王东英
- 作品数：21 被引量：77H指数：6
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金云南省交通厅科技项目中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 基于聚类分析的边坡稳定性研究被引量：12
- 2018年
- 在边坡稳定性分析中,滑面搜索方法对于得到边坡的稳定性系数至关重要。现今两种常用的边坡稳定性分析方法,极限平衡法以及强度折减法,可以得到极限应力状态下边坡的潜在滑面。而为了评价边坡在当前应力场下的稳定性,提出一种基于聚类分析概念的滑面搜索方法。这种方法综合考虑了边坡各点的位移以及点安全系数,采用K均值聚类法将具有相近性质的点进行分类,把边坡体分为潜在危险区以及稳定区。潜在危险区的边界即为边坡在当前应力状态下的潜在滑面,并运用矢量和方法计算得到其稳定性系数。采用上述方法对3个算例进行验算,并与极限平衡法以及强度折减法进行对比。结果表明:(1)基于聚类分析的边坡稳定性评价方法具有较好的合理性和可靠性;(2)当边坡处于临界状态附近,通过聚类分析得到的潜在滑面与其他两种方法得到的滑面基本一致;当边坡处于较稳定状态时,当前应力状态下的潜在滑面要比强度折减法得到的滑动带范围要更深更广,但求出的稳定性系数也较高;当存在软弱夹层时,矢量和计算出的滑面更为陡峻,稳定性系数比其他两种方法的结果要小。
- 秦雨樵汤华冯振洋尹小涛王东英
- 关键词：边坡稳定性分析聚类分析
- 隧道锚“楔形效应”的室内模型试验研究被引量：3
- 2018年
- 隧道锚是承担悬索桥主缆荷载的关键受力部件,隧道锚–围岩联合承载力学机制较为复杂。通过研究隧道锚简化的力学模型,得到基于"楔形效应"的隧道锚抗拔承载力计算方法。为进一步验证该方法的合理性与正确性,考虑埋深、锚碇长度、围岩类别等影响因素,设计了14组室内模型试验方案,通过模型试验获得了抗拔承载力,研究了各影响因素与抗拔承载力关系。基于室内模型试验的相关参数,采用"楔形效应"计算方法得到隧道锚抗拔承载力,与模型试验结果较为吻合。模型试验获得的影响因素规律和破坏特征也和理论计算方法一致。研究结果表明,考虑"楔形效应"的隧道锚承载力计算方法是科学和合理的,具有力学意义明确、公式形式简明的特点,可为工程实践提供参考。
- 熊晓荣汤华廖明进尹小涛王东英
- 关键词：隧道锚抗拔承载力模型试验
- 隧道式锚碇承载机制的室内模型试验探究被引量：11
- 2019年
- 为揭示隧道式锚碇的承载机制,探究加载过程中锚碇及周围岩体的力学响应规律,依托绿枝江大桥隧道锚工程,开展隧道锚1∶100室内三维地质力学模型试验。通过有效模拟散索鞍、主缆散股、预应力管道、钢绞线、等传力构件,真实地还原了隧道式锚碇的传力路径和特征。通过分析从加载到破坏过程中锚–岩界面压力,围岩应力、变形响应,揭示出隧道式锚碇抗拔承载过程的时空演化机制,并在分析深部岩体位移峰值点迁移规律和表观裂纹扩展过程的基础上,预测隧道式锚碇的破坏形态。主要结论有:(1)从加载到破坏过程中,锚–岩界面应力呈无响应(0～5P)–弹性增长(5P～13P)–加速增长(13P～19P)–迅速衰减(21P～23P)的阶段性特征;(2)自加载至破坏过程中,锚塞体是由后向前、逐层挤压上覆岩体,由近及远、逐步调动周围岩体联合承载的;(3) 5P荷载前,锚塞体和围岩基本无变形,5P～13P荷载下,锚体和围岩位移低速线性增长,13P～21P荷载下,锚体和围岩位移均加速增长且锚体位移增长速度大于岩体,23P荷载下岩体损伤严重,锚体因克服岩体束缚被拔出;(4)隧道锚表观裂纹是在锚塞体、围岩的位移加速增长后才产生,极限荷载下形成的网状破裂区为:拱顶以上50cm、洞底以下35 cm、墙左墙右各35 cm,隧道式锚碇最终的破坏形态为不对称的喇叭状。
- 王东英汤华汤华尹小涛邓琴
- 关键词：岩石力学隧道式锚碇室内模型试验
- 一种悬索桥墩台式预应力锚碇
- 本发明公开了一种悬索桥墩台式预应力锚碇，它由钢结构混凝土承台、钢管桩群、预应力锚索群、主缆、主缆锚固体系组成，钢管桩群由竖桩和斜桩构成，竖桩和斜桩的一端伸入基岩，另一端与钢结构混凝土承台刚性连接；预应力锚索群内锚头端固定...
