巴玉特长隧道初始地应力场反演及岩爆预测

以巴玉隧道为工程依托,综合分析工程区构造地质环境和现场地应力实测数据,通过构建三维地质力学模型获取初始地应力场分布特征.采用微震监测系统对隧道岩体破裂进行实时监测预警,并对比分析现场微震监测和地应力场岩爆预测的可靠性.研究结果表明:隧道轴向三维地应力场总体分布规律表现为最小水平主应力σh<竖向主应力σv<最大水平主应力...     

基于残差平方和取舍常数项的地应力场反演分析

为提高地应力场的反演精度,通过文献调研发现,含与不含常数项回归模型被单独地用于反演岩体的初始地应力场,而这两类回归模型的反演结果是不相同的,因此反演结果较差的回归模型很可能被用于反演.为解决此问题,首先,结合概率统计理论提出了衡量应力实测值与计算值偏差程度的量化指标,此量化指标可以客观地选择最佳反演结果的回归模型;然后...     

某重载铁路隧道地应力测试与反演分析

浩吉铁路如意隧道在施工期间部分段落出现拱顶开裂,初支混凝土剥落、掉块等破坏现象,初步认为与隧道所处地应力环境关系密切.为了准确掌握如意隧道围岩的初始应力状态和工程区地应力分布特征,在隧道内进行水压致裂地应力测试的基础上,采用有限单元法开展隧道三维地应力场回归反演分析.研究结果表明:(1)回归反演计算值与实测值之间的相对...     

基于遗传单纯形算法与RBF网络的地应力场反演方法

为提升RBF神经网络性能,采用遗传单纯形算法优化RBF神经网络隐含层节点中心值,利用FLAC3D软件建立区域的数值计算模型来进行正分析计算,以若干测点的正应力值作为训练样本,用优化的RBF网络反演模型区域的岩体力学参数及初始地应力场。依据沙溪铜矿区的地质资料进行算例分析,该方法的反演计算值、实测值及其他RBF网络反演计算值对比表明:所采用的遗传单纯形算法优化RBF网络的反演方法是可行的,改善了计算精度,对类似工程有一定的参考价值。     

建设期高层建筑物沉降数据回归分析方法

对建设期高层建筑物沉降观测数据的回归分析计算至关重要。本文结合具体工程案例,以其代表性观测点位沉降数据为依据,系统介绍有关回归分析方法和理论实践。首先对沉降数据进行趋势法检验计算,以发现数据中是否存在粗差影响;其次选择合适的回归模型对数据进行回归计算比较;最后对较适合本案例的回归模型依次进行模型显著性检验、回归系数显著性检验以及对较大预测残差值t处进行预测区间估算等,通过系统的计算、比较和检验分析,从而确定最适合的数据回归模型,以对建筑物其他沉降数据和后期沉降预测进行检验和分析。     

基于监控量测的隧道围岩分级方法及其应用研究

以建设中的渝万高速铁路孙家湾隧道为例,通过现场实测获取了岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水影响修正系数、主要软弱结构面产状影响修正系数。运用监控量测和扩张卡尔曼滤波非确定性反分析技术,获得了围岩初始地应力状态影响系数。在此基础上计算了修正后的岩体基本质量指标[BQ]值,并对隧道掌子面附近围岩进行了分级。结果表明:采用基于现场监控量测的分级方法,能够快速获得围岩的真实等级,为修正设计阶段的围岩等级和优化施工方法提供依据。     

隧道围岩挤压变形预测方法研究

研究目的:围岩挤压变形预测是高地应力地区软弱围岩隧道勘察和设计阶段的一项重要工作。目前常用的临界埋深法和临界应力比值法均有局限性,迫切需要提出更加符合实际的隧道围岩挤压变形预测方法。研究结论:围岩挤压变形预测可采用强度应力比进行,建议采用Hoek-Brown经验强度公式和GSI法对岩体强度进行估算,F中地应力应取垂直于隧道走向的最大地应力。挤压变形破坏大都发生在F≤1的情况下,而剧烈挤压变形一般发生在F≤0.5时,可将0.5和1分别作为不同级别挤压变形的临界预测值。实践表明,采用F值法对围岩挤压变形进行预测是可靠的。     

铁路岩体初始应力场评估的探讨

研究目的:在实际工作中,根据地应力资料进行评估,铁路绝大部分隧道都处于极高地应力、高地应力状态,引发围岩调整、工程措施加强,从而会引起投资大量增加,甚至在分析隧道衬砌开裂和变形的原因时引发大的争议和混乱,但实际已开挖的隧道发生岩爆、大变形的工程案例却是极少数。本文通过岩体力学理论、地应力资料、工程案例并结合相近行业有关规定,对铁路规范中的铁路岩体初始应力场评估进行探讨。研究结论:(1)铁路规范对初始地应力场的评估不符合实际,应修改,初步判定实测地应力大于30 MPa时,岩爆发生的可能性增大;(2)对初始地应力场的评估结论应慎重,引发的增加投资应纳入动态设计;(3)勘察设计阶段的地应力测试应合理、适当;(4)该研究成果可应用于铁路规范修改及隧道勘察。     

