收藏本站
《中南大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

随机介质变形破坏判据研究及其工程应用

乔世范  
【摘要】: 随着我国工程建设规模的扩大,工程建设的安全问题越来越引起人们的重视。目前工程安全评价不仅要从岩体强度的角度去分析岩体的稳定性或失稳的概率大小及其相应的安全开采措施,还应对周边的重要工业设施、建筑设施等的影响进行评价,否则可能会造成巨大的经济损失。本文在前人研究的基础上,指出了目前岩体应力破坏判据的不足之处及应变破坏判据的优势,提出了随机介质变形破坏判据。同时,利用随机介质理论对地下开挖引起的地表及岩体的移动和变形计算进行了系统的研究。主要研究成果和结论如下: 1.提出了随机介质变形破坏判据,该判据不仅可避开复杂的本构关系,与应力水平无直接关系,完全用变形来表示,而且它能够正确的反映岩土体固有的变形特性,能够直接用变形进行稳定性评价。并对地表移动和变形的限值和建筑物的保护等级作了详细阐述,为评价地下开挖引起的环境安全问题提供了依据。 2.对随机介质理论作了简介,针对随机介质理论中各个移动及变形计算公式的不可积性,目前大多只用于平面问题的计算中,提出了利用随机介质理论进行地表及岩土体的位移和变形的空间问题计算方法,并以单元开挖为基础,考虑沿倾斜方向深度的变化及开采影响沿岩层法线方向传播的性质,推导出了水平薄层矩形开挖及倾斜薄层矩形开挖引起的地表及岩土体的位移和变形计算的半解析解。 3.将随机介质理论及安全判据应用于地下开采工程中,对国内外的采动影响对象保护等级标准作了详细的阐述。基于随机介质理论推导了开采影响下单个剖面上的岩体内部的移动和变形计算公式,考虑了水平剖面及倾斜剖面上的情况及留设煤柱的影响,并对双向非充分开采时岩土体的移动和变形作了一定的探讨。 4.推导了倾斜梯形开挖引起的地表及岩体内部的移动和变形计算公式的半解析解;在此基础上推导出了棱台矿柱开挖引起的地表及岩体内部移动和变形计算的半解析解,为煤层的开采及保安矿柱的优化设计提供了理论依据。同时对地表及岩体内部移动基本参数的物理意义及求解方法作了进一步的阐述,并总结了国内外矿山的地表及岩体内部移动基本参数的取值。 5.将随机介质安全判据应用于露天开挖工程中,提出了开挖边坡破坏判据及周边环境评价准则,推导了各种情况的边坡开挖及基坑开挖引起的地表及岩土体的移动和变形计算的半解析解。同时,提出了开挖影响效应减小系数的概念,可以考虑边坡或基坑等工程所采用的加固措施对岩土体的位移和变形的影响。 6.对隧道开挖引起的地表及岩土体的位移及变形问题作了进一步的研究,推导了隧道轴线水平及轴线倾斜等情况的隧道开挖引起的地表及岩土体的移动和变形的三维计算公式,其中考虑了圆形、圆拱形、椭圆形、椭圆拱形、直墙形、圆拱直墙形及椭圆拱直墙形等各种隧道断面的情况,可用于单孔隧道及多孔隧道开挖的计算。 7.编写了计算机程序,以定义各位移和变形函数的方式实现了本论文所推导的所有地表及岩土体的移动和变形的公式的计算。在计算过程中,只需调用相关函数进行计算,可方便的画出计算区域内的任意剖面上的位移和变形曲线,或某个区域上的位移及变形三维图、等值线图等,可方便的找出某个区域内某个变量的最大值或最小值。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU45

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 郭麒麟;乔世范;刘宝琛;;开采影响下的岩土体移动与变形规律[J];采矿与安全工程学报;2011年01期
2 郭麒麟;乔世范;王璐;;露天开采人工边坡岩土体变形计算及安全评估[J];采矿与安全工程学报;2012年05期
3 乔世范;殷建华;刘宝琛;;圆形断面隧道开挖引起的地表及岩土体的位移和变形计算研究[J];岩石力学与工程学报;2008年S2期
4 孙峰;冯夏庭;张传庆;周辉;邱士利;;基于能量增减法的深埋绿片岩隧洞稳定性评价方法[J];岩土力学;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 蔡来良;适宜倾角变化的开采沉陷一体化预测模型研究[D];中国矿业大学;2011年
2 何贤锋;人防改扩建地铁设计控制理论及其应用研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周敏;地下开采地表移动变形的规律研究及影响因素分析[D];重庆大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王志宏;岩石强度理论中的两类破坏判据[J];北京科技大学学报;1992年03期
