基于BIM技术的地铁基坑工程施工仿真模拟方法 被引量：17

1

作者 吴佳明 陈健 +4 位作者 陈国良 钟宇 戴林发宝 陈斌 武哲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期553-566,579,共15页

如何在地铁基坑施工过程中充分利用复杂地质和工程结构的多源异构信息,实现施工数字化建造是地铁工程建设中的一个难题。通过提出建筑信息模型(BIM)定制化思路,有效集成工程结构体和岩土体模型,建立岩土体开挖与结构体施作同步进行的基... 如何在地铁基坑施工过程中充分利用复杂地质和工程结构的多源异构信息,实现施工数字化建造是地铁工程建设中的一个难题。通过提出建筑信息模型(BIM)定制化思路,有效集成工程结构体和岩土体模型,建立岩土体开挖与结构体施作同步进行的基坑施工仿真模拟方法,来解决这一难题。采用工业基础类(IFC)标准,分别针对地质体和工程结构进行扩展和定义,构建基于IFC标准的基坑工程基础数据体系。在Autodesk软件平台上,研发基坑结构构件库和参数化构件建模技术,创建自定义的基坑结构建模插件。构建基于钻孔数据的三维地质建模方法,建立面向施工过程的地质模型动态剖切方法,将地质模型离散划分不同开挖阶段的三维地质块体,形成基坑分阶段施工三维地质模型。在此基础上,研究地质体与结构体融合的拓扑重构算法,构建基坑多阶段开挖一体化集成BIM模型,动态加载施工进度信息,形成基于BIM技术的地铁基坑工程施工仿真模型和模拟方法。最后,通过工程实例展示所提出的仿真模拟方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 地铁基坑工程 建筑信息模型(BIM) 工业基础类(IFC) 一体化集成 施工模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石钻孔振动与声波频谱特性实验研究 被引量：6

2

作者 李占涛 林小国 宋春霞 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期1008-1016,共9页

岩石钻孔过程中产生的振动和声波信号中蕴含着丰富的岩性信息,尚未得到深入研究和充分利用。笔者设计了室内振动测试系统,针对花岗岩、汉白玉、青石、加气混凝土等典型岩土材料实施了钻孔实验,采集了钻孔振动和声波信号数据,提取了反映... 岩石钻孔过程中产生的振动和声波信号中蕴含着丰富的岩性信息,尚未得到深入研究和充分利用。笔者设计了室内振动测试系统,针对花岗岩、汉白玉、青石、加气混凝土等典型岩土材料实施了钻孔实验,采集了钻孔振动和声波信号数据,提取了反映岩石性质的特征信号,揭示了典型岩种的钻柱振动频谱特征。在研究方法上,尝试将频率分段后求各频段的平均幅值,从而方便观察频域内整体变化趋势,将趋势线作为模式用以识别岩性,收到良好效果。研究成果有助于揭示岩体物理力学性质对钻柱振动与声波特性的影响机理,有利于施工地层地质情况的精细探查,具有一定的理论价值与工程价值。 展开更多

关键词 随钻测量技术 频谱特性 岩性识别 傅里叶变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑循环围压与振动频率影响的饱和软黏土动力特性试验研究 被引量：9

3

作者 黄珏皓 陈健 +4 位作者 孔令智 刘府生 柯文汇 邱岳峰 李健斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期173-182,共10页

利用GDS变围压动三轴试验系统对宁波重塑饱和软黏土进行了一系列变围压不排水循环加载试验,重点研究了循环轴向偏应力和循环围压耦合作用下饱和软黏土不排水动力特性,分析了循环围压、振动频率对轴向累积应变及孔压的影响。研究结果表明... 利用GDS变围压动三轴试验系统对宁波重塑饱和软黏土进行了一系列变围压不排水循环加载试验,重点研究了循环轴向偏应力和循环围压耦合作用下饱和软黏土不排水动力特性,分析了循环围压、振动频率对轴向累积应变及孔压的影响。研究结果表明:不排水条件下,循环轴向偏应力和循环围压耦合作用对试样的累积塑性应变发展具有一定的限制作用,轴向累积应变随应力路径斜率η及振动频率f的增大而减小。不同应力路径斜率、振动频率影响下,应变率随加载时间的变化规律一致,应力路径斜率η对应变率-时间关系影响较为明显,随着应力路径斜率η的增大,应变率减小,而不同振动频率条件下的应变率-时间关系曲线几近重合。最大孔压随循环围压的增加而增大,而随振动频率的增加而减小。在上述试验结果基础上,建立了呈线性关系的应变率与加载时间关系表达式。 展开更多