岩体变形参数的应力状态效应研究

岩体力学参数存在随应力状态不同而变化的特性,称为应力状态效应。岩体力学特性的实测值具有空间场分布特征,分析表明地应力(或围压)的有规律变化是造成岩体力学参数空间变化的主要原因。考虑到实测地应力多具有较大的离散型,尝试利用反演方法获取地应力场信息,通过多元回归分析得到实测岩体变形参数与地应力的经验关系,以研究岩体变形参数的应力状态效应。通过一工程实例研究:得到地下厂房区域的岩体变形模量为16 GPa左右,与反演分析结果也比较符合;通过应力状态效应研究得到的岩体变形参数物理场,是一个渐变的物理场模型,是更为符合工程实际的;主要考虑了岩体力学参数的应力状态影响,通过一系列的计算得到,人为因素少,计算结果可供工程实践参考。     

基于地震活动性参数b值的地应力评估方法研究

在铁路选线的可行性研究阶段,当线路方案尚未确定时,不宜通过大规模的钻探查明地应力数值,而希望借鉴现有资料或经验公式对地应力状况有所把握。国内外已有研究表明,在反映地震震级与发生频率的幂律关系中,幂指数b值与地应力水平具有反相关关系,据此提出增加参数b,对水平主应力随埋深分布规律统计回归方程进行修正的方法。以川藏交通廊道地应力分析为例,绘制地震活动性参数b值的空间分布云图;基于研究区已有地应力实测数据,以埋深H和b值作为自变量,拟合得到地应力量值的评估模型,经检验,与目前仅采用埋深作为自变量的方法相比,评估精度明显提高。     

乌鞘岭隧道F4断层支护结构位移反分析

研究目的:乌鞘岭隧道F4断层区段是该隧道设计施工中的一个重点地段,为了使隧道能顺利地穿越该地段,需要确定其初始地应力和材料性质等参数.研究结果:本研究根据乌鞘岭隧道现场量测的收敛信息,依据位移反分析方法,采用有限元程序,确定了F4断层的原始地应力及材料特性参数.同时采用特征曲线法,计算了初期支护、锚杆和二次衬砌的内力并判断了支护结构的稳定状态.     

水准点稳定性F检验法与t检验法异同的研究

水准点稳定性检验一般有F检验法与t检验法两种方法,其中t检验法算法简单且更能够检测异常值,但是有时把一些沉降量稍大的也认为是动点。采用F检验法和t检验法分别对一组水准点进行稳定性分析,得出两种不同的结果,说明不同的检验法得到的结果可能不同。就此现象,分析认为从可靠性方面讲,t检验法是不合理的,从检测速度及尽可能多的剔除异常值方面讲,t检验法较F检验法合理。     

大相岭隧道岩爆数值模拟预测研究

从大相岭隧道实测原始地应力入手,对不同的地应力场具有针对性地建立二维、三维数值模型,来进行岩爆时空效应的数值模拟研究。二维模型通过采用不同地应力释放率,来考虑岩爆发生的时间效应,且确定出岩爆易发生的隧道部位及最大地应力沿洞周分布规律和范围。同时采用三维模型,探明了大相岭隧道在两种不同特征地应力场中开挖时最大地应力的分布规律,并得出了最大主应力分布范围与开挖进尺及支护的关系,具有一定的实际意义。     

渝怀铁路黄草隧道岩体空间应力测试与分析

通过岩体空间应力测试分析出渝怀铁路黄草隧道存在极高地应力,应力比均小于4,为按照新奥法原则进行设计、施工提供了可靠的实测数据。经过变更设计改变衬砌类型和支护参数,保证施工安全。黄草隧道岩体应力测试结果可为今后软岩地质、极高地应力地质的隧道设计、施工提供借鉴。     

基于高速列车运行实绩的致因-初始晚点时长分布模型

高速列车初始晚点时长分布模型是行车指挥决策及相关理论研究的基本依据,具有重要的理论和实践意义。本文基于广铁集团高速列车运行实绩,研究不同致因情况下初始晚点时长的分布模型。以2014—2015年高速列车初始晚点时长为建模数据,通过Kolmogorov-Smirnov检验比选5类典型模型对不同致因导致高速列车初始晚点时长分布曲线的拟合效果,运用R软件对模型参数进行极大似然估计。研究发现:对数正态分布模型拟合效果最优;韦伯分布模型、伽马分布模型拟合效果较好。以2016年初始晚点时长数据进行模型校验,以2014—2016年数据进行双样本同分布检验,结果表明对数正态分布模型总体上能够满足校验数据的拟合度要求,也能通过双样本同分布检验。     