2 侯学渊,廖少明;盾构隧道沉降预估[J];地下工程与隧道;1993年04期
3 刘建航;上海软土隧道盾构施工技术专家系统综述[J];地下工程与隧道;1995年02期
4 张弥;潘杰梁;;预测盾构开挖引起的地面沉陷的专家系统[J];地铁与轻轨;1990年03期
5 冒云,杨兴专,宋朝福;山脚树矿地表移动变形观测资料分析[J];矿业安全与环保;2003年S1期
6 刘文生;条带法开采采留宽度合理尺寸研究[J];阜新矿业学院学报;1988年S1期
7 朱刘娟,陈俊杰,邹友峰;任意形状工作面开采地表移动变形预计的算法实现[J];辽宁工程技术大学学报;2005年03期
8 麻凤海,王泳嘉,范学理;利用神经网络预测开采引起地表沉陷[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1995年03期
9 乔河,唐春安,李晓,陈荣德;采动诱发岩体移动破坏过程数值模拟研究[J];工程地质学报;1998年04期
10 阳军生,刘宝琛;沉桩引起的邻近地表移动及变形[J];工程勘察;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苏仲杰;采动覆岩离层变形机理研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
2 朱明,谢涛;回填式挡土墙失稳机理与可靠性分析[J];四川建筑科学研究;2003年01期
3 谢涛,蒋泽中;边坡系统稳定性多模型综合评价[J];四川建筑科学研究;2004年02期
4 富海鹰,冯君,李友明;超大型运梁设备对预制场地基基础影响分析[J];四川建筑科学研究;2005年03期
5 余忠;湿陷性黄土场地上的地下旋流池防水性设计分析[J];四川建筑科学研究;2005年05期
6 熊建辉;张仲先;;双柱联合桩基承台的实用设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2005年06期
7 杨成忠;;基于进化策略的路基稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
8 王成华;曹亚星;;浅基础底面形状对沉降量影响之研究[J];四川建筑科学研究;2006年06期
9 康强;兰伟;康景文;;世纪城小户型结构方案和转换层的选型及概念设计[J];四川建筑科学研究;2006年06期
10 魏焕卫;贾强;孙剑平;祝健;;既有建筑物基础加固荷载计算方法[J];四川建筑科学研究;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林达明;尚彦军;孙福军;孙元春;吴锋波;刘志强;;岩体强度估算方法研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 孙凤余;郑伟;郭新华;;概率积分法在矿山环境地表移动预测评估中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
3 陈宁;徐军民;袁斌;;盾构上位机监控系统的研究及实现[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 宋书显;;盾构机下穿火车站的措施与控制[A];第二届隧道掘进机(盾构、TBM)专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年
5 陈立;;粘土层中泥水盾构掘进施工技术探讨[A];第二届隧道掘进机(盾构、TBM)专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年
6 翟志国;黄学军;;城市大直径泥水盾构始发关键技术[A];第二届隧道掘进机(盾构、TBM)专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年
7 孟海峰;刘江涛;李世君;;土压平衡盾构富水粉砂地层进、出洞常见问题分析[A];第二届隧道掘进机(盾构、TBM)专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年
8 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
9 南世卿;张永坤;宋爱东;胡文剑;张从军;;基于FLAC~(2D)的境界顶柱稳定性分析[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
10 马池香;秦华礼;;基于渗透稳定性分析的尾矿库坝体稳定性研究[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
