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| 1 | 桥梁桩基主动托换中顶升荷载的简化计算显示文摘以福州地铁1号线盾构隧道下穿洗马桥的桩基主动托换工程为依托,针对桥梁上部结构-桩身-土体三者共同组成的复杂超静定结构,运用数值模拟方法和现场实测数据,分析了在不同顶升荷载作用下复杂超静定结构的内力与位移响应,重点讨论了托换过程中上、下部结构的相对刚度及其对顶升荷载的影响;根据顶升荷载作用点以下桩身轴力接近0的条件,确定了桥墩盖梁与薄壁桥台梁两种典型工况下的桩基顶升荷载分别为1 800 k N和2 600 k N。现场监测结果表明,顶升过程中上部结构的位移值和桩身轴力变化值,均与计算结果吻合较好。在此基础上,提出基于上、下部结构刚度比的顶升荷载简化计算方法,研究结果可为类似复杂超静定结构的桩基主动托换工程提供参考和借鉴。 | 邓涛 关振长 陈开良 刘立勇 | 2015 | 岩土力学2015，36，11： | 26 |
| 2 | 逆作法施工中地下连续墙入土深度的探讨显示文摘基坑工程中围护结构入土深度,一般是由坑底抗隆起稳定性决定,现行规范规定推荐的圆弧滑动法的验算方法只是针对一般情况,特别是柔性围护结构。考虑逆作法施工的特点及其他一些有利因素的影响,提出修正的圆弧滑动法以适合刚性围护结构的抗隆起验算。并通过一个工程实例的设计验算,对逆作工况下地下连续墙入土深度进行一定的探讨和优化。 | 关振长 谢雄耀 黄宏伟 | 2005 | 岩土力学2005，26，7： | 20 |
| 3 | 基于正交设计的岩质相似材料配比试验研究显示文摘以铁矿粉、重晶石粉、粉细砂为主材料,松香、酒精为黏结剂,石膏粉为调节剂,配制振动台模型试验中的岩质相似材料。基于正交设计方法,通过直接剪切试验与单轴压缩试验,对影响岩质相似材料物理力学参数的各配比因素进行了极差分析和方差分析。结果表明,不同配比相似材料的物理力学参数取值范围较广,能够满足大部分模型试验中对岩质相似材料的要求。相似材料的黏聚力随黏结剂浓度的增加而大致呈线性增长;相似材料的内摩擦角随石膏粉含量的增加而减小,随着黏结剂浓度、粉细砂含量的增加而增大;相似材料的弹性模量随黏结剂浓度、铁粉与重晶石粉含量的增加而大致呈线性增长。以福州市金鸡山隧道围岩的黏聚力、摩擦角和弹性模量为目标,选用12#配比作为振动台模型试验中模拟中风化粗粒花岗岩层的相似材料。 | 关振长 龚振峰 陈仁春 吕荔炫 | 2016 | 公路交通科技2016，33，9： | 18 |
| 4 | 特大断面隧道地震动力特性的振动台试验研究显示文摘以福州市二环路金鸡山隧道扩建工程为背景,设计制作了特大断面隧道的1/30缩尺模型,并在福州大学土木工程实验中心的双向地震模拟振动台上,完成了21种工况下的模拟地震动试验。对试验数据进行傅立叶分析,发现浅埋条件下特大断面隧道的存在,显著地改变了原场地的动力特性;第一卓越频率主要体现原场地的动力特性,而第二卓越频率主要体现衬砌结构的动力特性。对试验数据进行频响分析,发现地震波自下而上传播至衬砌结构顶部以后,其第二卓越频率附近的频率成分发生了显著增益;其最大增益频率大致等于第二卓越频率。分析特大断面隧道动力特性与输入地震动幅值的关系,发现经历大振幅地震波激励后,衬砌结构上裂缝发展较为显著,其整体刚度明显降低,从而导致第二卓越频率和最大增益频率出现较为明显的下降。基于上述研究成果,进一步提出了特大断面隧道抗震设防的工程建议。 | 关振长 龚振峰 罗志彬 陈仁春 何川 | 2016 | 岩土力学2016，37，9： | 14 |
