基于全景展开图像的隧道衬砌渗漏水数字化识别方法研究

文章通过隧道衬砌展开影像生成器软件对隧道衬砌渗水区域采集影像进行特征点提取、图像匹配、模型识别、图像展开与拼接处理,得到隧道衬砌的全景展开图像。利用图像分割与处理技术,对全景图像采用灰度图像转换、阀值选取、二值图像开闭运算等原理实现对图像渗水区域信息的识别与修正,并基于贵州某运营公路隧道衬砌渗漏水实例,经过若干算法程序提取出该隧道渗水病害的位置、面积及病害长度等特征信息,建立了一套隧道衬砌渗漏水病害的数字化识别系统,可为隧道衬砌渗漏水检测提供一种便捷、高效、全面的综合检测手段。     

公路隧道二次衬砌纵向裂缝非线性数值模拟研究

已建隧道普遍存在衬砌开裂现象,裂缝的存在会降低隧道衬砌的承载能力.文章为研究带裂缝隧道衬砌的力学性能,提出了塑性地压、松弛土压、偏压等三种受力裂缝数值模拟的荷载施加模式;分析了几种常见裂缝模型的原理及适用性,并且基于钢筋混凝土有限元非线性分析理论,利用分布裂缝模型进行不同荷载模式下隧道二次衬砌开裂至破坏的全过程分析;通过计算得出了不同加载方式下裂缝的发展及分布规律.研究结果可为隧道衬砌裂缝成因判断及二次衬砌加固改造提供理论支撑.     

基于FAST特征检测和FLANN特征点匹配算法的隧道展布图拼接方法研究

本文研究基于FAST特征检测和FLANN特征点匹配算法的隧道展布图拼接方法,主要解决目前隧道图像拼接中全幅拼接的技术问题。文章对一个隧道中隧道检测车分别左右检测两次所获得的两组隧道衬砌面图像进行分析,在每组数据中包含了一定量多个相机等距离触发、同一时刻同步拍摄的半幅隧道拼接数据,对隧道全幅拼接技术的进行详细分析和研究,提出了有效的解决方法,可以快速、准确地拼接出隧道展布图,满足隧道养护需求。     

隧道衬砌多点独立加载试验系统研发与应用

隧道衬砌模型试验是一种研究衬砌力学性能和开裂行为、指导隧道衬砌结构设计优化与维修加固的重要试验手段。文章介绍了自主研发的隧道衬砌多点独立加载试验系统,该系统能够按照二次衬砌荷载的分布形态和量值,对大尺寸衬砌模型的15个关键位置进行低速高精度加载,实现复杂受力条件下衬砌结构受力变形和开裂行为的物理模拟。以某黄土隧道浅埋段衬砌断面为试验背景,基于二次衬砌受荷现场监测结果,利用该试验系统进行了相似比为1∶10的二次衬砌受力变形模型试验,归纳总结了二次衬砌的开裂特征与应变变化规律。结果表明,该系统加载效果良好,加载精度满足工程试验要求。其试验结果有助于预测二次衬砌裂缝病害发展,明确衬砌加固重点区域,可为衬砌的维修加固提供帮助。     

运营公路隧道安全评估

通过对某运营公路隧道的衬砌和路面状况、衬砌厚度与其背后回填状况、衬砌混凝土强度、隧道净空断面、风道吊杆和吊顶板、隧道路面横坡及抗滑性能等的调查与检测,对其安全性进行了评估,结果表明下行隧道病害严重,已达到“2A”级,需要尽早对隧道衬砌背后的空洞、隧道衬砌裂缝和渗漏水等问题进行全面综合整治。文章介绍了该隧道安全评估的检测项目、方法及频率。     

连拱隧道衬砌裂缝的三维监测研究

文章从发生方向、部位、宽度以及形成机理等方面对连拱隧道衬砌裂缝进行了分类,并简要介绍了隧道衬砌裂缝的监测方法以及三维裂缝监测的监测原理.最后,结合一连拱隧道实例介绍了隧道衬砌裂缝的三维监测方法和监测结果.     

基岩完整隧道衬砌环向裂缝成因分析及其防治措施

文章通过向莆铁路线七座完整基岩隧道二次衬砌环向裂缝的统计,对隧道衬砌开裂的原因进行了综合分析,阐述了混凝土结构裂缝的危害大小程度,以及设计及施工管理过程中对衬砌裂缝的控制途径,并对此提出了相应的处理措施和建议.     

