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科学研究

公司刘兴宗博士团队在分析和预防工程故障领域国际权威期刊发表研究成果

发表日期:2023年06月20日 10:00 文章编辑:古天乐代言太阳集团 浏览次数:

2022年,公司刘兴宗博士团队在分析和预防工程故障领域国际著名期刊《Engineering Failure Analysis》发表了题为“Mechanism analysis of tunnel collapse in a soft-hard interbedded surrounding rock mass: A case study of the Yangshan Tunnel in China”的研究论文(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106304),公司为第一完成单位,刘兴宗博士为通讯作者。

隧道在分层岩体中建造是不可避免的,隧道坍塌通常与这种分层有关。本研究分析了阳山隧道两次剧烈坍塌,探讨了软硬夹层围岩体中隧道坍塌的机理,结合水力压裂试验和多元回归分析得到地应力场。第一次坍塌发生在极高的地应力和高地应力转变的区域,施工过程中极高的地应力状态没有被及时重视,仍采用高等级围岩体条件下的支护措施,支撑力不足是第一次坍塌的主要原因。采用数值方法模拟了阳山隧道开挖过程,发现第二次坍塌的围岩体夹杂着软泥岩和坚硬砂岩,以拉应力为主,软泥岩无法抵抗较大的拉应力,隧道拱顶位移急剧增加。在开掘过程中,使用微震监测来突出危险区域和岩体破坏类型,微震监测结果与数值模拟结果吻合。开挖软硬夹层岩体会导致隧道拱顶产生拉应力,如果软岩层位于隧道拱顶内,则由于岩体强度较低会产生拉伸破坏。

图1 阳山隧道岩土工程模型

图2 三维数值模型

图3 隧道轴线段内的最大应力分布(Pa;正值表示拉应力)