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期刊信息/Journal information
地下空间与工程学报
地下空间与工程学报

张永兴

双月刊

1673-0836

dxkjbjb@126.com

023-65120728；65127291；65120727

400045

重庆市沙坪坝重庆大学B区岩土工程研究楼二楼

地下空间与工程学报/Journal Chinese Journal of Underground Space and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是有关城市地下空间开发利用的综合性科技刊物，旨在通过对国内、外地下空间开发利用新成果的交流，并兼论与之相关的地下工程与基础工程的科技问题，以促进我国地下空间的合理开发利用，实现城市建设的可持续发展。本刊具有内容广泛、深入浅出、理论与实践相结合，可为从事规划、土建、人防、地铁、隧道及岩土工程研究等有关专业人员提供有价值的信息。
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    循环荷载下砂土滞回曲线形态特征的定量研究

    宋东松刘红帅陈佩云
    449-459页
    查看更多>>摘要：以福建标准砂(粒径0.5～1.0 mm)为试验对象进行动三轴试验,研究了围压、相对密度、振次对砂土滞回曲线的影响.分别采用滞回曲线长轴斜率K、滞回曲线的面积S、滞回曲线压拉半轴面积差S'、不闭合程度σP以及短长轴比α对福建标准砂滞回曲线形态特征进行定量描述.结果表明:K随着应变增大而减小;当应变较小(＜0.1％)时,随振次的增大K值逐渐增大,但当应变较大(＞0.1％)时,K值随振次的增大而减小;围压对K值的影响比较明显,K值随着围压的增大而增大,而相对密度影响则较小;在应变(＜0.1％)发展前期,围压和相对密度等对砂土的滞回曲线S、S'、σp基本无影响,而随应变的增大,S、S'、σp逐渐增大,但它们都随振次的增大在逐渐减小;α随着应变的增加先减小后呈指数增大,其应变转折点随围压的增大在逐渐后移,α随着围压的增大而减小,但随着振次的增大而增大,相对密度对α的影响规律不明.

    砂土滞回曲线形态特征损耗模量刚度

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    冻融作用下冰碛体剪切特性与围岩压力研究

    陈志敏刘耀辉李宁
    460-470页
    查看更多>>摘要：冰碛体是由冰川作用搬运大量碎屑物质堆积形成的特殊岩土体.受赋存的地理及气候条件影响,冻融作用会对穿越该类围岩的隧道尤其是洞口段的工程建设带来挑战.笔者调研了中国西藏地区冰碛体围岩地质条件,设置冻融循环直剪试验研究了冻融循环次数与含水率对冻结冰碛体的力学特性和力学指标影响,引入冻融次数与含水率综合参数K,拟合得出黏聚力c公式.结果表明:冻融循环和含水率对冰碛体黏聚力c有较大影响.改进了太沙基理论,提出了适用于冰碛体围岩隧道洞口段的围岩压力计算公式.以昌林铁路某隧道为例,计算不同条件下的围岩压力,验证了公式的合理性.研究发现:冻融循环和含水率是影响冰碛体力学性能变化的重要因素,冻融作用对洞口段隧道围岩压力有不同程度的影响,在工程建设中应充分考虑.

    冰碛体冻融循环直剪试验围岩压力

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    岩石平面应变状态辨识特征与精度控制

    温嘉琦汤雷
    471-479,506页
    查看更多>>摘要：水工隧洞等地下工程围岩可视为处于平面应变状态,为了认识岩石平面应变状态辨识特征,开展了系列离散元岩石力学试验.首先,阐述岩石平面应变试验的意义及问题;然后,通过实验室单轴结果标定一类花岗岩参数,从"数据"和"损伤"两方面分析了岩石平面应变状态的辨识特征;最后,探索了岩石平面应变试验侧限装置的精度控制阈值.结果表明:(1)通过分析平面应变压缩下岩样轴向应力、侧限墙应力、裂纹发育趋势,给出了 3个特征数据点,揭示了岩石从损伤到破裂的阶段性变化过程;(2)平面应变压缩过程中的3个特征点界定了试样裂纹发育的演化规律;裂纹从零星分散发育到局部化发育,然后开始深化连通直到试样破裂;(3)建议岩石平面应变试验的侧限装置的位移允许值取单轴峰值点对应的单向侧应变,在该阈值控制下获得的"半平面应变状态"的特征点与"完全平面应变状态"的特征点基本吻合.

