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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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    软岩地基斜锚-短桩复合基础水平承载性能研究

    向城名田雷侯中伟乾增珍...
    1275-1285页
    查看更多>>摘要：针对山区输电线路岩石地基斜锚-短桩复合基础这一新型基础型式,采用有限元方法构建并验证计算模型,并进一步以短桩的桩径及其嵌岩深度、斜锚长度、斜锚连接节点距地表深度为参数,开展嵌岩短桩及斜锚-短桩复合基础抗水平承载性能对比研究.基于斜锚-短桩复合基础水平荷载-位移曲线初始弹性段、弹塑性过渡段和直线破坏段的三阶段变化特征,确定了各基础相应阶段的水平承载力.研究岩体及桩身截面混凝土应力分布特征、斜锚与短桩连接节点位置对斜锚-短桩复合基础抗水平承载性能的影响规律,结果表明:斜锚与岩体间的黏结锚固作用可将基顶水平力转化为斜锚拉力,使水平荷载传递至斜锚周围及短桩桩端以下的岩体,进而有效提高斜锚-短桩复合基础水平承载性能.通过优化斜锚连接节点距地表深度,可减小桩径及其嵌岩深度同时满足相应基础抗水平承载力设计要求,从而有效降低基础施工难度,提高基础安全性.

    斜锚-短桩复合基础输电线路水平承载力数值模拟岩石地基

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    基于离散裂隙网络的围岩注浆加固规律研究

    钟杰李博宋振宇邹良超...
    1286-1297页
    查看更多>>摘要：基于输水隧洞裂隙围岩特征建立了二维离散裂隙网络模型,将宾汉姆流体在单一饱和裂隙中的两相流本构扩展到裂隙网络,模拟浆液在裂隙岩体中的流动扩散过程,得到不同注浆时间下注浆圈的形成范围;将注浆圈导入三维裂隙网络模型,基于水力耦合计算研究了在衬砌和注浆加固下,隧洞围岩的应力、变形与水压分布特性.结果表明:围岩注浆圈几何形态受裂隙分布特征的影响,呈各向异性分布;衬砌可有效控制围岩变形,相比无衬砌的工况隧道最大位移量减少了约50％,而注浆圈的形成可有效降低作用在衬砌上的围岩应力,缓解由外水压力引起的应力集中.本文成果可为富水岩体中隧道和地下洞室等深地工程的加固设计提供技术支撑.

    裂隙网络隧洞衬砌外水压注浆水力耦合特性

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    基坑群开挖引起邻近隧道附加应力研究

    刘子涵王宏谦张凯邓稀肥...
    1298-1308,1381页
    查看更多>>摘要：基坑开挖卸载会导致邻近地铁隧道产生附加应力,附加应力过大时会造成隧道失稳,进而影响地铁运营安全.为了研究基坑群开挖引起邻近隧道附加应力变化规律,首先利用Mindlin理论解推导所得的隧道附加应力计算公式,然后依托杭州某邻近地铁隧道的基坑群开挖工程对所推导的公式进行验证.在此基础上分析了隧道埋深、隧道-基坑水平距离、隧道-基坑夹角3个因素对附加应力分布规律的影响.根据不同埋深、不同隧道-基坑水平距离下计算结果,结合规范对群坑开挖产生的危险区域进行了划分.结果表明:(1)随着隧道埋深增加,其竖向附加应力会逐渐增大,水平附加应力会逐渐减小,竖向、水平附加应力均会随隧道-基坑水平距离增加而减小;(2)基坑群开挖时,随着隧道-基坑水平距离增加,埋深对于竖向附加应力影响系数逐渐减小,对于水平附加应力影响系数会出现先减小后增加的趋势;(3)竖向、水平附加应力随着隧道-基坑夹角增加而增大,隧道所受附加应力主要由与其距离最近的基坑开挖产生;(4)随着隧道-基坑距离增加,群坑开挖时竖向附加应力减小率比单个基坑开挖时小,水平附加应力减小率与单个基坑开挖相比会有所增加.

