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非等压下考虑渗流和剪胀的圆巷围岩弹塑性统一解被引量：4: 2016年; 对于富水地层中深埋圆形巷道,为研究多种因素影响下巷道围岩塑性区范围和洞周位移的变化规律,对巷道围岩进行了弹塑性理论分析。对围岩应力场和渗流场进行耦合分析,基于统一强度理论和非关联流动法则,推导出多种因素影响下深埋圆形巷道围岩应力、位移和塑性区半径的解析计算式。结合工程实例进行计算分析,结果表明:中间主应力参数、围岩侧压系数、初始孔隙水压和剪胀角对围岩塑性区径向位移和塑性区范围均有显著影响,但影响规律各不相同;考虑中间主应力作用时,其他各因素的影响效应减弱。综合考虑以上各因素对围岩稳定性的影响,计算结果更加接近工程实际情况。; 刘波刘璐璐张功冀文欢魏丙臣; 关键词：围岩位移中间主应力侧压力系数剪胀角

扩大头锚索在饱和粉细砂层中的受力特性被引量：13: 2016年; 对于特殊复杂的地质条件以及对变形要求较高的地下工程,扩大头预应力锚索有效利用扩大头前端土体抗力,提高锚索的承载能力和支护结构的抗变形能力,是一种较为理想的支护方式。扩大头锚索的理论研究与设计滞后于工程经验,基于弹性理论,通过研究扩大头前端土体受力状态与土压力的关系以及锚固土体接触面的应力状态,分析了土层变形过程中锚索的受力特性,建立了扩大头预应力锚索在土体变形过程中的力学模型,通过实例验证了公式的适用性,为研究与评估施工过程中扩大头锚索的整体受力情况提供了新的思路。; 刘波张功杨伟红任鑫宋常军; 关键词：扩大头锚索土体变形应力状态

基于变渗透系数的深基坑单井抽水沉降研究被引量：8: 2014年; 地下水抽采是造成地表沉降的重要原因。基于弹性多孔隙介质Konzeny-Carman渗透模型,考虑地层在抽水过程中变形导致土层内部物理力学性质的改变,建立了基于土体应变的变渗透系数模型,并引入了渗透影响系数概念。运用有限元多物理场耦合软件COMSOL建立模型,采用Darcy渗流模式与弹性多孔隙介质完全耦合方法,研究了抽水过程中地层沉降量与渗透影响系数以及渗透系数的变化规律,并与实测沉降值进行对比。研究表明,采用考虑土体变形的变渗透系数模型所计算的沉降量与实测沉降变形较好地吻合,该模型能更好地反映抽水过程中沉降动态过程。; 刘波张功江永华张民程宋常军; 关键词：抽水沉降量

基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解被引量：5: 2016年; 对TBM斜井围岩应力场和渗流场进行耦合分析,基于统一强度理论对斜井围岩进行弹塑性力学研究,考虑中间主应力、侧压力系数、斜井倾角和渗流作用的影响,推导出TBM斜井衬砌和围岩中应力、位移解析表达式及塑性区半径计算式。结合工程实例计算分析,结果表明考虑中间主应力作用时,围岩自身稳定性得到增强;在二向非等压状态下,围岩侧压力系数、斜井倾角和渗流作用会对围岩塑性区分布和应力大小产生不同程度的影响。研究结果为渗流条件下TBM斜井施工及安全性评价提供了理论依据,具有工程参考意义。; 刘波刘璐璐徐薇张功魏金鹏刘仁江; 关键词：中间主应力侧压力系数渗流作用

砂质泥岩在低温劈裂试验中的声发射研究被引量：8: 2016年; 砂质泥岩在低温环境中的物理力学特性和损伤破坏对于西部富水深部竖井工程建设有重要的研究意义。依托内蒙古鄂尔多斯梅林庙矿区工程,选取深约690 m的砂质泥岩为母材,研究3种温度(26℃,-10℃,-20℃)下砂质泥岩在巴西劈裂试验中的力学特性,并运用声发射仪,选取声发射能量、幅度以及峰值频率参数,分析其在不同温度试验中的变化规律。结果表明,温度对于砂质泥岩的劣化影响明显,-20℃时砂质泥岩的劈裂强度较常温及-10℃时分别减少了37.47%和29.2%。常温下砂质泥岩加载初期存在裂隙压密过程。声发射3个参数在试验过程中的变化相互验证,可以描述岩石破坏的全过程。基于累计声发射能量的损伤演化较好反映了岩石内部裂隙产生–扩展–汇集–贯通–破坏的过程,为人工冻结工程中损伤程度的评估以及预防冻结过程中渗水淹井问题提供了新的思路。; 刘波张功李守定李晓徐薇杨伟红; 关键词：岩石力学

鄂尔多斯深部富水砂岩冻结强度的试验研究被引量：5: 2017年; 研究冻结条件下深部岩石的力学特征,对西部超深立井冻结壁厚度以及掘进段高的设计具有重要意义。本文以鄂尔多斯某立井冻结工程为背景,以深部富水地层中典型的中砂岩为研究对象,基于细观放大图像分析了岩石的粒径和孔洞分布特征。在-5℃、-10℃、-15℃条件下对冻结中砂岩进行了三轴压缩试验,并在26℃、-10℃和-20℃条件下进行了巴西劈裂试验。试验结果表明:冻结中砂岩的抗压强度随着温度的降低而线性增加,增加幅度最大为27.29%,但随着围压的增加,温度的影响有所减弱;冻结中砂岩内摩擦角φ和黏聚力c也随温度降低而增加,最大增加幅度分别为12.54%和18.69%;温度从26℃降至-10℃,中砂岩抗拉强度从0.73 MPa增至1.59 MPa,增加118.18%,但当温度继续降低,抗拉强度变化较小。中砂岩强度在冻结后随着温度的降低而增加,但增加幅度有限,此类地层中冻结壁厚度设计以满足封水效果为主,立井中心温度不必过低。; 刘波刘念李东阳张功邓和浪王健汤世杰; 关键词：单轴压缩试验三轴压缩试验强度特征

饱和粉细砂层锚索预应力变化规律监测分析被引量：11: 2014年; 锚索的预应力损失在工程建设中不可忽视,工程的场地环境条件成为影响锚索预应力损失的主因。饱和粉细砂层较其他地质条件更为复杂敏感,更易引起锚索预应力值的损失。通过对廊坊市某深基坑工程锚索预应力值的实时监测,结合工程环境,分析饱和粉细砂层中造成锚索预应力值变化的原因。结果表明,施工过程、张拉过程以及环境因素都影响锚索预应力的变化,其中开挖过程的影响最明显,预应力值的变化率最大值达79.1%;瞬时卸载造成预应力值22.8%~59.2%的损失。对饱和粉细砂层中锚索预应力变化规律的研究分析结论可为类似地质环境的工程建设提供经验。; 刘波张功周浩亮李东阳娄学谦黄冕王学庆; 关键词：锚索预应力损失深基坑

饱和粉细砂层变形对锚索预应力影响规律研究: 2014年; 土层变形是造成预应力值波动甚至失效的重要原因.利用载荷位移传递函数,基于弹性理论建立了饱和粉细砂层变形过程中锚索受力模型,通过实例研究了锚索预应力值在施工过程中的变化规律及锚固体在地层变形中的受力特性,结果表明锚固体接触面剪切刚度,锚索倾斜角度以及锚固体直径都是影响锚固体内力及接触面剪切应力的重要因素,为类似的预应力锚索支护工程的设计施工提供经验.; 刘波张功刘清楠黄冕江永华周浩亮; 关键词：预应力锚索锚固体

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张功