关键词 宁波黏土 循环围压 振动频率 轴向累积应变 应变率 孔压

在线阅读 下载PDF 职称材料

软土基坑开挖对临近既有隧道变形影响研究 被引量：18

4

作者 韦宗科 陈健 +1 位作者 陈斌 黄珏皓 《人民长江》 北大核心 2022年第6期198-206,共9页

基坑开挖后,地基由于应力卸载而回弹,导致临近基坑的隧道发生变形,其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响,还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程,基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法,开展软土基坑开挖... 基坑开挖后,地基由于应力卸载而回弹,导致临近基坑的隧道发生变形,其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响,还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程,基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法,开展软土基坑开挖对临近既有盾构隧道管片变形影响的数值模拟,分别采用单因素分析法和多因素分析法,针对不同基坑宽度、基坑开挖深度、隧道拱顶埋深以及隧道与基坑距离等影响因素,分析了隧道管片竖向和水平位移随不同影响因素的变化规律。结果表明:①基坑开挖影响下,既有隧道管片竖向位移和水平位移均随基坑开挖深度的增大而逐渐增大,隧道管片竖向位移方向表现为沉降,水平位移方向表现为向基坑方向产生位移,管片呈“横鸭蛋”状变形。②单因素和多因素分析方法结果表明,基坑开挖深度、隧道与基坑距离、基坑宽度均为影响隧道沉降和水平位移的重要因素,而隧道拱顶埋深产生的影响相对较小。 展开更多

关键词 临近既有隧道 深基坑开挖 隧道变形 敏感性分析 宁波市

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑小应变特性的软土盾构隧道地层变形分析 被引量：6

5

作者 易顺 陈健 +3 位作者 柯文汇 陈斌 刘府生 黄珏皓 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期172-178,共7页

盾构隧道施工不可避免会造成地层扰动,危及周围建(构)筑物的安全,因而准确预测盾构隧道开挖引起的地层变形显得尤为关键。以FLAC3D中的小应变模型为出发点,借助三轴模拟试验验证了小应变塑性硬化模型(PH-SS模型)在考虑土体小应变特性方... 盾构隧道施工不可避免会造成地层扰动,危及周围建(构)筑物的安全,因而准确预测盾构隧道开挖引起的地层变形显得尤为关键。以FLAC3D中的小应变模型为出发点,借助三轴模拟试验验证了小应变塑性硬化模型(PH-SS模型)在考虑土体小应变特性方面的有效性和先进性;以上海某软土盾构隧道施工段为工程背景,分别利用莫尔–库仑模型(MC模型)和PH-SS模型研究盾构隧道施工引起的周围地层变形分布规律。研究结果表明:PH-SS模型不仅可以区分软土加载和卸载模量的差异性,而且可以较好地反映土体剪切模量随剪应变增大而衰减的特性,在表现软土行为时更为合理;当应力释放系数小于0.3时,预测地表沉降时考虑小应变特性与不考虑时的情况区别不大,但当应力释放系数大于0.3时,考虑土体小应变特性是十分必要的;应力释放系数越大,土体应力相关模量的力学响应越明显,地层变形越大;数值计算结果与实测数据进行对比表明,PH-SS模型计算得到的地表沉降更大,与实测数据更为贴近,也说明了PH-SS模型在预测盾构隧道地表变形规律的适宜性。 展开更多

关键词 盾构隧道 软土小应变特性 PH-SS模型 MC模型 地层变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩土工程数字孪生技术研究进展 被引量：26

6

作者 陈健 盛谦 +1 位作者 陈国良 吴佳明 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期79-88,共10页

针对岩土工程数字孪生技术,介绍了国内外数字孪生、三维地质建模、建筑信息模型(BIM)、仿真模拟与岩土专业计算等相关问题的发展现状,明确了多源异构数据融合、多维信息模型构建、地质体模型和结构体模型一体化集成与应用等方面的薄弱环... 针对岩土工程数字孪生技术,介绍了国内外数字孪生、三维地质建模、建筑信息模型(BIM)、仿真模拟与岩土专业计算等相关问题的发展现状,明确了多源异构数据融合、多维信息模型构建、地质体模型和结构体模型一体化集成与应用等方面的薄弱环节,提出了以理论创新为指引、以数据融合为基础、以模型集成为核心、以专业分析为出口、以平台建设为抓手的推动岩土工程数字孪生技术发展的研究思路,并从岩土工程数字孪生理论与方法创新、基于工业基础类(IFC标准)的岩土工程数据结构扩展、设计施工一体化统一BIM模型构建、设计施工协同仿真计算和多维度物联网(IoT)感知与数据融合等五个方面系统阐述了未来的重点研究方向. 展开更多

