考虑松动圈影响的公路隧道大直径竖井围岩压力计算方法

为研究公路隧道大直径竖井围岩压力计算方法,基于极限平衡法推导,并与官田竖井实测数据进行了对比验证,最后分析了竖井直径、侧压力系数、围岩等级对竖井围岩压力的影响规律。结果表明:1）与实测数据对比结果显示,本文公式的平均误差度12.85以内,相比其他公式的误差度在180以上,使相对误差减小了167.15以上,可指导工程人员进行竖井的施工设计。2）竖井开挖直径越大,竖井井壁围岩压力越大,但是围岩压力的增长幅度随直径增大而逐渐减弱。3）在未达到极限深度之前,侧压力系数越大,竖井井壁围岩压力越大;达到极限深度以后,不同侧压力系数下井壁的围岩压力一样大。侧压力系数越大,井壁围岩压力随竖井深度的增长越大,更快达到最大井壁围岩压力,即极限深度越小。4）围岩等级越高,竖井的井壁围岩压力越小,在达到极限深度之后的围岩压力也越小。     

可考虑任意围岩压力分布形式的隧道衬砌计算分析

以大型通用软件ANSYS为平台,采用静力等效原则,把压力转化为相应的节点荷载,解决了隧道围岩压力与节点位置相关又不与衬砌结构垂直的输入问题.利用ANSYS的参数化高级设计语言,编制了适合任意三心圆拱衬砌断面和不同围岩压力分布形式的隧道衬砌内力和偏心距的通用计算程序.这为隧道设计提供了很大的方便.以武广客运专线双线浅埋隧道为例进行了计算分析.结果表明:对于埋深较浅的隧道,如果拱顶围岩压力按均布进行计算,结果会产生较大误差.围岩压力仅按均布设计的隧道,拱腰易出现开裂;围岩压力仅按马鞍型设计的隧道,拱顶易出现开裂;最好采用多种围岩分布形式进行隧道设计与验算.     

Hoek-Brown强度准则下浅埋矩形隧道围岩压力的极限分析

采用切线技术将非线性Hoek-Brown强度准则引入到极限分析中,基于虚功率原理得到了围岩压力的上限解析解,并且采用优化技术得到了围岩压力的优化解。通过得到的围岩压力对浅埋矩形隧道的稳定性进行了分析,结果表明:随着侧压力系数的增大,拱顶围岩压力减小,而边墙围岩压力增大;地质强度指标增大,拱顶以及边墙围岩压力都减小;扰动因子或孔隙水压力系数增大,拱顶以及边墙围岩压力均增大。     

基于统一强度理论的隧洞弹塑性应力解析

基于统一强度理论对第一主应力为径向应力及环向应力2种情况进行弹塑性应力分析,推导得出了围岩应力及塑性区半径计算公式。隧洞围岩有完全弹性状态、最大主应力为径向应力的弹塑性状态及最大主应力为环向应力的弹塑性状态3种状态,隧洞弹塑性分析时,首先判断围岩所处状态,进而选择正确的公式进行计算。分析结果表明中间主应力有利于围岩充分发挥其强度潜能,从而提高隧洞围岩稳定性,而且中间主应力系数越小,围岩稳定状态对中间应力敏感度越高;当洞内压力小于第二临界应力时,增大洞内压力有利于提高围岩稳定性,而当洞内压力大于第二临界应力时,则围岩稳定性随洞内压力增大而降低。     

新建立交隧道施工对既有隧道影响的模型试验

为分析新建立交隧道施工对既有隧道的影响,采用公路隧道结构与围岩综合试验系统对立交隧道进行三维物理模型试验。对既有隧道2个剖面的围岩压力、围岩内部位移及支护内力进行全程监测,通过分析得出：既有隧道Ⅰ剖面围岩压力受到的影响较大,Ⅱ剖面围岩压力受到的影响较小,各监测点的围岩压力基本处于减小状态,拱底围岩的稳定性降低;拱顶和拱腰围岩内部位移表现为拉伸变形,且拱顶处的变化值远大于拱腰处的变化值;既有隧道支护轴力变化的最终值基本为增加,支护弯矩变化的最终值都为减小;0.25D立交间距下既有隧道的围岩压力、内部位移及支护内力受新建隧道的影响较大,建议将立交隧道的立交间距控制在0.5D以上。     