2 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 朱剑锋;考虑扰动影响的土体性状研究[D];浙江大学;2011年
7 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
8 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 洪开荣;高速铁路水下盾构隧道结构力学特征及掘进与对接技术研究[D];北京交通大学;2011年
10 蒙晓莲;大坡度小半径线路情况对盾构法施工开挖面稳定性及管片受力影响的研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 陈轶;浅埋深弱粘结薄基岩采面覆岩层移动规律及支架阻力研究[D];河南理工大学;2010年
4 陈勇;开滦矿区深部开采地表移动规律的研究[D];河南理工大学;2010年
5 史彩霞;开采沉陷动态预计理论及其参数研究[D];河南理工大学;2010年
6 冯幼贵;基于GIS的矿山开采地表移动与变形预计[D];山东科技大学;2010年
7 王睿;井筒受采空区塌落影响的破坏机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
8 曹恒将;考虑动载的巷道顶板离层及控制的FLAC3D模拟研究[D];山东科技大学;2010年
9 王宜泰;背向前进式矸石充填采煤方法及相关规律研究[D];山东科技大学;2010年
10 杨素娟;南水北调工程芳芝段开挖渠道边坡稳定敏感性分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张延;软弱围岩中修建大跨隧道的设计和施工[J];地下空间;2002年01期
2 曲海锋;杨重存;朱合华;王华牢;杨彦民;;公路隧道围岩压力研究与发展[J];地下空间与工程学报;2007年03期
3 凌昌荣;张子新;;偏压小间距隧道荷载结构计算模型研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
4 杨臻;郑颖人;张红;王谦源;宋雅坤;;岩质隧洞围岩稳定性分析与强度参数的探讨[J];地下空间与工程学报;2009年02期
5 赵卫强;孟晴;;国内外矿山开采沉陷研究的历史及发展趋势[J];北京工业职业技术学院学报;2010年01期
6 察美峰,孔广亚,贾立宏;岩体工程系统失稳的能量突变判断准则及其应用[J];北京科技大学学报;1997年04期
7 杨化超;邓喀中;杨国东;牛雪峰;董四辈;;矿山条带开采相似材料模型变形测量[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年01期
8 邓荣贵,张倬元;锦屏水电站坝区绿片岩结构及力学特性研究[J];成都理工学院学报;2001年01期
9 王京卫;王倩;李法理;马东岭;;顾及地貌特征的矿区地表塌陷DEM的生成方法[J];测绘科学;2008年02期
10 韩奎峰;康建荣;;动态矿区DEM生成方法及其在土地复垦中的应用研究[J];测绘科学;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 傅鹤林;块裂岩质边坡稳定性理论分析模型及工程应用研究[D];中南大学;2000年
2 贺跃光;工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究[D];中南大学;2003年
3 李永树;地表移动预计方法及信息处理(SPDP)系统研究[D];中国矿业大学(北京);1997年
4 路学忠;宁东煤田采煤沉陷地质灾害规律研究[D];中国地质大学(北京);2006年
5 施成华;城市隧道施工地层变形时空统一预测理论及应用研究[D];中南大学;2007年
6 易四海;特厚急倾斜煤层水平分层开采地表沉陷规律研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈健;基于GIS的开采沉陷模拟计算与数据组织[D];山东科技大学;2003年
2 许峰;基于GIS的开采沉陷计算与数据可视化[D];山东科技大学;2005年
3 王晓形;浅埋洞室围岩压力若干问题研究[D];同济大学;2006年
4 滕红军;城市隧道穿越地面建筑物的安全风险控制[D];北京交通大学;2007年
5 周博;通透肋式拱梁隧道变形规律分析与结构荷载简化模型[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
