大变形

摘要： 大直径埋地钢管在大型引调水及水电工程中应用广泛,但施工过程中钢管易出现超出规范要求的大变形,而国内外对大变形埋地钢管的结构特性及处理措施研究较少.本文以某环变形达8.9％的埋地钢管为例,基于现场测试结果,采用数值模拟技术反演了该工程的施工过程,分析了该大变形管道若直接投入运行后的变形、应力及塑性情况,进而结合工程实际提出了水压法修复,并与传统的内撑法修复进行了比较研究.结果表明:大变形埋地钢管承受了较高的弯曲应力且管周土体支撑不足,结构承载能力较弱,荷载作用下钢管的变形和应力会大幅增加,安全风险较大.设置加劲环虽能增加钢管的抗外压稳定,但对管壁应力不利,高应力及塑性区域主要集中在管顶、管腰和管底及加劲环附近.大变形埋地钢管虽不符合规范要求,但不必更换钢管,可考虑对其进行修复,以降低钢管变形并提高管周土体模量,修复方法可采用内撑法或水压法.内撑法采用千斤顶将钢管顶圆,在顶撑区易产生应力集中,适用于管线局部发生大变形的情况;水压法利用内压复圆原理,可使管壁受力均匀,长距离管线下使用更为方便,修复后应检测并修补焊缝及防腐措施,并对运行期管道做好监测工作.研究成果可为类似工程处理及后续规范编制提供借鉴和参考.

摘要： 目前国内外软岩隧道施工出现了大量变形问题,软岩隧道变形过大将无法实施二次支护,因此软岩隧道施工初期支护参数的设置至关重要。本研究构建了基于统一强度理论的应变软化模型,并结合松动圈理论计算得到锚杆最优支护参数的计算方法。依托软岩隧道A的实际施工,使用数值模拟和现场监测两种方式,验证最优支护参数计算方法的有效性。结果表明:支护参数优化之后,隧道围岩松动圈的拱顶厚度减少了45.4%,边墙厚度减小了43.5%,说明施加支护措施能够有效遏制松动圈的进一步扩散,并且效果明显。研究提出的软岩大变形隧道最优支护参数设计方法在理论推演和工程应用中均有效,可为软岩隧道初期支护措施设计提供一定思路。

摘要： 扩展键基近场动力学模型解决了经典模型中固定泊松比的限制问题,但是仅限应用于小变形情况下的模拟。提出了一种计算键变形的实现方法,利用有限变形理论中的描述使模型能够处理几何非线性问题。通过最小二乘拟合得到物质点的局部位移场,再对位移函数求导得到局部域的变形梯度张量。固体的旋转与拉伸通过对变形梯度张量的极分解分离,从而将扩展键的变形部分从总体位移中提取。随后,通过对变形系统的各个键力进行积分,从而获得系统大变形的正确预测结果。最后,开展了几个基准测试,与非线性有限元结果进行对比并验证了所提出模型的有效性和精确性。

摘要： 地铁盾构法隧道在区间贯通后以及运营期间,由于工作井透水、周边深基坑开挖或堆载等原因,会发生隧道结构变形受损等问题,部分事故由于发生初期没有引起足够重视,导致隧道结构产生了不可恢复的大变形。某城市地铁盾构法隧道因左线接收井发生透水事故,产生了较大变形与位移,最大收敛位移达380mm。为保证区间盾构隧道的结构安全和运营安全,对此受损区段进行腰部增设钢格栅的变刚度钢圈加固修复设计,并通过三维有限元模型分析了钢圈加固形式,结果表明,其能够有效控制大变形受损盾构管片的水平和竖向变形。本文能够为今后大变形受损盾构管片的加固修复提供参考,具有较强的工程实践价值。

摘要： 滇西南地区地质条件复杂脆弱,分布有炭质板岩等特殊软岩地质,在隧道建设过程中易形成掌子面大变形、溜塌等严重的地质灾害事件,对工程建设构成了严重的威胁。本文以大临铁路白石头隧道出口现场实际情况,对施工中出现的大变形隧道支护控制措施进行了研究。总结了软岩大变形中的支护方式和控制措施,着重对超前支护措施、开挖工法、差异性预留变形量、型钢拱架型号优化、预应力树脂锚杆、掌子面预加固等措施进行了总结,研究成果对今后类似地层的隧道施工具有一定的参考意义。