| 5 | 水平地震作用下浅埋隧道围岩压力的计算方法研究显示文摘以现行规范中浅埋隧道围岩压力计算的力学模型为基础,引入水平条分原理和水平地震系数,建立一套地震工况下浅埋隧道围岩压力计算方法。与规范方法及杨小礼方法相比,将静力工况与地震工况结合到统一力学模型中,且将岩土体的两个强度参数作为独立因素考虑,且能考虑岩土体分层的实际情形。通过简单算例的对比分析,认为将黏聚力和内摩擦角作为独立因素考虑,能更为准确地计算隧道围岩压力;通过多层算例的对比分析,认为隧道自身所穿越地层的围岩条件,对其围岩压力分布特性起主要作用;进一步利用方法,探讨岩土体强度参数和水平地震系数,对破裂角和竖向围岩压力的影响。研究成果可为浅埋隧道的抗震计算或设计提供更为准确可靠的理论依据或技术参考。 | 卢钦武 邓涛 关振长 | 2020 | 岩土工程学报2020，42，6： | 10 |
| 6 | 软基处理中土体抗剪强度与压缩模量的研究显示文摘以福州江阴港铁路大型货场的软基处理项目为背景,对四种常用的软基处理工法(包括排水板堆载预压、砂桩堆载预压、真空联合排水板堆载预压、搅拌桩联合排水板堆载预压)进行了工程适用性研究。通过对现场监测、原位测试与室内试验数据的分析,在现有规范公式的基础上引入了两个新参数,提出了东南滨海相欠固结软土的抗剪强度与压缩模量随上覆荷载增长的经验公式。这种反映软土主要力学指标随上覆荷载发展的规律,可以为东南沿海地区类似条件下的软基处理工程提供借鉴与参考。 | 关振长 陈诗 黄明 邓涛 郭光照 | 2015 | 地下空间与工程学报2015，11，1： | 10 |
| 7 | 隧道掘进排孔爆破的精细化数值模拟显示文摘针对隧道爆破掘进中常见的围岩条件和炮眼类型,在LS-DYNA数值平台上建立5种炮眼的精细化模型,采用流固耦合算法,较真实地模拟了排孔爆破的瞬时过程。在炮眼周边瞬时形成压力粉碎区,同时气楔作用使初始裂缝不断扩展,形成围岩破裂区;爆轰压力波在临空面处发生反射,其反射拉伸波使临空面附近围岩出现大范围平行裂隙;爆破形成的粉碎区半径和破裂区半径约炮眼半径的3倍~4倍和22倍~24倍。关注炮眼粉碎区边界上的压力时程曲线,呈现明显的多峰形态(包括第一峰值、第二峰值和负峰值);并且主峰值与轴向不耦合系数间呈现幂指数衰减关系。进一步地,将爆破轮廓线上的压力峰值平均化,得到各爆破轮廓线上的简化三角形荷载,可应用于远场振动效应评估等后续工作。 | 关振长 朱凌枫 俞伯林 | 2021 | 振动与冲击2021，40，11： | 9 |
| 8 | 基于振动台模型试验的二元结构边坡地震动力响应研究显示文摘在强震区,地震诱发边坡失稳等地质灾害的安全隐患十分突出。同时,针对由上覆松散堆积物和下卧基岩构成的土岩二元结构边坡,其地震作用下动力响应的相关研究仍较为少见。因此本文以海西福永高速ZK132+300段典型土岩二元结构边坡为原型,设计制作了1/20缩尺模型边坡,在福建省土木工程灾害防治重点实验室的双向地震模拟振动台上,完成了20种工况的模拟地震动试验。重点关注坡体高程、地震动幅值、地震动频率特征对PGA放大系数的影响,得到以下结论。坡内和坡面各测点处PGA放大系数,均呈现出明显的高程效应和鞭梢效应;但锚框支护能有效抑制坡面的趋表效应。随着输入地震动幅值的增大,土体表现出明显的塑性特征,坡内和坡面各测点处PGA放大系数,按高程依次呈线性减小或指数型减小。在相同幅值、不同频率特征的地震波作用下,坡面各测点处PGA放大系数呈现出明显的差异性;但这种因地震波频谱特性不同而产生的差异,随着高程增加而逐渐减小,并在坡顶处趋向一致。同时通过对边坡表观破坏特征的描述,发现二元结构边坡的裂缝发展仅出现在上部土质坡体的坡顶和坡肩自由面附近,未出现贯通性裂缝和整体滑移失稳,认为锚框支护结构极大提高了上部土质边坡的抗震性能。 | 关振长 廖重辉 龚振峰 黄宏伟 | 2017 | 工程地质学报2017，25，1： | 9 |