6 范宏柱;浅埋既有人防隧道扩挖地铁车站施工技术研究[D];北京交通大学;2009年
7 汪磊;胶州湾海底隧道预注浆加固不良地质段的稳定性分析[D];北京交通大学;2009年
8 王雪英;基于BP神经网络的山区开采沉陷预计[D];太原理工大学;2010年
9 赵玉梅;城市地铁施工引起地层位移对邻近建筑物的风险研究[D];中南大学;2009年
10 高尚赞;厚松散层矿区综放开采地面沉陷预计的计算机实现[D];西安科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 马静;徐前卫;金方方;明娟;;无衬砌支护下隧道拱顶塌方破坏模型试验[J];地下空间与工程学报;2011年S1期
2 陈扣军;刘阳;;隧道开挖引起的地表变形及对地面建筑的影响[J];河南城建学院学报;2010年02期
3 赵宏华;陈国兴;;考虑盾构隧道埋深影响和岩土特性影响的地表变形计算[J];工业建筑;2010年12期
4 侯朝富;谌卫红;;点柱式充填采矿方法在缓倾斜中厚矿体中的应用研究[J];化工矿物与加工;2012年06期
5 杜中雨;孙涛;;神经网络在地表移动与变形分析中的应用[J];矿业工程研究;2012年02期
6 刘恩献;;地铁隧道衬砌施工力学行为的数值模拟[J];华东公路;2012年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李璐;盾构隧道施工对邻近地下燃气管线的影响规律研究[D];北京交通大学;2012年
2 王彦;浅埋隧道矿山法施工对地层及建筑物影响研究[D];南京林业大学;2012年
3 吴盛才;盾构法施工地表高速公路安全监测及稳定性评价[D];长沙理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜仕义,王金庄,王方缓;利用面向对象技术开发矿山开采沉陷处理软件[J];测绘工程;1998年03期
2 李宏刚;铸铁给水管线的应力分析、爆管原因、处理及预防措施[J];纯碱工业;2000年02期
3 张国祥,刘宝琛;潜在滑移线理论及浅基承载力分析[J];长沙铁道学院学报;1997年02期
4 潘别桐;英国岩体结构概率模型研究现状[J];地质科技情报;1984年02期
5 张菊明;用电子计算机绘制等值线图和立体图[J];地质科学;1975年01期
6 郭文兵;断层影响下地表裂缝发育范围及特征分析[J];矿业安全与环保;2000年02期
7 麻凤海,王泳嘉,范学理;利用神经网络预测开采引起地表沉陷[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1995年03期
8 李胡生,熊文林;岩石力学参数概率分布的随机—模糊估计方法[J];固体力学学报;1993年04期
9 李彰明;层状结构岩体边坡滑坡分析[J];化工矿山技术;1996年05期
10 李文秀;岩体移动的Fuzzy概率分析[J];中国科学(B辑 化学 生物学 农学 医学 地学);1986年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔世范;孙晓;刘宝琛;;圆拱形断面隧道开挖对周围岩土环境安全评价[J];土木建筑与环境工程;2009年05期
2 韩煊;李宁;;隧道衬砌变形引起的地层位移规律探讨[J];西安理工大学学报;2006年04期
3 乔世范;刘宝琛;;随机介质变形破坏判据研究[J];岩土工程学报;2010年02期
4 魏纲;陈伟军;魏新江;;双圆盾构隧道施工引起的地面沉降预测[J];岩土力学;2011年04期
5 朱永生;杨其新;;隧道施工导致的地表移动及变形研究[J];地下空间与工程学报;2006年04期
6 魏纲;朱奎;陈伟军;;不同施工工况下双圆盾构引起的土体沉降研究[J];岩土工程学报;2011年03期
7 刘宝琛;;随机介质理论及其在开挖引起的地表下沉问题中的应用[J];中国有色金属学报;1992年03期
8 董海友;李俊华;赵洪海;;边坡稳定性分析方法及其在地下工程安全评价中的应用[J];中国公共安全(学术版);2008年Z1期
9 朱继红;;隧道开挖爆破振动对临近建筑物影响的安全评价[J];火炸药学报;2007年01期
10 施成华,彭立敏,胡自林;隧道开挖对地表建筑物影响的随机介质分析方法[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周少英;张杰;Karen Blackburn;;日用品安全性评价的原则和方法[A];中国毒理学会第五次全国学术大会论文集[C];2009年
2 高巍;;矿井供电系统安全评价的研究与实施[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(上册)[C];2004年
