汪大海
- 作品数：13 被引量：46H指数：5
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：铁道部重点科技项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学更多>>
- 基于主应力旋转特征的浅埋隧道上覆土压力计算及不完全拱效应分析被引量：16
- 2019年
- 砂土及黏聚强度较低的破碎岩体中,不完全拱效应对浅埋隧道上覆土压力计算的影响尚不明确。不同于传统极限平衡方法考虑主应力迹线的分布形态,直接考虑隧道开挖后主应力旋转角的分布特征,同时考虑滑移面范围变化及滑移面摩擦角调用情况,改进了浅埋隧道上覆土压力的计算。在此基础上分析完全拱作用下土体平均侧压力系数、竖向应力分布等特点,并与传统方法比较说明了其异同。此外,与数值结果、模型试验结果对比验证了改进解的适用性。最后在改进解基础上分析不完全拱效应的影响。结论显示:(1)隧道开挖后,滑移面范围内土体竖向应力减少,转移至滑移面外稳定土体,滑移面附近剪切应力δ集中,阻碍隧道上方土体向下变形,改进方法计算所得应力分布与实际情况更相符;(2)平均侧压力系数Kwav受土体内摩擦角φ及滑移面调用摩擦角δ共同影响,土体内摩擦角较小时,可忽略不完全拱效应δ/φ对平均侧压力系数的影响;(3)改进解与传统解均表明地层拱作用效果系数Kwavtanδ在一定范围内对土体内摩擦角φ不敏感;(4)此外,改进解表明地层拱作用效果系数Kwavtanδ对土体内摩擦角φ的不敏感性除受φ取值范围影响外,还受不完全拱效应δ/φ影响,随不完全拱效应增强(δ/φ减小),Kwavtanδ对φ的不敏感性越来越明显。
- 汪大海贺少辉刘夏冰李承辉张嘉文
- 关键词：隧道工程浅埋隧道
- 盾构刀盘形式对砂卵石地层扰动状态的影响被引量：6
- 2017年
- 盾构刀盘形式的选择是砂卵石地层盾构掘进面临的关键问题。为解决这一问题,以兰州地铁1号线一期工程为背景,综合运用现场调查、实验室试验、三维离散元数值模拟、现场原位监测等方法,对砂卵石地层土压平衡盾构施工颗粒流动和地表沉降的机制进行了研究。1)通过室内大直径(300 mm)试样三轴压缩试验获得了砂卵石地层的应力-应变曲线,基于试验结果和EDEM离散元三轴数值试验,标定了离散元数值模拟需要的参数。2)基于Solidworks软件建立了面板式刀盘盾构和辐条式刀盘盾构三维机械模型。3)将盾构三维机械模型导入离散元软件EDEM中,建立了砂卵石地层盾构掘进过程的三维离散元模型;将模拟结果与现场监测数据对比,揭示了面板式刀盘和辐条式刀盘土压平衡盾构掘进对砂卵石地层扰动状态和地表沉降的影响机制。面板式刀盘土压平衡盾构掘进,刀盘前方、上方的"强烈扰动区"范围为(0.3~0.5)D(D为刀盘直径);辐条式刀盘土压平衡盾构掘进的"强烈扰动区"范围不足面板式刀盘的1/3,且扰动程度轻。
- 贺少辉李承辉马腾刘夏冰汪大海刘仰鹏
- 关键词：砂卵石地层土压平衡盾构三轴压缩试验
- 地层渐进成拱对浅埋隧道上覆土压力影响研究被引量：12
- 2019年
- 砂土及完整性较差、黏聚强度较小的破碎岩体中,浅埋隧道地层拱作用机制随地层变形发展而变化,受此影响隧道松动土压力也相应变化。常规方法忽略了地层拱不同阶段力学机制的不同,同时未考虑剪切面转动与大主应力旋转之间的相互关系,因此,不能解决浅埋隧道地层能否成拱、地层拱何时贯通至地表以及地层拱发展对隧道松动土压力影响等问题。针对这一情况,提出渐进地层拱力学模型以反映不同阶段地层拱的力学机制;其次,同时考虑主应力旋转、剪切面转动及二者相互关系,确定拱内土体应力分布;随后,优化了传统主应力偏转与地层差异沉降间的数学模型。在此基础上确定了渐进地层拱对隧道松动土压力的影响。改进方法结果与传统方法结果及试验结果的对比验证了改进方法的有效性与适用性。通过参数分析研究了隧道初始松动压力、随地层变形发展的松动压力以及地层拱贯通至地表时的极限变形等关键参数。最后,对下北山超大跨浅埋隧道的研究说明了改进方法的实用性。结论显示:(1)初始松动压力为初始松动区内土体重力,初始松动区范围不受覆跨比影响,而受地层强度影响,随内摩擦角增加而减小;(2)最大拱效应阶段以后,松动土压力随地层变形发展而增加,深埋、小跨度隧道(H/D≤2)增长速率较慢,反之较快;(3)极限变形随覆跨比、内摩擦角增加而增加,深埋、小跨度隧道地层拱效应更明显;(4)对于下北山隧道,初始地层拱存在,初始松动土压力为0.37σ_v^0,极限松动土压力为0.41σ_v^0,最终松动土压力为0.54σ_v^0,隧道变形应控制在5.7%以下避免地层拱贯通至地表。
- 汪大海贺少辉刘夏冰张嘉文姚文博
- 关键词：浅埋隧道
- 一种砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置和方法
- 本发明公开一种砂卵石地层土压平衡盾构掘进防喷涌实验装置和方法，装置包括实验筒、供水管和加压装置，实验筒内底面上设有底座支架，底座支架的顶部设有下金属板孔，下金属板孔的上表面设有下滤网，下滤网上填充试验土样，试验土样的顶面...
