基于突变理论的深井巷道临界深度

通过现场观测和分析，认为存在一个使巷道围岩发生显著变形的临界深度。将埋深超过此临界深度的巷道定义为深井巷道。应用弹塑性力学理论建立了巷道围岩系统的势能函数，进而用突变理论方法建立了巷道围岩系统尖点突变模型，从而提出了一种确定巷道临界深度的方法，为深井巷道支护设计提供了参考，并给出了工程实例。     

灰色理论在围岩变形预测中的应用

以胡子冲隧道的围岩变形预测为例,论述了利用灰色理论系统,对隧道围岩压力与初期支护相互作用过程的共同变形进行预测,得到了一个随时间变化的数据列,通过灰色理论来预测初期支护完成后围岩变形情况,以便更好的解决围岩变形的控制问题。     

软弱破碎围岩隧道锚喷钢架联合支护的复合拱理论及应用研究

初期支护以锚杆、喷层、钢筋网与钢拱架联合支护的方式在软弱围岩和不良地质的隧道建设中已经得到广泛运用,但目前对于这种联合支护的力学承载机制缺乏深入研究,特别是对于联合支护的承载能力及与围岩相互作用没有量化的解析式。根据围岩与支护相互作用特点,运用组合拱理论,针对隧道围岩中锚喷网和钢架联合支护的特点,建立由以系统锚杆为支护外拱和喷层与钢架的支护内层拱所共同构成的复合拱的力学模型;根据隧道围岩的弹塑性理论、衬砌的支护结构理论以及全长锚杆的锚固界面层模型,推求联合支护结构的承载力与围岩变形的相关解析式;并结合云南省麻昭高速公路打堡寨2#隧道,利用现场监测位移求解了内、外层拱各自承载能力,经由计算结果表明,以钢架和喷层组成的内层支护拱在软弱破碎围岩中起主要承载作用。     

矿井支护系统可靠熵研究

把矿井“围岩-支护”系统看作是一个围岩稳定性变化的信息源，而把矿井支护系统可靠性看作是一个信息的采集、传输、加工和反馈的处理过程。分析了信息熵与矿井可靠性之间的关系。得出可靠熵的概念。根据信息熵是系统不确定或无序程度的原理，建立了矿井支护系统可靠熵模型与计算方法，它是系统平均可靠性的度量。将此方法应用到实践当中，取得了非常好的效果。     

巨跨超扁平地下洞库施工围岩应力场扰动规律研究

针对目前洞库开挖全过程的围岩应力-应变的长期监控测量以及围岩应力-应变解析解的研究的不足,该文依托某巨跨洞库工程,通过布设监测断面对洞库开挖的整个过程中围岩的应力场及应变场的变化进行了长期监测。采用数值模拟方法对3种开挖方式开挖过程中围岩应力场的变化进行了分析。同时,采用复变函数理论结合柯西积分方法,给出了巨跨洞库围岩应力及位移计算方法,得到了巨跨洞库围岩及支护结构的应力解析解。研究表明：巨跨超扁平隧道起拱线截面易产生较大应力集中现象;在开挖过程中洞周岩层劣化会引起应力空间转移;双岩柱开挖法能够充分发挥锚索等支护结构的承载力以及围岩自承载能力。     

旧城保护更新的理论与方法探讨--以广州为例

旧城的保护与更新是涉及城市系统各个方面的复杂问题，本文在回顾国内外有关理论和方法后，引出旧城改造的环境观理论，即城市的本质是人与环境的巨系统，并提出了一系列的观点与方法。     

基于3D的深埋隧洞开挖支护系统优化设计研究

针对某水电站的引水隧洞Ⅲ类围岩的开挖与支护进行了数值计算，并提出了相关的优化设计建议。现场开挖和计算结果表明，隧洞围岩稳定性较好，塑性区扩展深度也较小，即便考虑锚杆的安全储备，目前系统支护的锚杆长度也偏保守。本文附带论述了初期支护的方法。     

网壳锚喷支护理论分析及其在兖州矿区的应用

跨采及软岩巷道地压强度高、变形强烈,支护较为困难。传统支护方式成本高、工艺复杂。根据地面大跨度板壳原理设计出网壳结构,该结构稳定性强,能承受较大变形地压及冲击荷载。钢筋网壳结构是巷道支护工程中一种新型的支护形式,既可在巷道内单独组装对围岩进行连续支撑,又可先撑后喷,在围岩表面形成半刚性钢筋混凝土薄壳衬砌结构。能承受强大变形地压及采动荷载,达到用较少材料又提高喷层支撑能力与让压的目标。介绍了钢筋网壳锚喷支护的技术特色与支护原理,并对其进行理论分析,推导出钢筋网壳锚喷结构的计算模型及其内力与主要应力的计算表达式。完成了室内整架载荷试验,成功应用于兖州矿区跨采巷道。     