3 沈士明;赵建平;;风险分析技术在压力管道中的应用[A];第六届全国压力容器学术会议压力容器先进技术精选集[C];2005年
4 张大超;汪云甲;;基于“3S”技术的矿区资源环境安全评价与空间决策支持系统探讨[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
5 郑欣;许开立;;化工企业安全评价模式的探讨[A];中国职业安全健康协会2008年学术年会论文集[C];2008年
6 张浩民;;中间站安全评价问题探讨[A];第十届中国科协年会中部地区物流产业体系建设论坛专辑[C];2008年
7 侍卫兵;;调车作业安全保障技术[A];第十届中国科协年会中部地区物流产业体系建设论坛专辑[C];2008年
8 邱杨;刘建丽;赵丽;;食品中黄曲霉毒素B_1的抽查检验与安全评价[A];中国畜牧兽医学会2009学术年会论文集(下册)[C];2009年
9 郄志红;郑旌辉;;一个具有学习功能的大坝病害诊断与安全评价专家系统[A];复杂巨系统理论·方法·应用——中国系统工程学会第八届学术年会论文集[C];1994年
10 闵磊;;大型构件吊装安全监控系统[A];全国矿山建设学术会议论文选集(下册)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 徐爱国 本报记者 徐文标;异地评价关卡重重[N];中国安全生产报;2006年
2 记者 陈中华;四川严惩煤矿安全评价中弄虚作假行为[N];中国纪检监察报;2007年
3 本报记者 于广宁;屁股坐在责任上[N];中国安全生产报;2005年
4 ;江西省细分安全评价收费标准[N];中国安全生产报;2005年
5 通讯员 武丽萍王中强;独石化炼油厂安全评价向班组延伸[N];中国石油报;2008年
6 本报记者 王谦 刘飞;伴随着他们健康成长[N];中国安全生产报;2006年
7 安安;安全评价师已设定为国家新职业[N];经理日报;2007年
8 记者 于广宁;河北安全评价业欲“瘦身”[N];中国安全生产报;2005年
9 本报记者 杨谦君 冯淮河;风大浪大 我自泰然[N];中国安全生产报;2005年
10 瞿长福;做好安全评价实现安全发展[N];经济日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔世范;随机介质变形破坏判据研究及其工程应用[D];中南大学;2006年
2 施成华;城市隧道施工地层变形时空统一预测理论及应用研究[D];中南大学;2007年
3 韩煊;隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D];西安理工大学;2007年
4 杨丽明;地铁浅埋暗挖隧道施工对超近距房屋的安全影响研究[D];北京交通大学;2008年
5 贺跃光;工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究[D];中南大学;2003年
6 王炳春;论中国农地资源安全[D];东北农业大学;2007年
7 杨令强;高拱坝开裂分析及安全评价[D];天津大学;2003年
8 汤国璋;多年冻土隧道开挖稳定性及其渗漏水特征分析[D];中南大学;2005年
9 李永树;地表移动预计方法及信息处理(SPDP)系统研究[D];中国矿业大学(北京);1997年
10 杜炜平;隧道开挖地质灾害规律与防治对策研究[D];中南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王靖;高速公路隧道开挖引起既有公路的沉降预测与影响因素研究[D];中南大学;2011年
2 陈明;城市公共空间景观环境的安全评价[D];西安建筑科技大学;2006年
3 翁跃宗;厦门港及附近水域船舶交通安全评价[D];大连海事大学;2000年
4 巢国荣;上海港黄浦江水域船舶交通安全评价[D];大连海事大学;2002年
5 滕云龙;回龙埔储配站安全评价的研究[D];重庆大学;2004年
6 马超;基于未确知测度理论矿井通风系统安全评价研究[D];西安科技大学;2005年
7 柴修伟;水下钻孔爆破施工过程事故的安全评价[D];武汉理工大学;2005年
8 赵祎;建筑物内人员密集场所安全评价模式研究[D];首都经济贸易大学;2006年
9 尹燕莉;CNG加气站安全评价技术研究及软件开发[D];西华大学;2006年
10 王念;转Bt杀虫基因欧洲黑杨安全评价初步研究[D];河南农业大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026