    基坑群隧道附加应力Mindlin理论解危险区

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    冲-切混合钻头工作动态分析与破岩效率研究

    谢荣斌崔国杰刘伟杨迎新...
    1309-1316页
    查看更多>>摘要：针对现有钻头在深部复杂难钻地层的破岩效率低的问题,本文提出冲击-刮切分离式混合钻头,冲击齿与PDC齿相互独立工作.通过有限元分析得出冲击齿先对岩石预损伤,弱化岩石性质,再依靠PDC刮切岩石,钻头通过冲击-刮切的方式切削地层,仿真结果表明,冲切方式的破岩的最大轴向力和最大切削力都有所减小,平均轴向力减小34.93 N,降低12.1％,平均切向力减小26.09 N,降低9.1％,降低PDC齿破碎比功,从而提高混合钻头的破岩效率.根据混合钻头切削齿运动特点,运用复合坐标系统分析切削齿与钻头的几何关系,进而建立切削齿的速度、加速度以及动力学方程,通过MATLAB软件来模拟混合钻头的切削齿破碎岩石的动态过程,并得到混合钻头的井底形貌以及切削齿的切削截面、切削体积、切削力等参数,为新型混合钻头的研发提供了理论基础.

    冲击-刮切混合钻头破岩效率几何运动学有限元仿真

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    超长倾斜联络通道冻结施工全过程有限元分析

    徐亚峰童俊陈玮马宏宇...
    1317-1326页
    查看更多>>摘要：在滨海软土地区开挖地铁联络通道时常采用地层冻结技术来提高土体的强度和稳定性,冻胀、管片及衬砌的应力集中、融沉等问题是冻结法施工过程中面临的巨大挑战.本文以天津地铁7号线某超长倾斜联络通道的冻结法施工为背景,使用ABAQUS软件建立三维热力耦合有限元模型,依照施工顺序对积极冻结期、维护冻结期和自然解冻期进行全过程数值模拟.结果表明:对于倾斜联络通道,地表的冻胀、融沉竖向位移均存在单向对称性,且隧道管片、倾斜联络通道衬砌应力分布非对称,在开挖支护过程中管片开口侧边中部及倾斜联络通道衬砌的尖角部分存在较大的应力集中,土体解冻后,倾斜联络通道的尖角部分和直墙拐角处应力集中值因冻胀压力释放而减小.

    超长倾斜联络通道冻结法施工全过程热力耦合有限元分析

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    基于光纤感测的急倾斜煤层采动围岩变形特征研究

    王毅杜文刚张丁丁袁强...
    1327-1333,1344页
    查看更多>>摘要：将分布式光纤传感技术应用于急倾斜煤层采场围岩变形及应力分布特征物理相似模型试验,通过在模型中沿煤层倾向布置传感光纤与沿煤层底板铺设压力传感器,实时监测模型内部变形场与应力场,并结合数值模拟分析了急倾斜煤层顶板应变分布及演化特征.结果表明:工作面上部区域应力值小于下部和中部区域,中部区域应力值最大;随工作面推进,采空区底板应力逐渐释放,应力值不断降低,采空区两侧边界煤柱下方煤层底板应力逐渐升高,且中、下部采空区底板应力恢复程度显著高于上部底板;沿煤层倾向布置的光纤应变曲线呈三段分布,具有前后2处应变波峰区及采空区对应的中部波谷区,前波峰远高于后波峰;工作面中上部顶板变形程度大于下部顶板;数值模拟与光纤检测结果一致,均表现出中上部顶板变形显著大于下部.研究弥补了物理相似模型试验监测手段短板.