城市系统视角的智慧人居理论与技术规划原则

多学科领域自20世纪中叶以来针对系统科学开展了理论研究与技术探索。城市系统作为复杂开放巨系统的典型代表,得到规划学、管理学、工程学、地理学、信息学、计算机科学的关注。随着城市发展与科技进步,针对城市系统涌现出聚焦智慧人居的规划理念、技术方案和实践案例,但由于缺乏理论指导,目前面临信息爆炸、数据壁垒、开发无序、伦理缺失等挑战。本文以城市系统视角阐述数字城市、智能城市、智慧城市等概念溯源与演进,从复杂系统体系、社会-技术系统、信息系统三个层面对智慧人居进行理论梳理。鉴于当代城市系统的特殊性,本文探讨了技术规划应对系统复杂问题的重要意义,提出多系统可持续、以人为本、信息完整原则,以期指导未来智慧人居建设。     

煤矿巷道锚杆支护应用实例分析

 在分析锚杆支护作用机制的基础上,提出高预应力、强力支护理论,强调锚杆预应力及其扩散的决定性作用;指出对于复杂困难巷道,应尽量实现一次支护就能有效控制围岩变形与破坏;介绍煤矿开发出的锚杆支护成套技术,包括巷道围岩地质力学测试技术、动态信息锚杆支护设计方法、高强度锚杆与锚索支护材料、支护工程质量检测与矿压监测技术,以及锚固与注浆联合加固技术;在分析煤矿巷道类型与特点的基础上,介绍高预应力、强力锚杆支护理论与技术的典型应用实例,包括千米深井巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、大断面开切眼、深部沿空掘巷与留巷、采空区内留巷及松软破碎硐室加固。基于这些复杂困难巷道的特点与地质力学测试结果,进行巷道支护设计,通过矿压监测数据分析与信息反馈,评价支护设计的合理性与围岩稳定性。实践表明,采用高预应力、强力锚杆支护系统,必要时配合注浆加固,能够有效控制巷道围岩的强烈变形,并取得良好的支护效果。     

基于开挖卸荷效应的地铁隧道施工过程数值分析

 在地铁隧道实际施工过程中,围岩处于加、卸载的复杂变化过程中。隧道的开挖与支护过程是一个多步骤的、且上一步开挖都会对随后的各次开挖产生影响的复杂过程。依据地下工程问题的特点,即“先受力,后开挖,再支护”,描述并模拟地铁隧道开挖卸荷效应下的真实施工过程。对地铁隧道施工中开挖卸荷效应进行详细分析,提出模拟地铁隧道开挖卸荷效应的四阶段模拟方法。以北京地铁8号线二期01标段西清区间隧道为工程背景,对地铁隧道盾构施工真实过程和开挖卸荷效应进行数值模拟与计算。分析开挖面支护力、支护时机、填充注浆以及考虑与不考虑开挖卸荷效应等因素对地铁隧道开挖与支护的影响,获得基于开挖卸荷效应的地铁隧道盾构施工的围岩–支护作用机制。     

武汉某深基坑在开挖过程中的变形性状分析

武汉协和医院外科病房大楼基坑场地狭窄、周边环境严峻、地下水位高、基坑土性差、开挖面积及深度大,基坑采用了上部放坡卸载、钻孔灌注桩排加三排预应力锚杆的支护体系,地下水采用悬挂式竖向隔渗墙和坑内中深井降水相结合的处理措施,并运用信息化施工管理技术,对周边环境及支护体系在施工期间进行了监测,基坑的支护变形及周边构筑物的沉降变形随着降水、开挖而有规律地变化,在地下室底板浇注完成后,基坑逐渐趋于稳定状态。     

向家坝右岸地下电站尾水系统关键技术

向家坝右岸地下电站尾水系统工程规模巨大,受地形和地质条件的限制,工程的设计和施工面临诸多技术难题。根据工程实际情况,通过数值计算、物理模型试验等手段,制定“变顶高尾水洞”、“两机合一洞”等较为先进的设计方案,以及“先挂顶,再下挖”、“洞内开洞”等较为特殊的施工方法;利用安全监测指导施工,确保工程安全;开挖结束后,围岩变形趋于稳定,顶拱实测最大变形为13.25 mm,与理论值15.72 mm较为接近,说明开挖支护的设计参数合理,施工程序和方法达到预定目的。     