    岩石平面应变状态岩石损伤特征点微裂纹发育侧限装置离散元法

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    酸作用时间对页岩微观特征和力学性质的影响

    柳兵党炜聂毓斌
    480-487页
    查看更多>>摘要：为探究页岩性质随酸性溶液作用时间的演化规律,采用CT扫描、核磁共振技术和单轴压缩实验对不同时间(0～80 d)处理后页岩的孔隙特征和力学性质演化规律进行了表征和分析.结果表明:由于矿物的溶蚀作用,随着酸溶液浸泡时间的增加,页岩基质中逐渐形成新的细观裂缝并不断扩展,页岩的总孔、大孔和中孔孔隙度逐渐增加,而微孔孔隙度逐渐减少;分形维数随酸溶液浸泡时间的增加逐渐递增,页岩的孔隙结构越来越复杂;酸性水溶液下孔隙度增大增强了页岩的损伤变量,最终导致了页单轴压缩强度和弹性模量弱化.

    酸性溶液微观结构页岩化学溶蚀分形维数

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    冲击荷载作用下地铁隧道盾构管片破坏特性

    张震姚颖康贾永胜谢全民...
    488-496页
    查看更多>>摘要：为了研究冲击荷载下地铁隧道盾构管片的破坏特性,采用轻气炮试验和动力有限元数值模拟相结合的研究方法,对冲击荷载下盾构管片的破坏情况进行分析,通过分析管片单元的应力状态研究了冲击荷载下盾构管片的破坏机理.结果表明:以冲击位置为中心,盾构管片试件表面径向主要受压,环向主要受拉,相同位置压应变大于拉应变;不同速度子弹冲击下,管片正面冲击坑水平方向及竖直方向尺寸相差不大;随着子弹速度的增加,管片正面冲击坑尺寸不断增大,冲击坑的深度不断增加,冲击坑等效直径增长随子弹冲击速度增加呈"三段式";沿着子弹冲击方向,盾构管片试件单元应力状态从三向受压变化到三向受拉,盾构管片冲击正面混凝土受压破碎,盾构管片冲击背面发生受拉破坏.研究结果可为管片抗冲击设计提供一定的理论基础.

    冲击荷载地铁盾构管片破坏特性轻气炮试验数值模拟

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    大直径盾构隧道新型纵缝接头抗弯性能试验研究

    柳献师一鸣胡秋斌曹伟飚...
    497-506页
    查看更多>>摘要：纵缝接头是盾构隧道受力性能的薄弱部位,管片接头的形式直接影响盾构隧道的力学性能.目前国内的盾构隧道纵缝接头使用的连接件多为螺栓,新型纵缝接头使用了 一种新的连接件—滑入式连接件,此种接头在大直径盾构隧道中的受力性能有待研究.本文以新型纵缝接头为研究对象,针对两种不同型号的滑入式连接件,采用模型试验的方法探究了大直径盾构隧道新型纵缝接头的受力性能,通过理论分析计算了新型纵缝接头的极限承载力,并比较分析了传统螺栓纵缝接头和新型纵缝接头的受力性能.结果表明:新型接头衬砌管片的薄弱部位在连接件周围的混凝土区域;滑入式连接件的型号直接影响新型纵缝接头的受力性能,两种接头中连接件尺寸较大的接头转角刚度相较于连接件尺寸较小的接头转角刚度增加了7.2～169.5％,极限承载能力增加了 69.9％;新型纵缝接头比螺栓接头有更高的转角刚度,受力性能更好,适用于大直径盾构隧道.

    盾构隧道管片接头滑入式连接件抗弯刚度受力性能

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    电渗热固结处理顶管废弃泥浆的减量化研究

    王炳辉栾佶张雷金海晖...
    507-517页
    查看更多>>摘要：针对顶管废弃泥浆渗透性差、含水率高、承载力低等特点,采用电渗热固结法对其进行减量化研究,并探究不同温度条件下电渗热固结的处理效果.选取EKG电极板作为电极,分析在40 ℃、60 ℃、80 ℃等不同加热温度下,泥浆固化过程中的排水量、排水速率、温度、电流等参数的变化趋势,对比电渗热固结前后泥浆的物理力学特性变化.结果表明:电渗热固结能够有效促进泥浆的排水,提高固结效率,降低含水率,增强固化泥浆的承载力和抗剪强度;在其加热到一定程度时,裂缝进展过快,泥浆导电性减弱,加热效率降低,且加热的温度越高,加热效率越低;电渗热固结对顶管废弃泥浆减量化应用具有一定的有效性与可行性.本文的研究成果可为其实际工程应用提供借鉴与参考.