    相似模拟试验急倾斜煤层底板应力变形监测光纤传感

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    基于探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别

    张军姜文涛余秋琴李有鑫...
    1334-1344页
    查看更多>>摘要：脱空病害在水泥路面中不可避免,危害路面结构安全性,迫切需要建立脱空病害区域的准确定位方法.采用探地雷达(GPR)为无损检测工具,通过GPR信号时频特征的提取和正反演实验构建了脱空病害的特征数据集,将特征集进行PCA降维,以PCA主元为输入、正常和脱空为输出分别建立SVM和ANN脱空识别模型;在获得脱空的GPR信号上提出窗口能量法判断脱空区域的深度,在实际路面上对脱空识别进行验证.结果表明:时频特征可表征脱空病害,包含病害的部分数据集更适合用于建模识别;ANN的识别准确度优于SVM,窗口能量法可有效定位脱空区域的深度,并对噪声具有一定的鲁棒性,在室内模型中定位精度平均误差1.51％.研究结果可为路面精准养护提供科学依据.

    道路工程水泥路面无损检测脱空识别探地雷达

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    基于水文地质综合勘察的隧道导水特性研究

    程小勇
    1345-1356页
    查看更多>>摘要：深埋特长隧道是高速公路建设中的关键控制性工程,查明水文地质条件和准确预测涌水量是保证施工安全的重要前提.本文以拟建的深圳外环高速公路三期工程田头山隧道为例,采用水文地质测绘、物探、钻探、水文地质试验和室内试验相结合的水文地质综合勘察方法,对隧道围岩分段分级、富水段落划分、涌水量预测等方面进行了分析研究.隧道经过向斜轴部地段,为良好的储水构造,富水段落集中在K84+680～K84+840,预测在施工时将产生大涌水,将此范围洞身段划为V级围岩,判定为主要导水岩体;隧道受断裂构造影响,富水段落中的断层带及宽张裂隙将会成为重要导水通道.进一步,在获取隧址区典型深度段岩体的渗透系数后,分别采用降水入渗系数法、裘布依理论式及古德曼经验式对隧道涌水量展开预测,表明水文地质综合勘察方法可以很好地评估隧道导水特性及估算涌水量.

    深埋特长隧道水文地质条件综合勘察技术涌水量估算

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    带井电法在城市障碍区间探测中的应用研究

    杨亮周聪王轲姚振岸...
    1357-1366页
    查看更多>>摘要：城市地下空间探测是当前浅部地球物理勘探的研究热点,城市中复杂的障碍区间给地下空间探测施工带来了极大的困难.针对城市岩土工程勘察中常见的障碍区间探测问题,本文基于带井直流电阻率法,采用数值模拟与应用试验,通过设置不同的观测数据密度,对比分析不同障碍区间宽度条件下的反演效果,开展了方法的可行性研究,分析了方法的适用范围.结果表明:带井电法的探测精度与障碍区间的跨度范围、目标深度及钻井深度等均相关,跨度越大、目标深度越大,提高探测精度所需的钻井深度越大.当障碍区间跨度超过工程钻探相关规范要求的间距时,采用带井电法可为地下空间勘察提供依据.

    城市地下空间工程勘察带井电阻率法数值模拟障碍区间

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    隧道洞外减光棚光学参数优化分析研究

    万利饶炎马非
    1367-1374页
    查看更多>>摘要：近年来越来越多的城市隧道和高速公路隧道在入洞口设置了减光棚装置,用来降低"黑洞效应"及低角度阳光眩光效应,从而提高隧道入口段的行车安全.现有的减光棚存在着路面均匀度差、明暗条纹、路面亮度不均匀等不良情况,给行车带来了一定的负面影响.在综合考虑隧道减光棚安全性和舒适性的基础上,基于光扩散板的多光源效应,提出了降低减光棚负面影响技术,构建了减光棚日光直射数值分析模型,在减光棚顶部布设光扩散板,将日光充分扩散后照射到棚下路面,从而避免太阳直射路面导致的不良现象,通过室内试验和数值分析方法进行光学分析研究.结果表明:在光扩散板的作用下路面亮度均匀度在0.7～0.95,满足设计规范要求,能避免出现明暗条纹等不良现象,保证了隧道洞口处的行车安全和舒适性;由于采用自然光线提供光通量,可以通过光扩散板的布设面积控制棚下路面的亮度等级,降低了隧道照明系统的碳排放,实现了安全、舒适与低碳环保的统一.

    隧道减光棚光扩散板安全舒适低碳

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