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国家自然科学基金(41130751): 作品数：23 被引量：499H指数：11; 相关作者：朱合华徐前卫丁文其程盼盼张琦更多>>; 相关机构：同济大学上海理工大学中国矿业大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金交通部西部交通建设科技项目国家高技术研究发展计划更多>>; 相关领域：建筑科学交通运输工程理学更多>>

基于广义Hoek-Brown准则的弹塑性本构模型及其数值实现被引量：12: 2016年; Hoek-Brown强度准则在岩石及岩体工程中得到了广泛的应用,而目前基于该准则建立起的弹塑性本构模型在理论上还存在着一些不足;考虑到不同围压条件下的岩石材料塑性形变发展特征,提出了基于分段隐式修正塑性势的塑性流动法则,解决了其它基于广义H-B准则所建立的本构模型中塑性流动方向不连续及需额外引入参数等问题;采用基于误差控制的改进欧拉中点积分算法,对该本构模型进行了数值实现并给出了单积分点层次的结果验证;进一步将成果嵌入到了同济曙光岩土工程三维数值平台(Geo FBA3D)当中,并给出了一类经典弹塑性力学问题的计算结果验证以及其在隧道工程中的典型应用算例。; 朱合华黄伯麒张琦齐磊; 关键词：弹塑性本构模型

Ⅳ级软弱围岩相似材料的试验研究: 以Ⅳ级围岩为参照对象,研制可用于隧道围岩稳定性物理模型试验的软弱围岩相似材料。采用的5种原材料（重晶石粉、石膏、细砂、洗衣液和水）,通过直剪试验、无侧限抗压强度试验及三轴压缩试验测得所配相似材料的强度特征和物理力学参数,...; 武伯弢朱合华徐前卫明娟; 关键词：软弱围岩相似材料物理模型试验; 文献传递

滇中红层软弱围岩局部失稳及变形控制实践被引量：7: 2020年; 研究目的:隧道穿越滇中红层这一特殊地质条件下的变形主要为局部塌方、支护结构开裂破坏,为确保类似工程的顺利实施和人员设备的安全,本文针对南华一号隧道穿越全风化、强风化泥岩地层出现的局部失稳、大变形问题,在现场调研和监控量测的基础上,分析其失稳断面的变形及应力特征,并结合数值模拟结果,提出控制围岩变形的有效措施。研究结论:(1)三台阶工法施工过程中,中、下台阶施工对围岩的扰动程度相对较大;(2)隧道开挖后,拱顶和拱肩处围岩压力随时间的变化趋势是先减小再趋于稳定,而拱腰处围岩压力随时间的变化趋势是先增大然后趋于稳定;(3)采取局部布置锚杆、局部围岩注浆加固、施作锁脚锚杆等控制措施,可有效控制局部围岩失稳及围岩变形,相关措施可为今后类似工程提供借鉴和指导作用。; 徐前卫贺翔孙梓栗陈国中马少坤; 关键词：铁路隧道软弱围岩

软弱围岩隧道开挖应力扰动特征试验及数值模拟被引量：10: 2016年; 文章结合武宁—吉安高速公路隧道工程,以Ⅳ级围岩为对象,采取模型试验和数值模拟相结合的方法,分别对拱顶上方有、无断层两种情况下隧道开挖引起的围岩塌方破坏的渐进性过程以及岩体内部的应力演化规律开展研究,从而为隧道塌方事故的预防和支护结构设计提供借鉴和参考。研究结果表明:(1)隧道开挖后,拱腰以下岩体往往因应力集中程度较高而率先剪切破坏;(2)当有断层存在时,隧道开挖使得断层下盘岩体处于悬挑状态而容易出现拉剪破坏;(3)隧道开挖主要对自两侧拱脚向上与水平面成45°+φ/2范围内的岩体有影响,而塌落破坏的岩体只占此影响区域的一小部分;(4)断层的存在使得拱顶上方岩体径向压力在隧道开挖后更易于出现降低,且应力降低范围相对无断层时的要大;(5)当无断层存在时,拱顶上方岩体切向应力集中是伴随着岩体的开裂和塌落而逐步由隧道周边向外侧发展的,而当有断层存在时,拱顶上方切向应力集中则出现在距拱顶更远的位置。; 徐前卫程盼盼朱合华丁文其陈国中; 关键词：隧道软弱破碎围岩渐进性破坏模型试验数值模拟

富水软岩隧道近距离下穿水库的预加固技术研究被引量：5: 2018年; 在富水软弱地层隧道施工中,采用超前预加固技术是施工关键要素之一。广通一大理铁路南华1号隧道下穿水库区段,其围岩具有结构面发育,极其破碎且遇水易软化等特点,在施工中易受地下水的影响而发生大变形甚至塌方事故,故需要对地层进行预加固处理。通过有限元分析确定了预加固的必要性之后,对隧道预加固不同方案进行比选,并和施工现场监控测量结果进行对比,验证了该加固方案的合理性。研究结果表明,采用地面加固的方案,加固范围选取隧道左、右两侧加固3 m,竖向加固7 m,加固后按三台阶临时仰拱法进行开挖,可保证围岩与结构处于安全允许范围之内,并使隧道安全下穿水库,可为今后类似工程的设计与施工提供一定的借鉴和指导作用。; 徐前卫孙梓栗王尉行吴永波陈国中党虎锋谢黎栋; 关键词：地层加固隧道有限元