摘要： 为了减少复杂地质条件下的隧道大变形,结合工程实例总结某隧道出现变形破坏的特征及原因,提出在短时间内实现初期支护封闭成环,并以长短锚杆相结合形成锚杆群作用适应大变形变化的控制方法,并从超前地质预报、微三台阶上部核心土法开挖、长短锚杆相结合施工、隧道洞内水处理、监控量测等方面对大变形控制关键技术进行分析。结果表明,该控制技术确保了隧道结构的稳定和隧道掘进安全,将变形值控制在合理的范围内。

摘要： 选择科学、合理的开挖支护方案,对复杂地质环境输水隧洞施工建设具有重要意义。文章结合某输水隧洞穿越节理破碎岩洞段的实际情况,提出3种大变形控制方案。利用现场试验的方式对提出的3种方案进行位移和主应力时程分析。从试验结果来看,方案3对围岩大变形具有较好的控制作用,为最佳施工方案,建议在工程设计中选用。

摘要： 为解决滇西北多喷发旋回喷出岩类隧道大变形的问题,本文以喷出岩玄武岩和凝灰岩作为主要研究对象,对文笔山隧道大变形进行研究,分析了国内外研究的现状、滇西北地区地质发展状况,以及地质状况对隧道变形的影响,提出相应的解决措施,为同类地质地区隧道建设提供参考。

摘要： 为解决富水条件下隧道洞口浅埋段大变形问题突出、施工难度大的问题,依托在建福州市董奉山隧道项目,对隧道断面大变形的破坏特征及原因进行了详细分析,并提出针对性应对措施。结果表明:洞口浅埋富水地段受地层、地形、水环境及施工等因素影响,大变形以拱顶沉降为主,且在开挖后较短时间里变形急剧增加;隧道大变形表现为“急剧增长-缓慢增长-趋向稳定”3阶段变化规律,急剧增长阶段主要集中在下台阶开挖之前,其围岩变形量约占整个沉降变形的75%~80%。根据大变形分析情况提出:开挖前采用“超前帷幕注浆+井点降水”的辅助加固措施,改善掌子面前方围岩施工环境;开挖中采用钢架型号加强、中下台阶大直径锁脚及上台阶大拱脚等措施,可较大程度地控制隧道大变形发展,保证洞内施工安全。相关经验可供类似工程借鉴。

摘要： 结合我国兰渝铁路、兰新铁路、成兰铁路等典型挤压性围岩铁路隧道的建设经验,系统性阐述了挤压性围岩的地质背景和构造特征,分析挤压性围岩形成的条件;探讨挤压性围岩的变形机理和变形特征;提出基于变形潜势的挤压性围岩变形等级划分标准,并研究掌子面上易操作的变形潜势判定方法,总结勘察、设计、施工阶段变形潜势划分依据;基于乌鞘岭隧道,兰渝铁路隧道等相关工程研究,提出挤压性围岩隧道设计新方法及变形控制技术。研究结果经过相关工程检验,结构长期稳定,措施安全可靠,可为类似工程提供参考。

摘要： 文章介绍了米仓山隧道岩爆、大变形的发生与发展过程,总结了米仓山隧道岩爆、大变形的主要特征,并结合地质条件,分析了米仓山隧道岩爆、大变形发生的主要原因.隧道工程开挖支护的实践中,岩体处于硬岩和软岩之间的变换才是常态,支护形式既要为围岩的地应力释放留够时间和空间也要考虑适当加强支护参数.

摘要： 大变形问题为目前国内外隧道工程方面的热点问题.针对某软岩隧道出现的严重形变破损问题,根据对该隧道发生大变形监控量测的实际数据分析与现场施工实际情况,对在高地应力下碳质片岩岩质特征的隧道发生大变形的特点进行了分析总结.得出了软弱围岩在高地应力下发生的蠕变形变在正常施工运作时易发生形变突变等特性;通过对高地应力碳质片岩隧道大变形处治方案的对比分析,对处治隧道大变形措施的实际现场效果进行了探讨,揭示了在高地应力软岩隧道中的锚杆效应达不到实用效果,总结出增设临时仰拱的双层拱架对高地应力炭质片岩隧道的大变形有较好的控制效果.