水平近接隧道离心试验研究

利用了离心试验研究在水平盾构隧道近接施工中,地表位移、围岩压力以及结构内力的变化情况。试验表明：由于新建隧道的影响已建隧道在地表位移、围岩压力都表现为一定程度的增加,并且地表位移、围岩压力以及结构内力都不再保持对称而要向新建隧道方向偏移。     

浅埋双侧偏压小净距隧道围岩压力计算与监测分析

为了研究浅埋双侧偏压小净距隧道围岩压力的大小及分布规律,针对该类型隧道的特点,建立了浅埋双侧偏压小净距围岩压力荷载计算的力学模型,并结合公路隧道设计规范中有关成果,推导出能够考虑隧道左、右洞先后施工过程的隧道围岩压力计算理论.依托忻保高速钻钱门隧道工程对双侧偏压小净距隧道围岩与初期支护间接触压力进行现场监测,获得了该类型隧道围岩压力随时间和后行洞开挖影响的变化规律.由理论计算与现场监测结果对比分析可知,隧道各关键点围岩压力监测值均小于理论值,且其分布规律与理论成果相接近,表明计算模型合理.为该类型隧道设计与衬砌荷载的计算奠定了理论基础.     

基于松动圈理论深埋黄土隧道围岩压力计算方法

围岩压力的确定一直是隧道工程结构设计中的重点,而黄土隧道的工程特性与其他岩质隧道有着明显的区别,尤其是深埋黄土隧道的围岩压力计算。通过对深埋黄土隧道开挖后的围岩应力状态进行分析,明确了松动圈的定义,推导了松动圈的表达式,提出了基于松动圈理论的深埋黄土隧道围岩压力计算方法,并基于现场试验实测数据与既有计算方法进行了对比分析,以验证该方法的适用性。研究结果表明：松动圈为塑性区的内圈,是塑性区内切向应力小于初始地应力的部分;黄土隧道的松动圈较普通巷道和岩石隧道的松动范围大得多,更易受隧道开挖影响;基于松动圈理论的围岩压力计算方法与其他计算方法相比较,计算结果与实测值接近且存在一定的安全储备,使用该方法对深埋黄土隧道围岩压力进行计算是可行的,基于松动圈理论的围岩压力计算方法更适用于深埋黄土隧道这种有一定自稳能力的软弱土质围岩隧道。     

桥隧搭接结构围岩动土压力响应规律

采用振动台试验研究了桥隧搭接结构模型在不同加载方向的汶川波和不同加速度峰值的El-Centro波条件下,围岩动土压力的动力响应规律。结果表明:围岩动压力主要由水平向地震波产生;扩大段在低地震强度时拱腰处围岩动压力最大,在高地震强度时仰拱处围岩动压力最大;由于扩大段靠近隧道洞口的仰坡临空面,扩大段围岩的动压力峰值显著大于标准段。     

大跨度公路隧道围岩竖向压力分布特征探讨

结合龙头山大跨度隧道围岩压力监测,探讨了竖向压力与隧道埋深、围岩级别的关系;并采用深、浅埋隧道法、普氏系数法以及别尔巴乌麦尔法分别对不同的监测断面计算其围岩压力,对于高级别围岩Ⅳ、Ⅴ,普氏系数法计算结果和实测值较为吻合,而深、浅埋隧道法和别尔巴乌麦尔法计算结果比较一致,但是均大于实测值;对于Ⅱ、Ⅲ围岩,深、浅埋隧道法与实测值较为吻合,普氏系数法要小于实测值,而别尔巴乌麦尔法则大于实测值;从围岩压力与埋深的关系可以看出,深、浅埋隧道法、别尔巴乌麦尔法与实测值的变化趋势基本一致,但比实测值偏大,普氏系数法则比较接近于实测压力的平均值.根据不同的计算方法讨论了不同计算方法对大跨度隧道的适用性,为大跨度隧道围岩压力的设计计算提供有意义的参考.     