    电渗热固结顶管废弃泥浆温度加热效率含水率

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    基于新型接头的装配式地铁车站力学性能研究

    昝子卉王冉
    518-526页
    查看更多>>摘要：装配式车站可有效提高地铁工程建设质量和效率,是城市轨道交通高质量发展的趋势.本文以深圳地铁首个采用新型C-H-C接头的全新装配式车站为背景,进行了装配式地铁车站静力模型试验,在此基础上使用有限元软件ABAQUS建立装配式地铁车站整体框架有限元模型.通过弹簧-实体接触模拟C-H-C接头的非线性特性,采用非线性弹簧模拟土-结构相互作用,建立地层-结构非线性相互作用有限元分析模型,对不同设计荷载工况下的结构静力反应进行数值模拟.结果表明:通过与模型试验结果进行对比分析,验证了数值模型的合理性;相较于低水位工况,高水位工况结构底板的内力、变形显著增大,底板设计时应按照压弯构件考虑;内力主要通过顶、底角点构件接头传递,且主要受接触面积影响.本文成果验证了基于新型C-H-C接头的装配式地铁车站受力合理可行.

    装配式车站C-H-C接头整环试验受力分析

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    滚轮式PDC钻头工作机理的试验研究

    黄奎林李华宋东东王云田...
    527-534,555页
    查看更多>>摘要：针对页岩气钻采中定向钻进的PDC钻头扭矩波动大、冲击振动大、工具面不稳定等问题,笔者提出一种刀翼上设置有双侧支撑的滚轮新结构钻头,通过滚轮单元破岩实验以及全钻头钻进破岩实验来开展新型钻头减扭、缓冲机理研究,主要研究6种滚轮轮廓形状、4种滚轮的吃入深度、6种滚轮径向位置、7种PDC齿相对高度等因素对新型钻头扭矩、钻压的影响规律.结果表明:6种轮廓滚轮的等效摩擦系数均低于PDC齿,且为PDC齿的18.65％～43.73％,得出滚轮减扭能力高于PDC齿;6种不同径向位置的滚轮缓冲能力均强于PDC齿,为PDC齿的1.59～9.17倍,滚轮式PDC钻头的扭矩为常规PDC钻头的71.72％～98.33％;随着滚轮与PDC齿相对高度的减小,钻头扭矩逐渐减小,滚轮钻压的占比也逐渐增加,钻头减扭能力、缓冲能力均增加,为适用于页岩气钻采的新型钻头产品设计与研制提供理论支撑.

    滚轮PDC钻头减扭机理减振机理试验研究

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    富水软土基坑组合式冻结加固模型试验研究

    亓源水岳祖润孙铁成张松...
    535-545页
    查看更多>>摘要：近年来随着环保理念的贯彻和对城市水资源保护的重视,许多地区对地下水抽排进行限制,导致大量基坑工程必须寻找新的止水方式.对此,"地下连续墙+水平冻结封底"的组合式冻结加固被提出,利用模型试验对其在不同水压地层中可行性和差异性进行了分析,验证了该支护方式的可行性.结果表明:(1)随着水头高度的增大,冻结壁水分补给速率有所提升,冻结壁交圈时间与地层水头高度呈正相关,而冻结壁厚度与地层水头高度呈负相关关系.(2)临时竖井受地层冻结影响,会有明显冻胀压迫作用,伴随冻结壁发育,冻胀力最终降至某一特定值,并趋于平稳,且其峰值与水头高度成正相关关系;(3)模型试验中冻结壁上部土体的最大位移点位于土体35 cm深度位置,其位移数据为2～3 mm;(4)基坑开挖期间,冻土帷幕的温度随着基坑的开挖和积极冻结的双重作用下能够维持相对的平衡,整个冻结壁保持基本稳定状态.研究成果可为该支护方式在基坑工程中的应用提供理论支撑.

    基坑工程冻结温度场模型试验冻结法基坑开挖

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