摘要： 针对木寨岭隧道的大变形问题,通过对不同围岩及支护参数下的变形值的分析，初步得出适合其正洞的支护参数，并用以指导正洞施工，在控制变形上取得了一定的成效。但对变形机理的分析仍是今后需要解决的问题。

摘要： 文章阐述了十天高速略阳连接线金洞隧道围岩变形情况及原因分析，介绍了以监控量测和针对不同围岩采用不同支护参数及其取得的成果，其中包括：在传统三台阶法基础上摸索出一套适合于单心圆隧道的三台阶九步开挖方法；根据围岩变形特性，在软弱围岩破碎带创新采用了双层柔性支护+混凝土衬砌有效地控制了围岩大变形：混凝土衬砌开裂段首次采用大管径注浆管注浆稳定了衬砌基础。

摘要： 蠕动驱动器在生物医疗、空间技术、微流体设备和机器人等众多领域有着不可替代的作用.其中由涂有柔性电极的介电弹性体(Dielectric Elastomer)制造的新型线性蠕动驱动器备受关注.基于非线性弹性大变形理论,采用Arruda-Boyce 应变能模型,本文分析了蠕动泵中的DE 管状驱动器在静态时的大变形力电耦合特性,讨论了轴向预拉伸对驱动变形量的影响,预测了由介电弹性体击穿电压限制的驱动器的最大驱动变形量.本文的研究扩展了以往基于线弹性变形理论的相关研究,有益于深入理解这种新型驱动器在大变形下的机电耦合行为.

摘要： 在鱼类游动的研究中,自主推进的数值模拟一直是一个难点,对于大变形的机动运动更是如此.本文首先从"鱼-水"系统的动量和动量矩守恒出发,推导出了二维模型鱼和流体的耦合系统控制方程,并提出了求解该系统控制方程的数值方法.然后以C 型起动为例,研究了模型鱼大变形机动运动的力学机制.本文发现在C型起动中,固有的曲率行波变形起到了关键的流动控制作用.它能成倍提高模型鱼体的运动性能和推进效率.通过对流场结构的分析发现,曲率行波的存在,能对尾迹中的三涡结构进行优化,从而产生更大的流体冲量,使鱼体获得了更大的流体力.

摘要： 弹性杆承受荷载作用时,在其原有形态下的平衡应保持为稳定的平衡,满足稳定性的要求是杆件正常工作的三方面要求之一．而在土木工程建设中,建设者对于稳定性的关注往往不够。本文将实际的压杆稳定问题．rn 简化、建立模型，分析了弹性杆在承受大小相等方向相反的轴向压力作用下的弯曲变形问题。通过建立细长杆弯曲的常系数非线性微分方程,求出失稳的临界压力，两端点重合时的压力以及平衡状态曲线的几何特征．以求出压杆稳定的校核标准．

摘要： 纤维增强树脂基复合材料是一种具有优异力学性能的先进复合材料，并且大部分的纤维增强树脂基复合材料具有物理非线性和几何非线性的特性.其应用领域非常的广泛.在复合材料中，应力从基体传递到纤维，纤维起着增强材料的作用，是外力的主要承担者.因此，所采用纤维的性能.体分比以及分布形式决定了复合材料的力学性能.

摘要： 纺锤型桩靴(Spudcan)是一种常用的海洋平台基础形式。在层状地基中，基础容易发生穿透破坏，导致平台失效，纺锤型基础在层状地基中的穿透破坏问题越来越受到人们的关注。本文采用大变形有限元方法模拟纺锤型基础在上层砂土下层粘土的层状地基中的整个贯入过程，分别分析了上层砂土的相对厚度(H/D=0.5、0.75 和1.0)、砂土的摩擦角(f =28°、30°、32°、 34°、36°、38°)以及下层软粘土的抗剪强度(suc=10、20、40、60 kPa)对基础承载力的影响规律，分析了基础发生穿透破坏的位置，为工程设计提供依据。计算结果表明：砂土的摩擦角对穿透破坏位置的影响较小，上层砂土的厚度以及下层软粘土的抗剪强度对穿透破坏的位置影响显著。

