定范围倾角越小,隧道测试断面开挖过程中的采空区地层的沉降速率越大,时程曲线越陡,后期沉降值较大,扰动程度随地层与隧道距离的增加先增大后减小;一定倾角的采空区会使离采空区较远一侧的仰拱处土压力明显增大,结构设计时应予以加强;在15°~30°范围内,倾角对围岩压力的分布形态、量值影响不大,对钢拱架内力影响较大,倾角越大,初期支护偏心距越大。对于Ⅳ级围岩,双车道隧道近接(2 m)3层采空区地层施工时,建议先进行超前支护,再采用台阶法开挖,进尺不大于1 m,钢拱架间距不大于0.5m。; 崔戈方勇徐晨范建国; 关键词：公路隧道模型试验地层移动

富水地层公路隧道衬砌背后空洞对结构受力的影响被引量：29: 2016年; 富水地层公路隧道衬砌背后空洞的存在恶化了其结构的受力状态,使衬砌易于开裂进而影响隧道的营运安全。研制外水压加载装置,该装置在二衬模型内部创造一个封闭的负压环境,通过控制模型内外气压差来实现外水压的等效加载,同时结合隧道–地层复合模拟试验系统开展几何相似比为1∶30的室内模型加载试验,全面研究不同位置空洞与不同外水压荷载共同作用下二次衬砌的受力分布规律及开裂特征。结果表明,衬砌背后存在空洞时的二衬的轴力与弯矩总体不再呈对称分布,不同位置空洞对衬砌结构的受力影响不同,空洞附近区域的衬砌内力变化最为显著;无论空洞位于何位置,随着外水压力的增大,二衬轴力及弯矩均大致呈线性增大趋势,空洞附近区域的轴力及弯矩增大速度明显大于二衬其他部位;偏心距则随外水压的增大而减小,水压超过150 kPa后基本不发生变化;相同外水压下,加宽带二衬轴力与弯矩明显大于三车道,分布及变化规律则大致相同;应力场为竖直主应力场时,外水压下左边墙空洞对于衬砌结构的承载力影响最大,拱顶空洞次之,仰拱空洞最小;背后存在空洞的衬砌部位的裂缝数量及开裂程度明显大于其他部位。; 方勇郭建宁康海波徐晨; 关键词：衬砌背后空洞二次衬砌模型试验

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徐晨

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