薄板弯曲分析中的有限样条元法

利用样条函数在同一区域上的变异，建立半解析样条元位移场函数。利用元外结线有效减少了总的未知变量，并且使样条元之间的连接保持充分的光滑性。同时利用特写的样条坐标矩阵避免了样条函数在支承处的线性组合。     

用洞壁变形验算与预测地下工程的稳定性

本文首先介绍用弹塑性理论研究无支护隧洞洞壁围岩的稳定性。当判别为不稳定时,隧洞需立即支护。然后,用粘弹性理论研究支护和围岩联合作用时的稳定性。并介绍用径向位移与位移速度的流变数学模式研究围岩的稳定性。     

基于GIS森林小班边界的邻接多边形数据结构

在森林资源图形信息管理中,森林资源二类调查小班边界的现状与动态都面临着边界数据的动态管理。针对这一问题,以邻接多边形描述边界,并采用面向对象程序设计语言中类的概念,构建一种邻接多边形的数据存储方式及其相应的算法,该数据结构可提供一种动态、渐进的多边形搜索算法,多边形数据的静态存储方式和具有拓扑结构的邻接多边形的重建。     

宗地面积的拓扑计算法

地籍图中，相邻区域（宗地）间存在拓扑邻接与拓扑关联。利用这种相关位置关系建立拓扑数据结构，给出计算和管理宗地面积较理想的方法。     

随机种群系统伴随方程解的存在唯一性

在假设随机的外界环境对系统产生扰动的条件下,给出了Hibert空间中一类随机种群系统的伴随方程,根据有限维极逼近方法,讨论了该系统伴随方程解的存在性和唯一性。     

基于多边形切片轮廓重构实体表面的研究

提出了快速成型的反问题。在对物理实体测量获得了一系列切片后,用顶点的双向循环链表描述了切片轮廓线的数据结构,并用树形结构确定同一层面轮廓线的相互包容关系,根据相邻层面的轮廓线的匹配原则,用三角形面片对相邻层面之间的表面进行插值,从而重构出实体的几何表面,生成了描述该表面的数据文件－STL文件。     

基于Kalman滤波的白噪声估计理论的推广

应用Kalman滤波方法和射影理论,将现行的白噪声估计理论推广到一般的随机系统,其中系统噪声在相邻时刻是相关的,且系统噪声和观测噪声在相同和相邻时刻也是相关的。提出了统一的最优和稳态白噪声和拟白噪声估值器。一个仿真例子说明了其有效性。     

鄂州市中门矿区成矿规律与进一步找矿方向的探讨

本文探讨鄂州市中门矿区在岩浆岩、围岩、构造、捕虏—残留体和围岩蚀变等方面的成矿规律,指出了在该地区进一步找矿的方向,预测了5个可进一步勘探区,为扩大利用该地区铁铜矿资源提供了勘探依据。     

Sandy grassland blowouts in Hulunbuir, northeast China: geomorphology, distribution, and causes

A sandy grassland blowout consists of an aeolian depression formed in top soil and the underlying sand deposit underlie, and the adjoining redeposit of sand derived from the depression. Research based on field survey and topographic mapping combined with aerophotograph interpretation reveals that: (1) All the three sand land tracts in Hulunbuir Grasslands are composed of blowout depressions and adjoining dunes, with interlaying remnants of sandy grasslands as background; (2) blowout depressions and their adjoining dunes can be classified according to their morphometric characteristics, development stages, and initiating factors; (3) blowouts develop mostly in the upper parts of sidelong aweather and sunward slopes inclining southwestward when west wind prevails; (4) initiation of blowouts is closely related with the coupling of extreme droughts and wide spread intense human disturbance to the fragile topsoil layer. The investigations indicate that key factors to prevent desertification are to protect grassland vegetation and topsoil.     

Sandy grassland blowouts in Hulunbuir, northeast China: geomorphology, distribution, and causes

A sandy grassland blowout consists of an aeolian depression formed in top soil and the underlying sand deposit underlie, and the adjoining redeposit of sand derived from the depression. Research based on field survey and topographic mapping combined with aerophotograph interpretation reveals that: (1) All the three sand land tracts in Hulunbuir Grasslands are composed of blowout depressions and adjoining dunes, with interlaying remnants of sandy grasslands as background; (2) blowout depressions and their adjoining dunes can be classified according to their morphometric characteristics, development stages, and initiating factors; (3) blowouts develop mostly in the upper parts of sidelong aweather and sunward slopes inclining southwestward when west wind prevails; (4) initiation of blowouts is closely related with the coupling of extreme droughts and wide spread intense human disturbance to the fragile topsoil layer. The investigations indicate that key factors to prevent desertification are to protect grassland vegetation and topsoil.