关键词 数字孪生 三维地质建模 BIM技术 IFC标准 双核一体

原文传递

循环荷载作用下干燥与饱和泥质粉砂岩变形特性及其能量演化规律

7

作者 吴鹏 陈健 +1 位作者 付晓东 黄珏皓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期195-207,共13页

泥质粉砂岩是岩土工程中常见的亲水性岩石,受水和循环荷载作用力学特性变化显著。因此,系统地研究不同干湿条件下泥质粉砂岩在循环荷载作用下的力学行为对指导工程设计、提高灾害预报的准确性具有重要意义。对湖北十堰泥质粉砂岩干燥与... 泥质粉砂岩是岩土工程中常见的亲水性岩石,受水和循环荷载作用力学特性变化显著。因此,系统地研究不同干湿条件下泥质粉砂岩在循环荷载作用下的力学行为对指导工程设计、提高灾害预报的准确性具有重要意义。对湖北十堰泥质粉砂岩干燥与饱和试样进行了不同频率和围压下的三轴循环加载试验,对比分析了干燥与饱和试样的强度与变形特性以及频率和围压对其力学特性的影响,并从能量角度阐明了泥质粉砂岩在循环荷载下的力学机制。结果表明:(1)与干燥试样相比,饱和试样强度和模量明显下降,滞回圈向应变增大方向移动更明显;(2)干燥试样变形随频率增加较小,而频率增加则会明显加速饱和试样的劣化;(3)较小的围压可限制饱和试样裂隙发展,但围压过大则会加速饱和试样破坏;(4)高频下干燥试样能量消耗率与耗散能小于低频情况,饱和后耗散能随频率增大而增加,低围压下饱和试样耗散能基本不变,围压较大时耗散能增加显著;(5)围压增加,干燥试样破坏形态变为共轭剪切破坏,饱和试样破坏面角度增大。 展开更多

关键词 循环荷载 频率 围压 泥质粉砂岩 饱和

在线阅读 下载PDF 职称材料

滨海盐渍土改良试验及钉形搅拌桩承载力评估 被引量：4

8

作者 马永政 王开太 +2 位作者 盛初根 陈斌 李占涛 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2019年第2期134-140,共7页

针对滨海盐渍土地区水泥土搅拌桩地基处理问题,通过室内试验研究了含海盐量对土体塑液性指标等物理参数的影响,以及对三轴剪切强度力学参数的弱化作用;此外,通过不同材料配合比的改良试验,研究了水泥盐渍土强度随含盐量等变化的规律,表... 针对滨海盐渍土地区水泥土搅拌桩地基处理问题,通过室内试验研究了含海盐量对土体塑液性指标等物理参数的影响,以及对三轴剪切强度力学参数的弱化作用;此外,通过不同材料配合比的改良试验,研究了水泥盐渍土强度随含盐量等变化的规律,表明水泥土含盐或者浸泡海盐水,对于强度都有弱化影响,水泥、粉煤灰固化剂都可以一定程度抵消海盐的不利影响,而且后者效果更明显。在上述试验基础上,从水泥土材料强度、桩-土侧摩擦与端部阻力、P—S计算曲线等方面,综合计算评估钉形水泥土搅拌桩单桩以及复合地基承载力特征值,表明固化剂改良的搅拌桩处理后,含盐软基能满足承载能力设计要求。在钉形的异形桩的承载力理论计算以及工程验证等方面,仍有待进一步深入。 展开更多

关键词 滨海盐渍土 土工试验 钉形水泥土搅拌桩 材料配合比 承载力特征值 综合评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光纤传感技术的混凝土支撑轴力监测及数据分析 被引量：4