| 9 | 基于振动台模型试验的特大断面隧道地震动态响应研究显示文摘以福州市二环路金鸡山隧道扩建工程为背景,设计制作了特大断面隧道的1/30缩尺模型,完成了21种工况下的模拟地震动试验,重点关注隧道模型加速度与接触压力的地震响应。将响应加速度峰值与输入地震波加速度峰值的比值,定义为PGA放大系数。各测点的PGA放大系数随着高程增加呈负指数型增大,其场地高程效应的表现形式与一般场地明显不同;随着地震动幅值的增大,各测点PGA放大系数逐渐减小,且不同频率特征地震波激励对高程效应形态的影响已不明显。将响应接触压力峰值与静止接触压力的比值,定义为PEP震荡系数。随着地震动幅值的增大,拱顶与拱底处的PEP震荡系数则始终保持在较小范围内,而拱脚与拱肩处的PEP震荡系数均呈近似线性增大趋势,这为隧道抗震设计中,衬砌-地层接触压力的参数取值提供了定量参考。 | 关振长 罗志彬 徐遒 陈仁春 耿萍 | 2017 | 工程地质学报2017，25，3： | 7 |
| 10 | 公路隧道开挖问题的复变函数解及应用显示文摘为优化公路隧道开挖和支护的设计,通过将公路隧道的开挖视为弹性无限大板中的单孔问题,引入共形映射和柯西积分,采用复变函数解法推导了在支护压力与远场地应力作用下,任意形状公路隧道围岩应力与位移的解析解,并在MATLAB平台上编程求解数值解。在此基础上,通过大量的算例分析讨论了隧道洞形、洞室跨度、侧压力系数和支护压力等因素对公路隧道围岩应力场与位移场的影响。研究结果表明:隧道洞形对洞室围岩应力和位移的分布影响显著;隧道跨度的增加将明显加大隧道开挖后的拱顶沉降、底板隆起和净空收敛变形,也使得围岩应力的分布和变化更为复杂;对于水平向地应力较大的情形,将隧道分为上下台阶开挖来改善应力分布较为适宜。 | 邓涛 魏雯 关振长 缪圆冰 | 2015 | 中国公路学报2015，28，10： | 7 |
| 11 | 沿江地铁车站基坑支护结构的设计与实测研究显示文摘沿江地铁车站基坑两侧地形不对称,存在较为明显的偏压效应,对围护结构受力性状产生较大影响。以福州地铁5号线农林大学站基坑工程为依托,利用FLAC^(3D)平台对其开挖与支护全过程进行数值模拟,探讨基坑支护结构的整体偏移规律及基坑两侧围护墙背土压力分布规律。数值模拟结果表明,地形不对称导致的偏压荷载,使得支护结构整体向闽江一侧发生偏移,其最大偏移量可达27mm。相应地,基坑两侧围护墙背土压力存在明显差异,尤其是基坑中下部区域,靠山侧土压力整体比沿江侧偏大30%~50%。同时,施工期间围护墙水平位移和支撑轴力的实测数据,也验证了上述支护结构的施工力学特性。若将第3道支撑改为常规钢支撑,围护墙整体偏移量和倾覆角度明显增大,可见混凝土支撑能有效增强支护结构的整体性,尤其在依山沿江不对称地层条件下是十分必要的。 | 宁茂权 肖明清 贺湘灵 吕春波 关振长 | 2021 | 铁道标准设计2021，65，8： | 6 |
| 12 | 含软弱夹层锚框支护边坡的地震响应研究显示文摘以漳州招银高速MK10+250段含软弱夹层岩质边坡的锚框支护工程为原型,设计了1/30缩尺模型边坡,开展了20种工况的模拟地震动试验,重点关注坡体高程、地震动幅值对PGA放大系数和PEP震荡系数的影响。坡内和坡面各测点处PGA放大系数,均呈现出明显的高程效应;但由于软弱夹层的隔震作用和锚框支护的加固作用,使得边坡加速度响应更趋于整体性,不表现出明显的鞭梢效应。坡内和坡面各测点处PGA放大系数,随着输入地震动幅值的增大呈线性减小或指数型减小。各测点处PEP震荡系数随埋深增大呈近似线性增加,随地震动幅值增大呈非线性增加;并且在高烈度工况下,指向坡外方向的附加水平压力大于指向坡内方向。通过对边坡表观破坏特征的描述,发现表观破坏主要集中在软弱夹层上部坡体中,尤其是坡顶表层出现了贯通裂缝;但由于锚索-框架支护的加固作用,其边坡并未沿软弱夹层发生整体性失稳。 | 吴尚杰 蒋宇静 邓涛 关振长 | 2017 | 工程地质学报2017，25，4： | 5 |
