大跨扁平连拱隧道复合式中墙优化研究

为确保隧道施工安全、减少开挖跨度和节约工程投资,针对某依托工程,首先通过ADINA有限元数值模拟,对不同中墙形状下隧道中墙的受力与变形特征进行了分析,选取了复合式中墙最佳形状,在此基础上,对不同中墙厚度时围岩位移、中墙位移与中墙应力等变化全过程进行了研究,并通过现场监控量测对数值模拟结果进行了对比和验证分析。优化了大跨扁平连拱隧道中墙形状,提出了中墙配筋的关键控制因素和Ⅴ级围岩地段合理中墙厚度。     

基坑开挖引起盾构隧道位移的控制措施研究

为了研究软土区深基坑施工对邻近既有盾构隧道变形影响及保护措施,以杭绍甬高速公路明挖隧道与杭州地铁1号线盾构隧道交叉节点工程为依托,采用有限元数值模拟方法,依次分析了采取不同工程措施后,盾构隧道主体结构的变形情况,并将计算最终位移变形量与实际监测位移结果进行了对比。结果表明:上方基坑开挖对下方盾构隧道的影响显著,在无任何辅助加固措施情况下,盾构隧道最大竖向变形量远超允许变形量;采用地基加固、抽条开挖、“门式框架”、及时反压等工程措施后,对盾构隧道竖向位移的控制作用显著;现场位移监测结果与数值模拟位移结果相吻合,表明本文提出的工程措施合理可行。     

触发式位移计在山区公路边坡远程实时监测中的应用

地表位移是边坡变形监测中的重要特征量，而常规的地表位移监测仪器难以有效融入远程自动监测系统中。利用新型触发式位移计对公路边坡地表位移进行监测，位移计与接收器之间可以利用无线传感网进行短距离无线组网，接收器连接采集传输系统通过GPRS网络将监测数据远程实时传送到远程监控中心，形成了节能、高效、无线、实时的地表位移远程监测系统。该位移计精度可达到1 mm，通过室内标定和现场变形对比观测分析，验证了该设备的精度。通过在某高速公路边坡的安装运行，位移计成功地进行远程监测预警，根据实时的位移监测结果，为高速公路的防灾减灾提供了参考依据。     

高速公路浅埋隧道施工过程动态监测与三维有限元仿真分析

结合河南某高速公路浅埋隧道实际工程,在现有隧道施工过程动态监测与数值模拟的基本理论方法的基础上,建立三维有限元模型研究了浅埋隧道施工过程中围岩位移变化规律。通过仿真成果与隧道围岩位移实测值的比较,认为数值模拟分析中得到的施工过程中隧道围岩位移场变化规律基本与实际相符合,从而便于更好地开展施工监控和施工指导工作。     

高速公路浅埋隧道施工过程动态监测与三维有限元仿真分析

结合河南某高速公路浅埋隧道实际工程,在现有隧道施工过程动态监测与数值模拟的基本理论方法的基础上,建立三维有限元模型研究了浅埋隧道施工过程中围岩位移变化规律。通过仿真成果与隧道围岩位移实测值的比较,认为数值模拟分析中得到的施工过程中隧道围岩位移场变化规律基本与实际相符合,从而便于更好地开展施工监控和施工指导工作。     

浅埋黄土隧道管棚加固支护效果数值模拟分析

基于通定高速公路某浅埋黄土隧道工程,采取三维数值模拟和现场监测等手段,对浅埋段渗流黄土隧道的加固支护方案进行研究,分析对黄土隧道浅埋段施行超前管棚加固支护的可行性。针对不同的加固支护措施进行数值模拟分析,结果发现：超前管棚支护下拱顶沉降量减小16.2%,初期支护的轴力最大值减小19.8%。监测结果表明：超前管棚支护与超前管棚+超前小导管支护两种工法并用所能减小的竖向位移的百分比（27.8%、28.1%）非常接近,但超前管棚支护能大大节省额外施作超前小导管的费用和时间,有效地控制了拱顶范围内的围岩变形,验证了超前管棚加固支护工法的经济性和有效性。     

桥、隧、路、堤组合结构应用技术

为解决受周边既有环境影响下隧道出入口的展线难题,依托长沙市营盘路隧道工程实例开展系统性研究。结合桥、隧相连工程的实际特点,提出一种桥、隧、路、堤组合结构方案,并对该方案实施的可行性进行详细分析及阐述。通过运用Plaxis2D有限元软件对组合方案进行受力计算,结果表明: 护壁墙与隧道结构在位移的变化上基本达到协同变形,所设置的联系横、纵梁结构能有效地将护壁墙与隧道结构连接成整体,起到整体受力的作用。同时,在工程施工期间进行现场监测,结果显示： 大堤周边地表累计最大沉降量为15.44 mm,水平最大位移为6.72 mm,实际监测量均小于数值模拟的最大沉降量（21.34 mm）和最大水平位移（8.77 mm）。模拟结果对施工起到一定的指导作用,组合方案在满足承载力要求的前提下,最大限度地保留既有原始地貌,解决了特殊条件下的交通功能问题。     

基于光纤温度传感的高速公路隧道机电设备监测

将光纤温度传感技术应用于高速公路隧道内机电设备的温度状态监测,具有安全实时的技术优势。为解决隧道内机电设备散热易触发系统误报的问题,优化温度监测系统的运行效果,对高速公路隧道内温度场特点进行分析,针对性地设计信号分析和异常事件识别判断方法。经过多次现场模拟异常升温测试和长期的运行核实检验效果表明,光纤温度传感系统能够对高速公路隧道内机电设备的异常升温和突发火灾等情况进行及时有效地监测和定位。     