基于支持向量机的隧道衬砌空洞机器识别方法

探地雷达是检测隧道衬砌空洞最为有效的方法之一,但检测数据的解析始终是限制其广泛应用的关键。基于支持向量机的基本理论,文章建立了一套隧道衬砌空洞探地雷达图像的机器识别方法,该方法包括图像预处理、特征提取和支持向量机识别三个步骤。首先,探地雷达图像需经过零时修正、滤波、偏移、增益等预处理以提高信噪比;其次,对图像的时域信号进行分段,在分段信号上提取方差、标准绝对偏差和四阶矩三个统计量作为图像特征;最后,利用已知数据对支持向量机模型进行训练,并用数值模拟和模型试验数据对训练好的支持向量机模型进行测试。结果表明,该方法不仅能够准确识别隧道衬砌和围岩内的空洞,还可以对空洞埋深及横向分布范围做出较准确的判断。     

公路运营隧道衬砌裂缝长期监测及分析

裂缝在公路运营隧道衬砌结构中普遍存在,其稳定与否直接关乎隧道的运营安全,而通过监测手段分析预测裂缝的发展态势是一种最为直观和有效的手段。文章针对目前衬砌裂缝监测成果偏少这一现状,依托某二级公路隧道工程,主要对以下内容进行研究:从裂缝类型、所处位置及围岩级别、裂缝的几何特征3个方面分析了衬砌裂缝的分布规律;采用光栅光线传感器对选取的12条典型衬砌裂缝进行了为期2年的监测工作,监测成果表明衬砌裂缝发展规律可大致分为平稳型、周期性变化型、增长型及闭合型4种,且从裂缝几何特征参数的监测数据可以看出,多数裂缝处于一种相对稳定的可控状态,对隧道结构稳定性影响较小;从勘查设计、施工以及运营管理3个环节对隧道衬砌裂缝成因进行了系统分析,并据此提出了隧道衬砌裂缝预防措施;对衬砌裂缝的治理,建议采用"先监测、后分类、再选择治理措施"的治理理念。研究成果可为国内外类似隧道工程衬砌裂缝评估及防治提供参考与借鉴。     

隧道裂缝缺陷处治技术在施工中的应用

隧道工程中常见的质量缺陷是衬砌混凝土裂缝。文章针对某高速公路K隧道施工中存在的衬砌裂缝现象,通过对裂缝的调查与检测,分析了产生裂缝的原因,制定了裂缝处治+钢带加固的综合处理措施,有效保证了隧道工程的安全和质量。     

铁路隧道结构设计参数对二次衬砌裂缝影响规律研究

对玉磨铁路安定隧道二次衬砌裂缝的分布进行统计分析，并提出一种更接近实际荷载情况的模拟方法，对二次衬砌的裂缝发展规律和控制因素进行研究。采用正交试验研究四因素（混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径、保护层厚度）三水平条件下衬砌裂缝情况。结果表明：现场衬砌裂缝分布情况统计显示裂缝主要分布于拱脚和拱腰位置，拱顶次之，拱肩裂缝较少，纵向裂缝比例达到63%，环向裂缝和斜向裂缝占比分别为18%和19%；衬砌各部位损伤出现的顺序为拱脚、拱顶、拱腰、拱肩，而裂缝发展程度一般为拱脚>拱腰>拱顶>拱肩；二次衬砌结构参数对拱脚裂缝宽度的影响程度为混凝土强度等级>保护层厚度>衬砌厚度>钢筋直径；随着因素水平的提升，混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径的影响程度逐渐减小，衬砌厚度影响趋势则相反。     

分离式套拱加固带裂缝衬砌的变形规律试验研究

文章基于1∶10的相似比制作拱顶带单条纵向裂缝且裂缝深度为原衬砌厚度1/3的隧道二次衬砌模型,采用弹簧模拟地层抗力,进行了分离式套拱加固衬砌(原衬砌与新增套拱之间增设防水板)的径向加载试验,得出了带裂缝衬砌经分离式套拱加固后的变形规律与破坏模式。结果表明,在松动荷载作用下,分离式套拱加固结构的受力过程分为"初期加载—预制裂缝径向贯通、预制裂缝径向贯通—套拱拱顶裂缝径向贯通、套拱拱顶裂缝径向贯通—试件破坏"三阶段,破坏荷载由原衬砌拱腰截面控制,关键部位破坏顺序为拱顶开裂—拱腰断裂—拱顶破坏,整体破坏性质为脆性破坏。     

考虑接头真实性能的盾构隧道衬砌结构计算模型与混合分析方法

由于接头的存在,盾构隧道衬砌结构分析面临巨大的挑战。基于接头处的位移量测数据,混合分析方法可以有效地降低衬砌结构分析的复杂程度。但对于设计阶段的盾构隧道,接头处的位移量测数据是未知的。为此,文章基于圆形拱的线弹性理论的解析解,结合接头的线性刚度模型,针对盾构隧道衬砌结构的设计,提出了一种解析计算方法。为了验证线性接头刚度模型的适用性,该种解析方法被应用于盾构隧道衬砌结构足尺试验的分析并将相应的结构分析结果与已经发表的混合分析方法所得结果进行对比。结果表明:基于线性接头模型的结构分析能较好地计算内力的分布;在位移方面,该方法的预测精度尚有不足。     

衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术

隧道衬砌开裂将影响隧道的承载能力和使用安全.文章主要分析了铁路隧道开裂状况及原因,对裂缝宽度的影响程度进行了分级,利用断裂力学的方法研究了衬砌开裂隧道的稳定性,并提出了相应的裂缝治理技术.     