与环境协调的城市地下工程开挖问题分析

伴随着全球经济的发展和城市化进程的加快,地下空间作为一种新资源的开发和利用,已经进入空前发展的时期.但是,地下空间的大规模开发、利用,给人类生存环境造成了一系列的消极影响.随着环保意识的加强,人类逐渐认识到"先污染、破坏,后治理、恢复"的老路已经不再适应当今社会的发展.当今社会是一个注重人类活动与环境和谐的社会.基于此,文章提出了与环境协调的地下开挖,围绕如何使地下开挖对周围环境造成的损害最小,展开了一些探索性的研究,其目的在于使地下开挖与周围环境相协调,确保地下开挖与环境系统达到最优化.     

A theoretical approach for analysis of the interaction between grouted rockbolts and rock masses

Rock-support interaction concepts, which are applied to support systems such as concrete linings and ungrouted rockbolts, cannot be applied to grouted rockbolts, because of the nature of the structural interaction of the rock mass and grouted rockbolts. In this paper, with consideration of a non-linear strength criterion for rock mass and on the basis of two material behavior models and rock-support interaction concepts, corresponding relationships are derived. In this method, the equation of the ground response curve which has been reinforced with grouted rockbolts is also derived for a circular underground excavation under hydrostatic stress field. Because of algebraic complexity, it is not possible to obtain closed-form solutions; therefore a computer program was prepared for solving the problem on the basis of numerical methods.     

开挖作用对基坑周围地层工程性质的影响

针对基坑工程中地层的应力-应变关系和抗剪强度指标等工程物理特性，由于开挖施工作用而发生不同程度的变化这一现象，提出了开挖作用分区的新概念，并用新的应力路径分类方法来表达这种分区。由此，研究了开挖作用对基坑周围地层的影响规律，为深入研究基坑工程的设计理论和施工稳定性开辟了一条新途径．     

地下洞室开挖数值模拟分析

以某地下洞室施工为例,通过关键点小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析了开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响,数值计算表明,开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,需及时支护,且通过支护方案比选,确定了经济合理支护方案。     

以相邻基坑桩锚支护体系为支护背拉体系的某基坑的设计及监测

介绍与周边地下室相距较近的某24m深的基坑支护。通过利用相邻基坑的桩锚支护体系作为新基坑排桩支护的背拉结构体系,不仅可解决新基坑支护难题,也可大大节省工程造价。从基坑开挖到回填的整个施工过程中(10个月),对该基坑的桩顶位移、桩身钢筋应力及锚杆拉力进行监测,建立有效的基坑变形预警系统,以指导在基坑围护中采取积极有效的措施,保证基坑在桩背后消防水管意外漏水和台风暴雨等突发事件中的安全。     

地下工程平衡稳定理论

地下工程建设的核心,就是围岩与支护共同作用在任何状态或过程都要达到稳定平衡,确保地下工程"基本维持围岩原始状态".地下工程平衡稳定理论体系是用于实现这一目标的关键.平衡稳定理论,是理论体系的核心;减小对围岩原始结构扰动的地下工程开挖能量最小原理、对具有稳定性缺陷围岩及时支护的强预支护理论、减小连拱隧道与小净距隧道开挖相...     

白鹤滩水电站地下厂房开挖过程微震特征分析

 白鹤滩水电站左岸地下厂房规模巨大,开挖卸荷导致局部围岩破坏问题突出。为研究开挖扰动下围岩破坏演化机制及变形机制,通过构建微震监测系统,开展地下厂房开挖卸荷过程微震实时监测。监测结果表明：(1) 微震活动与爆破开挖密切相关,地下厂房第一层开挖过程中,形成3个潜在失稳区域：主厂房4#与5#机组之间下游侧拱肩、主厂房6#与7#机组之间上游侧拱肩和主厂房8#机组顶拱至主变室顶拱的条带状区域。(2) 开挖强度以及断层构造主导下聚集的微震事件矩震级、Es/Ep等参数特征有所差异,由此引起的围岩潜在破坏形式不同,微震活动特征可为微震聚集区围岩提供针对性施工参考。(3) 局部围岩外观变形前的数日内,微震事件在该区域迅速聚集,同时视应力显着增加,累积视体积基本稳定。研究结果可为白鹤滩水电站左岸地下洞室群后期开挖和支护提供重要参考。