摘要： 蜂窝材料具有柔性大等特点，受载荷容易发生大变形，研究蜂窝材料在大变形下的等效弹性参数对于更好地掌握其力学性能无疑是非常有必要的。本文利用柔性悬臂梁自由端在倾斜集中荷载作用下的弹性大挠度弯曲理论模型，研究了大变形条件下蜂窝芯层胞元壁板的弯曲问题。通过积分变换将壁板两端的相对位移表示成椭圆积分形式，并引入现时构形和初始构形下的应力应变计算公式，然后给出蜂窝芯层面内等效弹性模量计算公式。最后，通过实例分析研究了应力与应变的非线性关系以及等效杨氏模量、泊松比和剪切模量随应变的变化规律。并将结果与Gibson小变形公式计算结果进行比较，本文计算得到的等效弹性参数具有显著的非线性特征，以及得出简单受力状态下可忽略壁板轴向伸缩变形影响的结论。

摘要： 本发明提供了一种软岩隧道围岩大变形灾害的恒阻大变形锚索控制方法，隧道掘进后及时对断面进行喷浆封闭，减少围岩与空气接触时间，快速铺设钢筋网并安装恒阻大变形锚索，通过锚索的高预应力对围岩进行加固。围岩内部巨大的塑性能量将会以大变形的形式释放，首先作用于恒阻大变形锚索，待围岩塑性能量释放后，作用于支护体的能量将会逐渐减小，此时，恒阻大变形锚索支护体将处于恒阻耦合支护状态，结合钢拱架支护，形成“刚柔并济”的支护效果，保证了隧道围岩的稳定性，避免了软岩隧道围岩大变形灾害。

摘要： 本发明公开了一种可抑制围护结构大变形的可协调变形式钢围檩，包括型钢围檩、箱型钢围檩，型钢围檩和箱型钢围檩放在围檩支座上，围檩支座固定在围护结构上，型钢围檩另一侧顶压有钢支撑同步将箱型钢围檩顶在围护结构一侧，箱型钢围檩竖钢板设有多个螺纹孔并通过螺纹孔连接有高强度螺旋压缩弹簧，高强度螺旋压缩弹簧顶在围护结构上，围护结构侧向突起变形时高强度螺旋压缩弹簧产生相应的压缩变形，振弦式钢筋计组合件由振弦式钢筋计、支撑圈和螺柱三组成。本发明与现有常规钢围檩相比，具有安装和拆除快速简单的优点；能够满足在有侵限的围护结构上快速架设要求，节省掉破除围护结构侵线的施工过程，缩短架设钢支撑所需要的时间。

摘要： 本发明公开了一种大变形隧道大变形趋势动态判定及施工决策方法，包括：统计全线隧道已发生大变形断面与其发生表观现象、地质条件、工法及支护参数；以及大变形发生后处治措施；根据公路隧道设计规范JTG 3370.1‑2018对全线软岩隧道已发生大变形段进行等级判定；基于掌子面揭露情况和/或监控量测数据对大变形隧道大变形趋势动态进行判定和施工决策。本发明可作为不同大变形等级下隧道未开挖段的动态施工指南，确保隧道、施工人员及设备的安全。

摘要： 本发明适用于大变形围岩的隧道结构及隧道围岩大变形控制方法，属于隧道工程领域，目的是降低围岩变形对隧道结构的影响。沿其径向包括外层的初期支护和内层的二次衬砌；沿隧道纵向，在隧道外周设置有数组变形释放孔；各组中的变形释放孔有N个，且各组中的N个变形释放孔环绕隧道环向布置；各变形释放孔沿隧道径向由初期支护钻设至隧道围岩内。该适用于大变形围岩的隧道结构，通过设置变形释放孔，为隧道围岩预留变形空间，释放部分围岩压力，从而降低初期支护承受的压力，缩小初期支护变形。隧道围岩大变形控制方法，通过不断监测变形等相关数据，反馈指导施工，达到动态调整变形释放孔与围岩变形相适配，实现合理有效的释放围岩变形压力的目的。

摘要： 本发明提供了一种软岩隧道围岩大变形灾害的恒阻大变形锚索控制方法，隧道掘进后及时对断面进行喷浆封闭，减少围岩与空气接触时间，快速铺设钢筋网并安装恒阻大变形锚索，通过锚索的高预应力对围岩进行加固。围岩内部巨大的塑性能量将会以大变形的形式释放，首先作用于恒阻大变形锚索，待围岩塑性能量释放后，作用于支护体的能量将会逐渐减小，此时，恒阻大变形锚索支护体将处于恒阻耦合支护状态，结合钢拱架支护，形成“刚柔并济”的支护效果，保证了隧道围岩的稳定性，避免了软岩隧道围岩大变形灾害。