公路隧道二次衬砌渗漏水注浆加固效果分析

文章基于某公路隧道二次衬砌渗漏水注浆加固实践,对超细水泥、普通硅酸盐水泥及聚合物水泥3种注浆材料的注浆效果进行对比分析。通过开展二次衬砌注浆试验,对0°、30°、45°三种裂隙倾角的衬砌裂缝进行注浆加固效果分析,确定聚合物水泥为最佳注浆材料。     

基于地质雷达无损探测的隧道衬砌质量检测方法

在开展隧道衬砌质量检测过程中,由于检测规模较大,导致难以实现对其整体的高精度检测,因此,提出基于地质雷达无损探测的隧道衬砌质量检测方法研究。分别将SIR3000型地质雷达、钢卷尺以及900MHz天线作为检测设备,沿拱顶及距拱顶水平距离为定值的两侧拱腰布设3条纵向检测线后,按照隧道衬砌施工设计情况,对衬砌厚度数据输出方式进行差异化设置,并根据反馈雷达信号检测隧道中不同位置衬砌的厚度,从而判断衬砌质量。根据测试结果可知,该方法对隧道不同位置衬砌厚度的检测结果误差稳定在0.2cm范围内,具有较高精度。     

隧道二次衬砌裂缝处治技术的应用

文章结合高速公路隧道病害处治实例,介绍了隧道二次衬砌裂缝产生的原因、衬砌裂缝处治方案及施工工艺,并阐述了隧道衬砌裂缝处治技术在公路隧道病害处治中的应用情况。     

地铁暗挖隧道二次衬砌水头控制值及影响因素研究

文章结合广州某地铁暗挖隧道二次衬砌结构特点,通过三维数值模拟,研究了外水压力作用下二次衬砌的渐进性破坏过程。获得了二次衬砌各受力阶段对应的水头控制值,并针对影响二次衬砌水头控制值的相关因素进行了参数敏感性分析。根据现场检测结果,分析论证了某暗挖地铁隧道二次衬砌结构出现局部垮塌事故的主要原因。研究结果表明:广州地铁常规单线暗挖隧道二次衬砌的起裂开裂水头为30 m,水头大于47 m后裂缝深度将超过保护层厚度,大于74 m后混凝土压碎,大于90 m后钢筋屈服,大于95 m后裂缝贯通截面;为保证二次衬砌的耐久性,水头控制值应设定为47 m;对二次衬砌进行合理配筋并确保二次衬砌厚度,可有效提高二次衬砌的水头控制值;某隧道二次衬砌出现局部垮塌事故的主要原因为较高外水压力作用下二次衬砌厚度严重不足所致。     

盾构隧道新型衬砌结构受力性能与设计参数

盾构隧道衬砌结构由管片和接头组成,接头的形式直接影响盾构隧道的整体力学性能。上海地铁18号线盾构隧道衬砌结构环间采用了插入式快速接头,块间采用了新型的滑入式快速接头,这种新型衬砌结构受力性能尚不明晰。文章针对通、错缝拼装的新型衬砌结构,分别进行设计工况下的整环足尺试验。通过试验结果分析,得到了不同拼装方式下新型衬砌结构的受力性能;讨论了结构的计算模型,计算了不同工况下结构修正惯用法设计参数,为新型衬砌结构的拼装方式比选、设计计算提供了参考和依据。     

鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨

隧道二次衬砌开裂成因复杂,只有分清隧道二次衬砌开裂原因,才能对其提出合理的处治对策,以保证隧道施工、运营安全。文章以某高速公路(炭质)千枚岩隧道为例,基于隧道出口段二次衬砌开裂特征,结合现场监控量测以及工程地质条件,分析该隧道二次衬砌开裂主要原因是围岩地质条件差、围岩级别低且二次衬砌施作过早。然后进一步采用数值计算分析不同二次衬砌施作时机下的应力特征,结果表明:二次衬砌施作过早导致边墙和拱腰附近二次衬砌内侧产生较大的拉应力,且二次衬砌施作越早,拉应力越大,这将导致二次衬砌张拉开裂;在初期支护变形量为隧道最终变形收敛值的65%~70%之后施作二次衬砌较适宜。建议在类似隧道施工中加强监控量测,严格控制二次衬砌支护时机。