- 张淑朝贺少辉李承辉刘夏冰汪大海刘仰鹏朱自鹏
- 文献传递
- 论砂卵石地层土压平衡盾构掘进土舱压力及地层变形控制原则
- 在研究与分析砂卵石地层特性和盾构机类型及主要技术参数配置的基础上,针对前期施工过程中出现的土舱压力实际控制状况,以一段区间隧道作为工程依托,综合运用理论计算、三维数值模拟方法与手段,深入地研究与分析了土压平衡盾构施工的土...
- 李承辉汪大海贺少辉
- 关键词：盾构施工土压平衡砂卵石地层地表沉降
- 论砂卵石地层土压平衡盾构掘进土舱压力及地层变形控制原则
- 2017年
- 本文在研究与分析砂卵石地层特性和盾构机类型及主要技术参数配置的基础上，针对前期施工过程中出现的土舱压力实际控制状况，以一段区间隧道作为工程依托，综合运用理论计算、三维数值模拟方法与手段，深入地研究与分析了土压平衡盾构施工的土舱压力对地表沉降控制的关键作用，确定了土压平衡盾构施工土舱压力与地表沉降控制的原则与措施。
- 李承辉汪大海贺少辉
- 关键词：砂卵石地层土压平衡盾构地层变形
- 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究
- 围岩压力是地下结构设计与施工的重要依据.新建京张城际铁路八达岭车站拟定备选方案之一的单拱超大跨设计方案中,最大的跨度近45 m.对于类似超大跨度的深埋地下结构,传统的围岩压力理论与经验计算方法都存在着明显的局限性,已经不...
- 刘仰鹏贺少辉汪大海李丹煜
- 关键词：城际铁路车站设计围岩压力数值模拟
- 文献传递
- 劈裂注浆复合土体三维等效弹性模型理论研究被引量：7
- 2016年
- 劈裂注浆可以有效改善土体的变形参数,大大降低土体在受力状态改变时的变形量,对劈裂注浆后复合土体的等效变形参数进行研究十分重要。在综合分析劈裂注浆扩散机制和工程应用实际的基础上,基于均质化理论提出了劈裂注浆后复合土体的三维单元体几何模型,按等效原则给出了浆-土体积及受力分配关系模型图;接着基于横向各向同性本构关系推导了模型的等效弹性模量和等效泊松比的解析解。然后采用有限元方法取得了模型特定条件下的等效弹性模量和等效泊松比,并与解析结果进行对比分析。最后把模型和相应的解析结果引入Flac^(3D)岩土工程专业分析软件,结合一个热力隧道工程实例对隧道劈裂注浆后关键位置的沉降进行预测分析,并与实测值进行了对比。研究表明:对所提出的计算模型,解析计算与有限元方法计算结果吻合度较高,说明了解析结果的正确性;基于该模型及其解析结果得到的隧道开挖后的沉降预测值与实测值具有良好的一致性,说明所提出的模型和相应的解析计算方法具有一定的可靠性和实用性。
- 郭炎伟贺少辉张安康汪大海
- 关键词：劈裂注浆复合土体弹性模量泊松比沉降
- 基于空间插值的工程岩体RQD预测方法被引量：3
- 2015年
- 作为工程实际中评价岩体性质的重要指标,RQD的应用已相当广泛。但工程岩体中RQD值的分布存在一定的结构性和随机性,因此,通过对特定位置钻探获取的RQD值无法很到位地表达整个空间区域的实际岩石质量。为了弥补这方面的不足,统计学中的空间插值法为此提供了有力的手段。考虑到空间RQD分布存在各向异性,以及在工程坐标系中很难描述RQD分布的结构性,首先计算工程坐标系下已获取RQD值的主要黑塞方向(p Hd);然后构建空间旋转与比例缩放矩阵对其进行坐标标准化处理。在标准化的空间中,引入Kriging插值法,采用变异函数描述RQD在标准空间结构上的变化,建立其空间变异规律的数学模型,并对其进行插值计算;最后将标准空间进行坐标逆变换,实现了对工程坐标系下RQD分布的预测。利用R语言编程将该方法应用于工程实例,结果表明,这种空间插值法能够有效地预测工程岩体中RQD值的分布规律,弥补了局部钻探的局限性。
- 刘仰鹏贺少辉汪大海李丹煜
- 关键词：RQD变异函数R语言
- 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究被引量：2
- 2015年
- 围岩压力是地下结构设计与施工的重要依据。新建京张城际铁路八达岭车站拟定备选方案之一的单拱超大跨设计方案中,最大的跨度近45 m。对于类似超大跨度的深埋地下结构,传统的围岩压力理论与经验计算方法都存在着明显的局限性,已经不再适用。而结合现场勘查资料和室内外试验成果的数值模拟方法,尽管可以得到相对精确的围岩压力计算结果,但存在着计算过程复杂、计算效率低下的不足。因此,在计算分析了多种传统围岩压力计算方法与数值模拟方法获得的围岩压力所存在差异的基础上,对Q系统的围岩压力公式引入跨度项进行了修正,从而获得了能够快速估算超大跨度深埋地下结构围岩压力的估算方法。最后对不同跨度工程的围岩压力进行估算,并与监测值进行比较,对比结果良好。该方法不仅可以为工程设计人员及现场工作人员提供设计计算依据,还可为相关研究人员提供理论参考。
- 刘仰鹏贺少辉汪大海李丹煜
- 关键词：超大跨度围岩压力