摘要： 本发明公开了一种极高应力大变形的差异性卸荷变形阻隔方法，通过先确定围岩松动圈最大范围值和围岩塑性区半径；然后将所述围岩由内到外划分为深部、中部和浅部；然后基于所述围岩松动圈最大范围值和围岩参数确定浅部支护范围，基于所述围岩塑性区半径和围岩参数确定深部支护范围；最后通过钢绞线连接深部支护端部和浅部支护端部，并基于所述钢绞线变形情况确定卸荷完成，不但考虑了高地应力对围岩的影响也考虑了高水头压力对围岩的影响并通过公式计算围岩极强大变形值，实现了准确有效地避免地下硐室大变形，保障施工工人的人身安全和工程进度。

摘要： 本发明属于矿山井巷工程设计技术领域，提出一种快速估算大变形围岩特征曲线和巷道纵向变形曲线的方法；1)获得岩体力学参数、初始应力条件和巷道初始半径；2)计算不同支护压力时基于小变形理论的沿巷道纵向的洞壁标准化最大径向位移与围岩标准化最大塑性区半径；3)基于小变形计算结果转化得到大变形理论下的围岩特征曲线与巷道纵向变形曲线；4)计算得到大变形理论下不同纵向位置处的巷道洞壁径向位移和巷道当前半径。本发明能够快速地将基于传统小变形理论的巷道围岩变形计算结果转化为大变形理论下的围岩特征曲线和纵向变形曲线，降低巷道开挖过程中大变形预测的复杂性，为矿山软弱围岩巷道大变形提供方便快捷的估算方法。

摘要： 本发明公开了一种可抑制围护结构大变形的可协调变形式钢围檩，包括型钢围檩、箱型钢围檩，型钢围檩和箱型钢围檩放在围檩支座上，围檩支座固定在围护结构上，型钢围檩另一侧顶压有钢支撑同步将箱型钢围檩顶在围护结构一侧，箱型钢围檩竖钢板设有多个螺纹孔并通过螺纹孔连接有高强度螺旋压缩弹簧，高强度螺旋压缩弹簧顶在围护结构上，围护结构侧向突起变形时高强度螺旋压缩弹簧产生相应的压缩变形，振弦式钢筋计组合件由振弦式钢筋计、支撑圈和螺柱三组成。本发明与现有常规钢围檩相比，具有安装和拆除快速简单的优点；能够满足在有侵限的围护结构上快速架设要求，节省掉破除围护结构侵线的施工过程，缩短架设钢支撑所需要的时间。

摘要： 本实用新型公开了一种地面大变形量的防震变形缝缓冲装置，属于变形缝缓冲领域，包括支撑板，所述支撑板一侧的内部活动套接有螺杆，螺杆的顶部固定套接有一号螺母，螺杆的的外部螺纹套接有膨胀套，支撑板的内部活动套接有螺纹杆，螺纹杆的外部活动套接有二号螺母，二号螺母的外部固定套接有连接架；该地面大变形量的防震变形缝缓冲装置，通过设置连接架、连接板、锥头、减震器，可以更好的对地面大变形量的防震变形缝缓冲装置，在受到冲击时更好的进行减震，避免了传统的地面大变形量的防震变形缝缓冲装置，在发生意外情况下难以进行缓冲的问题，从而更好的增强了地面大变形量的防震变形缝缓冲装置的实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种用于模型实验的恒阻大变形锚杆受力与变形监测装置，包括：恒阻大变形锚杆和监测装置，恒阻大变形锚杆包括依次过盈连接的预紧螺杆、锚杆和横阻体，监测装置包括拉压传感器和位移传感器，拉压传感器设置在预紧螺杆上，监测恒阻大变形锚杆的受力，位移传感器与横阻体连接，监测恒阻大变形锚杆的变形长度。本实用新型提供的用于模型实验的恒阻大变形锚杆受力与变形监测装置，在模型实验中可再现恒阻大变形锚杆具备的大变形与阻力恒定特点，同时实现了恒阻大变形锚杆受力与变形的实时监测。