9

作者 陈进河 陈国良 +2 位作者 陈健 吴加文 金海军 《现代城市轨道交通》 2020年第5期61-67,共7页

支撑轴力作为地铁深基坑施工监测的主要监测项目,是考察基坑自身安全状况的重要指标。针对目前混凝土支撑轴力监测值与实际情况差异较大的问题,分析造成混凝土支撑轴力监测值偏大的原因。利用光纤传感技术,在混凝土支撑纵向主筋肋槽上... 支撑轴力作为地铁深基坑施工监测的主要监测项目,是考察基坑自身安全状况的重要指标。针对目前混凝土支撑轴力监测值与实际情况差异较大的问题,分析造成混凝土支撑轴力监测值偏大的原因。利用光纤传感技术,在混凝土支撑纵向主筋肋槽上胶粘封装光纤光栅传感器(FBG),通过监测钢筋的应变推算出支撑梁的内力。在现有计算公式的基础上提出考虑混凝土收缩、徐变、应力应变关系非线性影响的轴力修正公式,对监测数据进行修正。以某市地铁深基坑为例,验证了光纤传感轴力监测技术及轴力修正公式的有效性。结果显示,FBG与钢筋计轴力曲线变化趋势一致,FBG考虑了温度补偿,监测值较钢筋计更加稳定;对轴力监测值进行修正,修正后的轴力值约为修正前的1/3,结果更加符合实际。 展开更多

关键词 地铁 光纤光栅 支撑轴力 收缩 徐变

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于IFC标准的三维地质模型扩展研究 被引量：17

10

作者 陈国良 吴佳明 +3 位作者 钟宇 陈健 陈斌 王永东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2821-2828,共8页

岩土工程信息化迫切需要加强大数据集成共享和多专业协同合作,BIM技术在工程建设领域的成功经验给我们以启示,可将BIM技术应用于岩土工程信息化建设,但是当前存在的主要问题是地质模型与BIM模型数据标准不统一。为了解决这个问题,提出... 岩土工程信息化迫切需要加强大数据集成共享和多专业协同合作,BIM技术在工程建设领域的成功经验给我们以启示,可将BIM技术应用于岩土工程信息化建设,但是当前存在的主要问题是地质模型与BIM模型数据标准不统一。为了解决这个问题,提出了地质模型采用BIM数据标准IFC的思路。采用IFC实体扩展及属性集扩展模式,建立了面向三维地质模型的扩展模型IFC-3DGeoMdl。利用已有的IFC对象类型,派生相应的地质物理实体以及地质空间结构实体,给出地质物理实体的空间表达形式;利用IFC中已有的关系类,定义地质物理实体与空间结构实体的关系;进而,基于IFC中的属性表达方式,实现了地质对象的地层信息与物理力学参数等属性的扩展;最后,给出了创建该模型的具体实现过程,并利用实例验证了该模型的实际应用效果。结果表明,采用该模型,可有效实现岩土工程地质模型与BIM结构模型的集成,从而为深化岩土工程的结构设计、施工等提供有效的地质模型信息。 展开更多

关键词 三维地质模型 BIM IFC 集成共享 IFC-3DGeoMdl

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于D-P准则有压圆形衬砌隧洞弹塑性解 被引量：9

11

作者 王睢 钟祖良 +3 位作者 刘新荣 吴波 赵勇博 李占涛 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期74-80,共7页

随着大型水利工程的建设,出现了大量的深埋水工压力隧洞。由于深埋有压隧洞在施工和运营不同工况条件下,隧道衬砌和围岩主应力会发生变化。文章基于D-P屈服准则,在平面应变条件下推导了深埋有压衬砌圆形隧洞第一主应力分别为径向应力和... 随着大型水利工程的建设,出现了大量的深埋水工压力隧洞。由于深埋有压隧洞在施工和运营不同工况条件下,隧道衬砌和围岩主应力会发生变化。文章基于D-P屈服准则,在平面应变条件下推导了深埋有压衬砌圆形隧洞第一主应力分别为径向应力和切向应力时隧洞的弹塑性解。研究结果表明:该理论模型计算值与M-C准则计算值基本吻合,验证了该模型的正确性,且较M-C准则计算结果偏于安全;在不同地应力水平与内水压力工况下,衬砌与围岩的塑性区半径发生变化;随着内水压力的增大,塑性区分布可分为5个阶段,且在高水压阶段水压力增大对衬砌屈服半径的发展较为迅速。 展开更多

关键词 水工隧洞 D-P准则 弹塑性解 第一主应力 深埋 有压衬砌 圆形隧洞

在线阅读 下载PDF 职称材料

挡墙水平变位诱发地表沉降的显式解析解 被引量：11

12

作者 胡之锋 陈健 +2 位作者 邱岳峰 李健斌 周兴涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4165-4175,共11页