| 13 | 地形不对称条件下盾构隧道掘进施工的地表沉降特性显示文摘为解决盾构隧道掘进施工的地层扰动效应及其周边环境影响问题,依托福州地铁5号线农洪区间隧道工程,考虑刀盘顶推力、刀盘摩阻力、盾壳摩擦力和同步注浆压力,对其掘进施工过程展开精细化数值模拟,并与实测地表沉降结果进行对比分析.进一步地,引入宽度修正系数α,提出沿江不对称地形条件下的修正Peck公式;同时开展16种不同地形条件下的数值模拟,探讨岸坡距离与拱顶埋深对地表沉降特性的影响.结果表明:最大地表沉降S_(max)和宽度修正系数α,均随着岸坡距离和拱顶埋深的增大,呈近似线性的负相关趋势.上述研究可为类似条件下的盾构隧道施工提供借鉴. | 白伟 宁茂权 关振长 | 2023 | 福州大学学报(自然科学版)2023，51，2： | 4 |
| 14 | 壁后空洞对衬砌结构力学性能影响的试验研究显示文摘壁后空洞是一种常见的隧道病害形式,对衬砌结构的力学性能有重要影响。以福建省道206线龙门隧道的病害检测与改造工程为背景,设计制作了1/10缩尺模型,完成了10组不同工况下的卧式加载试验,重点关注不同空洞赋存条件下隧道衬砌结构的力学性能。壁后空洞的存在,使得空洞附近的衬砌变形由内侧收敛变为外侧扩张,且随着空洞范围的扩大,扩张趋势进一步加剧。拱顶赋存空洞时,空洞附近的围岩压力显著增大,各测点处的衬砌轴力均出现不同程度增长;但拱腰或边墙赋存空洞时,对衬砌结构力学性能影响较小。以上对壁后空洞赋存条件下衬砌结构力学性能的定性/半定量探讨,也可为后续数值模拟研究和理论分析研究提供必要的对比与验证。 | 缑小东 高翔 关振长 | 2021 | 地下空间与工程学报2021，17，1： | 4 |
| 15 | 空气间隔装药周边眼爆破精细化数值模拟显示文摘为探讨空气间隔装药周边眼爆破的等效爆破荷载,在LS-DYNA平台上建立空气间隔装药的双孔周边眼模型,对其爆破瞬态过程展开流固耦合的精细化模拟。装药段炮眼周边岩体受爆炸应力冲击作用而粉碎,随后两股爆炸应力叠加产生的合成拉应力促使主裂缝沿炮眼连心线萌生并最终贯通;炮眼连心线上各测点的压力-时程曲线大致呈三角形,且各测点压力峰值随爆源距离迅速衰减。空气段炮眼周边不存在粉碎区,合成拉应力仍可促使主裂缝萌生并贯通;炮眼连心线上各测点的压力时程曲线呈现多峰形态,其压力峰值相较于装药段大幅降低,持时明显增长。将真实爆破荷载峰值沿炮眼连心线方向平均化为等效爆破荷载峰值,形成阶梯型等效爆破荷载。该等效爆破荷载既体现了真实爆破荷载的主要特征,又做出了充分简化,可为后续远场振动效应的数值模拟分析提供基础支撑。 | 关振长 周宇轩 吕春波 吕荔炫 | 2022 | 隧道与地下工程灾害防治2022，4，4： | 3 |
| 16 | 浅埋隧道围岩压力计算模型修正及应用显示文摘以现行规范中浅埋隧道围岩压力计算的力学模型为基础,引入潜在滑移面偏移角的概念,提出潜在滑移面可随岩土体参数变化而偏转的修正计算模型;同时利用水平条分法引入地表边界条件,通过图解法可准确求得滑移角、破裂角、侧阻力与竖向围岩压力。对不同围岩条件下进行算例分析,并通过敏感性分析探讨岩土体抗剪强度指标对块体体积、侧阻力及其分布模式、竖向围岩压力的影响。研究结果表明:在计算假定完全相同情况下,修正模型即蜕化为传统模型;而围岩等级较低时,二者计算结果相近。随着黏聚力和摩擦角的增加,岩土体整体自稳能力增强,可滑动三角形块体体积减小,使其提供的侧阻力合力降低;侧阻力分布模式受重度影响减弱,受抗剪强度指标的影响相对增强,故其分布曲线形心上移;下沉梯形块体体积增大,与减小的侧阻力协同作用,使得竖向围岩压力增加。黏聚力和摩擦角对围岩压力计算结果的影响一致,因此运用修正模型时,也可采用计算摩擦角的等效方式估算浅埋隧道的围岩压力。 | 卢钦武 关振长 郑路 蒋宇静 | 2022 | 中南大学学报(自然科学版)2022，53，11： | 3 |