软弱破碎直立岩质边坡渐进性破坏及其锚固效应的模型试验研究被引量：5: 2012年; 软弱破碎岩质边坡在自然界中广泛存在,且多表现为局部化渐进破坏模式。为进一步了解该类边坡的破坏性状及其锚固效应,以Ⅳ类破碎围岩为参照对象,并将其等效为单一均值地层,随后利用模型试验对有、无锚杆加固情况下直立岩质边坡的破坏特性进行研究。结果表明,软弱破碎岩质边坡的塌方主要是由于坡顶岩体的张拉和坡脚岩体的压剪共同作用的结果,且往往呈渐进性破坏机制;锚杆的锚固效应主要体现在抗剪止裂和抗拉伸两个方面,并且锚杆的加固不仅可以提高边坡岩体在破坏前的竖向承载力,而且还可减小岩体的竖向沉降,并允许岩体边墙有较大的侧向变形。; 徐前卫朱合华丁文其金方方马静明娟; 关键词：岩质边坡渐进性破坏锚杆模型试验

软弱岩体中隧道开挖的落门模型试验研究被引量：2: 2014年; 在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体应力过高或变形过分而导致围岩失稳破坏,并进而引发隧道塌方事故。本文以Ⅳ类软弱破碎围岩为参照对象,首先将其等效为单一均值地层,再利用相似材料对其进行模拟,随后利用活动门试验模拟隧道的开挖,研究了隧道开挖过程中围岩的破坏模式及其渐进破坏特征。试验结果表明,软弱围岩中隧道施工不可避免地会在隧道周边形成扰动区,而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分;在隧道开挖过程中,岩体内部的裂纹扩展与破坏,就会对应地表岩体的急剧下降;隧道开挖后,拱顶上方的岩体中存在一压力拱,位于该拱下方的岩体处于松弛状态,而拱上方的岩体则处于挤压状态,并且该压力拱随着外界荷载的增加呈外延趋势。; 徐前卫朱合华丁文其李志厚唐卓华苏培森罗云; 关键词：软弱围岩隧道渐进性破坏

Hoek-Brown强度准则研究进展与应用综述被引量：200: 2013年; 1980年E.Hoek和E.T.Brown提出了Hoek-Brown(H-B)强度准则,已充分得到岩石力学与工程研究者的认同,并进行研究和应用。首先系统地阐述H-B强度准则研究进展:E.Hoek和E.T.Brown对H-B强度准则的研究成果、三维H-B强度准则、H-B强度准则岩石和岩体参数研究、考虑层状节理的H-B强度准则及其参数的各向异性研究。再对过去30 a国内外基于H-B强度准则工程应用的成果进行总结。最后对笔者所开展的H-B强度准则最新研究工作进行介绍:提出一种真正意义上的广义三维H-B强度准则,并采用3种Lode角函数进行屈服面修正,使其可以直接应用于后续本构模型建立和数值软件嵌入;采用三维颗粒流模型进行微观数值建模,对H-B强度准则岩石和岩体参数开展微观研究并建立多尺度联系,为参数的确定提供更加可靠的依据。; 朱合华张琦章连洋; 关键词：岩石力学 HOEK-BROWN强度准则岩体

Effect of graph generation on slope stability analysis based on graph theory被引量：2: 2014年; Limit equilibrium method （LEM） and strength reduction method （SRM） are the most widely used methods for slope stability analysis. However, it can be noted that they both have some limitations in practical application. In the LEM, the constitutive model cannot be considered and many assumptions are needed between slices of soil/rock. The SRM requires iterative calculations and does not give the slip surface directly. A method for slope stability analysis based on the graph theory is recently developed to directly calculate the minimum safety factor and potential critical slip surface according to the stress results of numerical simulation. The method is based on current stress state and can overcome the disadvantages mentioned above in the two traditional methods. The influences of edge generation and mesh geometry on the position of slip surface and the safety factor of slope are studied, in which a new method for edge generation is proposed, and reasonable mesh size is suggested. The results of benchmark examples and a rock slope show good accuracy and efficiency of the presented method.; Enpu LiXiaoying ZhuangWenbo ZhengYongchang Cai

超大断面隧道软弱围岩卸荷渐进破坏特性研究被引量：31: 2017年; 以深圳市东部过境高速公路连接线工程为背景,针对谷对岭"Y"形喇叭口大断面分岔隧道,通过室内地质力学模型试验和数值模拟等手段,对大断面隧道围岩的渐进性破坏过程、岩体内部变形和应力变化规律进行了研究。研究结果表明:软弱隧道围岩的破坏是始自拱腰以下的岩体,而后自拱腰向上继续扩展成拱,为此必须要对拱腰以下岩体施作锁脚锚杆,从而制止岩体的初始剪切破坏;当采取左右导洞分块开挖时,后开挖导洞会引起既有洞室围岩的破坏,因此需要对导洞之间的隔墙进行加固;拱顶上方0.95B(B为隧道跨度)范围内的岩体变形受到隧洞开挖影响,但最终塌落成拱的高度为0.55B;隧道开挖后,拱顶上方岩体应力升高区主要集中在0.4B^0.95B的范围内。; 徐前卫丁文其朱合华唐卓华李元海; 关键词：软弱围岩深埋隧道渐进性破坏模型试验

国家自然科学基金(41130751)

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