- 葛修润汤华王东英
- 文献传递
- 应力释放率对超大断面小净距浅埋隧道的开挖影响研究被引量：11
- 2018年
- 依托某高速公路隧道工程,基于空间反向荷载法和CRD施工工法,分析了不同应力释放率下浅埋隧道围岩变形及地表沉降规律。得出以下结论:(1)随着应力释放率的增大,浅埋隧道洞周竖向位移及地表沉降明显增大,围岩塑性区范围也明显增大;(2)在小净距浅埋隧道变形计算中,应力释放率越小,左、右幅隧道开挖引起地表相对干扰越大。当应力释放率取50%时,左洞隧道开挖引起的右洞地表隆起值大于其自身开挖引起的位移值,右洞上部地表隆起,最终导致隧道上方公路可能出现拉裂现象。
- 但路昭罗红星邓琴王东英秦雨樵
- 关键词：应力释放率浅埋隧道塑性区
- 隧道锚承载特性及其破坏模式探究被引量：8
- 2019年
- 隧道式锚碇的楔形结构造成锚-岩系统在不同的加载阶段表现出不同的承载能力,其中极限承栽力又因锚-岩系统的破坏类型不同发掘空间巨大。首先基于一般力学原理和方法,分析锚-岩系统可能的破坏类型和隧道锚承载的阶段性,提出不同阶段隧道锚的承载力估值公式。利用数值试验和自编的破坏面追踪程序,揭示锚-岩系统的破坏演化规律,同时探究锚体结构楔形角和埋深对隧道锚的破坏面形态、破裂角和承载力的影响,主要结论如下:(1)破坏性数值试验追踪得到的锚-岩系统最终破坏形态为下窄上开口的倒喇叭形,室内2D模型试验结果验证了该破坏形态。(2)锚-岩系统的承载具有显著的三阶段特征,加载初期锚-岩界面无附加应力产生,中期界面压应力随工程荷载近似呈线性增长,加载后期界面压力随围岩破坏迅速降低。阶段承载的力学机制在于:隧道锚初始承载力仅依赖于锚体结构自身,由锚碇自重和由自重产生的界面挤压力、抗剪力两部分组成;而极限承载力取决于锚碇夹持岩体的范围,因而依赖于破坏面的位置、形态和破裂角等数据。数值试验揭示的锚-岩界面的应力随荷载变化曲线和锚-岩系统塑性区的扩展过程佐证了力学模型概化和阶段划分方法的合理性。(3)根据锚体楔形角和埋深的敏感性分析结果,发现:浅埋深、大楔形角情况下,破坏面倾向于圆台状;当埋深在35?45m、楔形角为2°?6°时则破坏面呈喇叭状,埋深较大时倾向于界面破坏。喇叭形较窄段破裂角为2?3倍楔形角,较宽段破裂角则在20°?25°范围内,拐点位置距后锚面的距离稳定在1/2H处。(4)隧道锚的埋深不影响初始承载力,但极限承载力随埋深增加而增大;随楔形角的增加,初始承载力逐渐走低,但极限承载力呈先增后降的变化规律,表明锚碇结构存在优势角。
- 王东英汤华汤华葛修润尹小涛
- 关键词：岩土工程隧道锚承载力附加应力敏感性
- 一种悬索桥墩台式预应力锚碇
- 本发明公开了一种悬索桥墩台式预应力锚碇，它由钢结构混凝土承台、钢管桩群、预应力锚索群、主缆、主缆锚固体系组成，其特征在于：钢管桩群由竖桩和斜桩构成，竖桩和斜桩的一端伸入基岩，另一端与钢结构混凝土承台刚性连接；预应力锚索群...