| 17 | 基于拼缝有效开度的盾构隧道渗流量及衬砌等效渗透系数计算显示文摘拼缝渗漏水是盾构隧道最常见的病害表现形式,对衬砌的服役性能有重要影响。在前人研究成果的基础上,提出基于防水密封垫失效的拼缝有效开度假定,进而推导出基于拼缝有效开度的盾构隧道渗流量及衬砌等效渗透系数的实用计算公式。以国内较为通用的常规断面盾构隧道为例,利用上述实用公式估算其渗流量,并与基于块体离散元的数值模拟结果相互验证。再以3种不同几何形态的盾构隧道为原型,完成了135种不同工况下的渗流计算,探讨了有效开度、衬砌外水压及衬砌几何形态,对盾构隧道渗流量及衬砌等效渗透系数的影响。结果表明:拼缝有效开度对渗流量及等效渗透系数的影响十分显著,未考虑拼缝间密封垫失效的传统计算方法可能高估了盾构隧道衬砌的防水性能。本文所述实用计算公式,具有表达清晰、计算简便的特点,可为盾构隧道衬砌的防水设计及后续服役性能评价提供定性和定量的参考。 | 关振长 缑小东 王涛 蒋宇静 | 2021 | 工程地质学报2021，29，1： | 3 |
| 18 | 列车循环荷载下水泥土复合地基沉降的颗粒离散元计算显示文摘依托福州江阴港铁路支线水泥土搅拌桩软基处理试验工程,探讨利用颗粒离散元方法计算水泥土复合地基在列车循环荷载作用下的工后沉降问题。首先根据原场地淤泥质土的三轴压缩试验和水泥土的单轴压缩试验所得的应力—应变曲线,利用颗粒离散元建立三维数值模拟模型,并结合统计学习方法,对复合地基中的淤泥质土和水泥土颗粒的细观参数进行反演;然后按江阴港水泥土搅拌桩复合地基的实际尺寸建立缩尺的离散元数值模型,进行列车荷载下的沉降计算。结果表明:在500~1 000趟列车通过后水泥土搅拌桩复合地基的工后沉降趋于稳定,沉降量约为20 mm。这一结果与按现有规范计算所得沉降量较为接近。 | 关振长 廖重辉 罗志彬 郭光照 | 2015 | 铁道建筑2015，55，12： | 3 |
| 19 | 浅埋偏压条件下特大断面隧道地震动态响应的试验研究显示文摘以福州市二环路金鸡山隧道为工程原型,设计制作了浅埋偏压条件下特大断面隧道的1/30缩尺模型,完成了20种工况下的模拟地震动试验,重点关注隧道模型加速度、衬砌接触压力、衬砌表面应力的地震动态响应。隧道中轴面各测点PHA放大系数随高程呈近似对数型增大,改变了原场地高程效应的表现形式;隧道模型的第一卓越频率与EL波的卓越频率较为接近,其共振效应使得EL波激励引起的高程效应明显大于其他地震波。靠山侧衬砌结构所承担的地震动附加压力显著大于临空侧,且在大振幅激励下,其拱腰所承担的地震动附加压力反而大于拱脚。隧道衬砌结构的扁平率和几何曲率,对其动应力峰值的分布均有显著影响,尤其是在大振幅激励下,靠山侧拱脚处的动应力峰值显著大于其他部位。衬砌结构的裂缝发展形态特征,与接触压力峰值及动应力峰值沿衬砌环向分布的规律是相一致的。上述成果为浅埋偏压条件下特大断面隧道抗震设防提供了参考。 | 关振长 徐遒 邓涛 | 2018 | 自然灾害学报2018，27，3： | 3 |
| 20 | 基于通用条分原理的锚框支护边坡地震动力稳定分析显示文摘考虑水平地震力作用与锚框支护作用,分析微分形式的土条受力平衡,推导积分形式的滑体极限平衡,编程搜索求解相应方程组,提出一套基于通用条分原理的锚框支护边坡地震动力稳定分析方法。利用本文所述方法与数值模拟方法,分别计算了某高速公路锚框支护边坡的动力稳定安全系数,两者结果基本相同。进一步探讨了平均锚固力和地震作用系数对该边坡动力稳定安全系数的影响。本文所述基于通用条分原理的锚框支护边坡地震动力稳定分析方法,具有考虑因素全面、计算工作量小的优点,能够为边坡工程的初步设计,包括坡形设计、锚杆优化、抗震验算等,提供一种较为准确的简便计算手段。 | 邓涛 卢钦武 吴尚杰 关振长 | 2019 | 工程地质学报2019，27，3： | 3 |
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