基于逐步回归分析的既有铁路钢桁桥有限元模型修正

提出一种基于逐步回归分析的有限元模型修正方法,根据显著性分析,逐步将显著性高的展开项引入,同时剔除不显著的展开项,保证各展开项都是显著的,然后用回归得到的响应面模型代替初始有限元模型进行迭代修正,达到有限元模型修正的目的。采用该方法对一既有铁路钢桁桥的有限元模型进行修正,并与基于灵敏度的模型修正方法进行比较。修正后有限元模型的频率计算值与实测值吻合,修正后的有限元模型能更准确地反映实际结构的力学性能。该方法可以大幅度减少展开式中的待定系数,具有较高的计算精度和效率。     

弱膨胀土地区基坑周边地表沉降预测模型的构建

为了探寻弱膨胀土地区深基坑周边地表沉降和时间的关系,选取淮南市数码广场深基坑监测数据,采用Origin专业软件分别建立Ratkowsky模型、泊松曲线模型、对数曲线模型、二次曲线模型、三次曲线模型、幂函数曲线模型6种回归模型进行拟合分析。通过回归方程拟合度、回归方程显著性检验以及回归系数显著性检验,发现幂函数曲线模型拟合度较高。应用该模型对基坑南侧道路上DL08的监测数据进行预测,预测值与实测值相符。该非线性幂函数曲线模型可用于同一地区地表沉降的预测。     

隧道工程岩体完整性新的评价参数及方法

研究目的:隧道围岩分级是隧道勘察设计中的重要参数,以往工作中主要通过地质调查法、钻探法、物探方法定性判识隧道岩体完整程度,物探法主要以弹性波速度作为岩体完整性评价的参数,但针对深埋隧道,由于埋深大,难以直接从地表获得隧道洞身岩体的波速值,使得围岩等级的划分缺少依据。本文建立层状岩体模型,通过研究分析岩体几何参数与电性参数的相关关系,拟提出一种新的围岩完整性评价参数及方法。研究结论:(1)基于层状岩体模型电阻率计算公式,推导出岩体几何参数与电性参数的相关关系,提出了一种新的表征岩体完整性的参数——岩体完整性系数Kr;(2)Kr表征完整岩石在单位岩体中所占的比例,Kr值越大,岩体越完整;(3)通过钻孔综合测井试验,论证Kr可以作为评价岩体完整程度的量化指标,初步统计得出Kr与岩体完整程度量化关系表;(4)Kr评价岩体完整性方法可用于铁路隧道勘察设计阶段,也可用于其他地下工程勘察设计阶段。     

列车可修系统的可靠性分析与评估

可修系统的相邻故障间隔通常不是独立同分布的,而非齐次泊松过程(NHPP)模型一般用来分析既不独立也不同分布的随机变量,AMSAA模型是可修系统可靠性研究中应用最为广泛的NHPP模型。提出了一种列车可修系统的可靠性分析与评估方法,通过对数据进行拟合优度检验,确定可靠性数据是否符合AMSAA模型;利用极大似然估计法进行参数估计;采用Laplace分析法对可靠性数据进行趋势检验,以验证产品的可靠性是否存在变化;并对可修系统的可靠性参数进行评估。最后,利用该方法对某列车受电弓的运营数据进行了可靠性分析和评估。     

基于灰色综合评估和PSO-BP的地铁车辆可靠性评价

为了更加科学地评价地铁车辆的可靠性状态,并依据评价结果指导车辆检修策略的调整,使上线车辆的可靠性处于可控状态,提出采用灰色综合评估和粒子群算法优化反向传播神经网络(PSO-BP)预测相结合,综合评价地铁车辆当前的可靠性状态。依据地铁车辆安全评价相关标准,确定地铁车辆可靠性状态评定等级、取值范围及对应状态。基于车辆各子系统当前故障数据分析获取各子系统可靠度及评分值,同时利用层次分析法确定各子系统所占车辆的权重,根据各子系统评分值及权重采用灰色综合评估法确定车辆不同可靠性等级的比重,对车辆可靠性状态进行预分析。利用BP神经网络和PSO-BP神经网络可靠度预测模型,根据历史故障数据对车辆各子系统的可靠度进行预测,并对比2种模型的预测精度。根据灰色综合评估法预分析结果和PSO-BP神经网络可靠度预测结果,综合评价车辆当前的可靠性状态。以上海地铁某车型为例,依据各子系统的故障数据进行算例分析及验证。研究结果表明：PSO-BP神经网络相比于BP神经网络预测的相对误差降低了4.39%,具有较好的预测精度。将灰色综合评估和PSO-BP预测相结合,可以更客观准确地评价地铁车辆当前可靠性状态,为深入开展轨...