- 葛修润汤华王东英
- 文献传递
- 高地应力软岩隧道有限元仿真与工程应用被引量：2
- 2019年
- 高地应力软岩隧道开挖过程中围岩自稳能力差,极易出现坍塌、冒顶等大变形灾害,选择合适的施工工法至关重要。以某高地应力软岩隧道为对象,基于有限元仿真模型,结合现场监测结果,分析了采用上下台阶分步法施工时高地应力软岩隧道围岩及支护结构的力学行为。分析表明:(1)上下台阶分步法施工适合于高地应力软岩隧道开挖,具有围岩变形小、安全可靠的优点;(2)开挖时,围岩塑性区由边墙两侧拱腰向拱部和仰拱位置逐渐扩展;(3)由于洞顶、拱底均向洞内收敛,致使两侧腰处承受较大压力而向外扩张。两侧腰处围岩竖向应力较大,而洞顶和拱底附近则水平向应力集中。同样的,支护结构在两侧腰处承受较大拉应力,而在洞顶、拱底位置承受较大压应力。
- 龚卫锋王东英
- 关键词：高地应力软岩隧道有限元
- 基于应变软化的隧道锚渐进破坏过程探究被引量：5
- 2019年
- 隧道锚的破坏模式可以揭示其承载力的组成和阶段特征,隧道锚渐进破坏过程及其最终破坏形态的研究是隧道锚领域的基本科学问题。为探究隧道锚在工程荷载下的渐进破坏过程,弄清该过程中锚岩系统承载特性,首先基于FLAC^3D内置的应变软化本构,并借鉴边坡滑面搜索方法,成功追踪锚岩系统破裂面的产生、扩展过程,确定破裂面的最终形态。进而分析破裂面上岩体参数弱化规律以及附加应力随工程荷载的变化规律,同时也分析附加应力、抗剪力沿锚体轴向的分布规律。在此基础上深入剖析工程荷载下隧道锚的承载特性,所得主要结论如下:(1)隧道锚的破坏具有明显的渐进特征,破坏面多自锚碇底端与围岩接触处启裂,并逐渐向上延伸至周围岩体,直至整体剪出。隧道锚的破坏模式既非沿锚-岩界面剪切破坏,也非圆台形破坏,而是自下而上整体呈下窄上宽的喇叭形。(2)峰值承载力前,附加应力沿锚碇轴向近似呈梯形分布;越靠近锚碇底部,附加应力值越大;(3)伴随着破坏过程,破坏面上强度参数逐步弱化,应力扰动区域内岩体参数也伴随发生不同程度的弱化,(4)隧道锚渐进破坏过程中,隧道锚的承载力也在发生变化,依托工程的初始抗力为2.26×10^6 kN,极限承载力为5.90×10^6 kN。
- 王东英汤华汤华尹小涛邓琴
- 关键词：隧道工程隧道锚承载力
- 地震作用下华丽高速公路金沙江桥华坪岸顺层边坡动力稳定性评价被引量：4
- 2018年
- 以华丽金沙江桥华坪岸顺层边坡地震稳定问题为研究对象,在slide下利用Janbu-simplified法计算了其最不利滑动面和安全系数,为模型试验确定了宽900 m×高450 m的试验范围。采用拟静力法,在Phase 2D下利用有限元强度折减法模拟模型边坡,计算了0.00g、0.10g、0.15g、0.20g、0.25g、0.30g、0.35g等7个地震工况的安全系数和位移。对比不同工况下的安全系数、位移与水平地震加速度曲线,结果表明,(1)极限平衡法与强度折减法所得安全系数在1.0附近安全系数离散性最小,远离1.0则安全系数的离散性增大,差异是两类方法极限状态定义的不同造成的。基于安全系数确定的临界水平地震加速度为0.20g;(2)剪应变揭示的边坡破坏模式为桥墩位置拉剪破坏、T2凝灰岩主滑和前缘近于水平剪出破坏,坡体内部的变形响应敏感性为水平位移>竖向位移>剪应变。基于变形演化规律确定的临界值为0.15g^0.20g,相应水平位移预警值为10.2 mm,室内模型试验验证了上述分析的合理性;(3)综合确定华坪岸顺层边坡临界水平地震加速度为0.2g,50年超越概率为10%和100年超越概率为2%对应的安全系数分别约为1.2和1.1,华坪岸边坡在现行抗震设防标准下是安全的。当前选择安全系数作为边坡稳定性评价指标,而安全监控实践中一般选择可操作性和预警性强的变形值作为控制指标,所以边坡稳定性评价需要采取安全系数与临界位移相结合的方法。
- 尹小涛严飞秦雨樵周磊周磊
- 关键词：顺层边坡安全系数