将基坑看作平面应变边值问题,借助挡墙刚性平移诱发地表沉降的基本解析解,利用微积分思想,推导得到挡墙刚性变位和柔性变位下的地表沉降显式解析解。其中,在挡墙刚性平移影响范围无穷大时,显示解析解与基本解析解形式一致。通过与挡墙... 将基坑看作平面应变边值问题,借助挡墙刚性平移诱发地表沉降的基本解析解,利用微积分思想,推导得到挡墙刚性变位和柔性变位下的地表沉降显式解析解。其中,在挡墙刚性平移影响范围无穷大时,显示解析解与基本解析解形式一致。通过与挡墙刚性平移解析解和绕墙趾转动、绕墙顶转动、三角形变位、抛物线柔性变位模式等几种已有的积分形式解析解作对比,验证了显式解析解的正确性。将显式解析解应用于实际工程,通过与实测数据对比分析,对解析解的适用范围进行了探讨。当围护结构水平位移较小时,显式解析解可较好地预测墙后地表沉降;当围护结构水平位移较大时,由显式解析解计算得到的墙后地表沉降归一化曲线可偏安全地估计墙后地表沉降,说明了该显式解析解的工程实用性。 展开更多

关键词 基坑 挡墙水平位移 地表沉降 微元法 显式解析解

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑空间变异性的盾构隧道地层力学响应敏感性分析 被引量：29

13

作者 李健斌 陈健 +3 位作者 程红战 张善凯 吴佳明 胡之锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1667-1676,共10页

针对土体变形参数(弹性模量E、泊松比μ)、强度参数(黏聚力c、内摩擦角φ)对盾构隧道施工地层力学响应的敏感性问题,以土体参数的空间变异性为切入点,结合随机场理论、有限差分法和MonteCarlo策略,采用考虑参数空间变异性的敏感性综合... 针对土体变形参数(弹性模量E、泊松比μ)、强度参数(黏聚力c、内摩擦角φ)对盾构隧道施工地层力学响应的敏感性问题,以土体参数的空间变异性为切入点,结合随机场理论、有限差分法和MonteCarlo策略,采用考虑参数空间变异性的敏感性综合评价分析方法,开展地层力学响应的参数敏感性随机分析。研究结果表明:地层力学响应对内摩擦角的空间变异性最为敏感,其次是弹性模量,然后是黏聚力,最不敏感的是泊松比;不同变异水平条件下,各参数变异性的敏感程度存在差异,参数变异水平越高,其敏感性越强;3种参数变异水平下,泊松比均为不敏感因素,随机分析中可不考虑其空间变异性对地层力学响应的影响,黏聚力在变异性较小时也为不敏感因素。 展开更多

关键词 隧道工程 盾构隧道 空间变异性 敏感性分析 地层力学响应 变异水平

原文传递

基于随机场理论的基坑开挖地表及围护墙变形分析 被引量：17

14

作者 易顺 林伟宁 +3 位作者 陈健 黄珏皓 李健斌 吴佳明 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期3389-3398,共10页

针对基坑开挖引起地表及墙体变形方面的问题,以小应变模型为出发点,采用随机场理论和数值计算相结合的方法,研究土体刚度参数空间变异性对黏土基坑墙后地表沉降和围护墙侧移变形规律的影响。利用协方差矩阵分解法建立参数各向同性随机... 针对基坑开挖引起地表及墙体变形方面的问题,以小应变模型为出发点,采用随机场理论和数值计算相结合的方法,研究土体刚度参数空间变异性对黏土基坑墙后地表沉降和围护墙侧移变形规律的影响。利用协方差矩阵分解法建立参数各向同性随机场模型,结合Monte-Carlo策略,分析黏土刚度的波动距离和变异系数对地表及墙体变形的影响规律。研究结果表明:黏土刚度空间变异性对基坑开挖引起的变形规律有着重要的影响;当波动距离与基坑开挖尺寸接近时,地表沉降结果和最大变形比值最为离散,而围护墙侧移结果则没有出现类似的现象;低刚度占优效应使地表最大沉降均值和围护墙最大侧移均值在随机分析(与确定性结果相比)中呈现出不同的规律。借助概率统计的方法,研究地表沉降和围护墙侧移变形超出监测控制值的可能性,可以为基坑开挖引起最大变形的安全预警提供参考。 展开更多

关键词 基坑工程:小应变模型 空间变异性 黏土基坑 地表沉降 围护墙侧移 概率统计分析

原文传递