基于数值模拟与动态监测的长大公路隧道施工支护优化研究

以河北省张石高速黑石岭隧道为研究对象,采用三维仿真数值模拟方法对隧道软弱破碎围岩段支护方案进行了优化分析研究。并采用现场监控量测对优化方案进行了动态监测,结果与数值模拟结论基本吻合,可见采用数值模拟方法在隧道工程分析上是可行的。     

昆明地铁重叠隧道盾构施工位移数值模拟分析

昆明地铁首期工程一号线临近昆明火车站区间采用近距离重叠隧道方案通过,其上下垂直净距仅1.8~4.0 m,盾构施工期间的地表位移对既有建筑物的正常使用将会造成影响,是地铁施工中应重点控制的关键。因此,运用PLAXIS数值软件,对设计盾构方案施工条件下的地表沉降及上下隧道关键部位的位移,进行数值模拟,以评估设计方案的可行性。对上下隧道的洞顶、洞底及隧道中心线所对应地表的位移进行了数值模拟与监测的对比分析。结果表明:在既有设计方案条件下,各处位移均小于昆明地铁监测项目控制值,可以采用设计方案中的盾构参数进行施工。     

隧道无线健康监测系统环境敏感性分析

随着隧道运营时间的不断增加,在行车荷载、地质和水文条件变化、材料老化、周围环境施工等共同作用下,隧道结构会出现不同程度病害。隧道病害具有时间和空间随机特性。介绍采用隧道无线健康监测系统对隧道健康状况进行监测。隧道无线健康监测系统由无线传感器、中继器、基站和用户端组成,采用ZigBee技术实现监测数据无线传输。无线健康监测技术具有布置灵活、安装方便、便于维护管理等特点。对空旷场地、有遮挡场地和运营隧道等不同场地条件下的无线传感器传输距离和组网能力进行测试和研究,结果表明：中继器与无线传感器的相对位置对传输距离有显著影响,隧道内无线传感器的传输距离不低于100m;无线传感器自组网能力强,可以实现相互中继。     

基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统

为解决当前隧道瓦斯监控系统存在的不足和实现监控系统“多网合一”、信息化和智能化的迫切需求,建立基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统架构,从功能上分为感知层、传输层和应用层3层结构,并就其中涉及到的无线传感器网络、人员定位、无线甲烷监测系统、MIMO无线传输技术、智能视频系统、手机短信报警系统、爆破监控系统等实现瓦斯隧道内环境、人员、设备状态等全面监控所用到的关键技术进行研究,对便携式甲烷检测报警仪和智能瓦斯报警矿灯等新设备在瓦斯隧道中的运用情况进行分析与总结。实现了瓦斯隧道全面感知,传感数据无线传输,瓦斯移动与定点监测,人员精确定位,爆破人、机、环闭锁,远程与多级多员监控,充分实现了施工过程的智能化和信息化,起到了科学有效的监测监控和预警作用,提升了瓦斯隧道施工安全管理水平。     

基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统

针对城市立交桥运营期间的结构健康监测问题,基于LoRa无线网络技术设计并研发了城市立交桥远程监测数据采集系统,并进行了工程应用。系统以物联网架构为基础,由安装于城市立交桥现场的传感器数据采集节点、无线传输节点和部署在云端的监测云平台的3部分组成。现场设备通过LoRa技术以星形拓扑结构进行无线组网,将采集的监测数据远程上传至云平台,最终实现了监测数据的自动采集、无线传输、远程监控、智能预警的全功能流程。监测结果表明,基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统对提高城市桥梁运营期间的安全管理水平具有积极意义。     

基于无线网络的车载诊断系统开发

为了有效地控制汽车尾气排放,基于ZigBee技术开发了车载诊断OBD系统,提出了系统总体设计方案,建立了车载监测数据库,选用MC9S08GT60微控制器和MC13192无线模块构建了无线网络通信的硬件平台,借助BeeKit无线连接工具包生成工程文件,在CodeWarrior IDE开发环境下设计了监测站协调器组网程序、车载终端设备的组网程序和氧传感器电压信号收发程序。试验结果证明,该系统完成了监测站协调器和车载终端之间的数据交换,并把数据传送到监测站计算机,实现了OBD系统的无线网络化。     

无线自组网式钢支撑应力监测系统在地铁车站深基坑施工中的应用

为保证地铁车站深基坑施工开挖过程中钢支撑施工安全和工程质量,根据现场深基坑的实际情况,采用了无线自组网式钢支撑应力监测系统。首先,介绍了自组网式系统的组成和工作原理;其次,对钢支撑轴力重点部位合理布设WSN(无线传感器网络)协调器、WSN路由器、WSN采集器以及应力传感器进行实时监测;最后,介绍了无线自组网式钢支撑应力监测系统与普通系统的优缺点,发现该系统能够及时反馈信息,并且在一定程度上降低了人员的劳动强度,可以有效避免支撑轴力超过设计强度导致支承破坏而引起的整个支护体系失稳。     

基于工业以太网的隧道施工通风环境参数自动监控系统研究

为提高隧道施工通风系统自动化、信息化水平,提出了一种基于工业以太网络的隧道施工通风监控系统结构框架。系统由上位工控机、下位1200系列PLC及相关模块和传感器组成。工控机中采用Win CC软件编写监控程序,实现隧道施工环境与工作参数的实时监测;采用神经网络算法对现场数据进行学习,得到变频器输出频率的控制规律;1200PLC通过485电缆读取传感器数据;1200PLC和工控机之间通过以太网网线、光纤和无线局域网构成工业以太网络,实现系统环境参数和工作参数的共享。系统在天目山隧道施工通风项目部进行了调试与测试,结果表明:1)1200PLC可以采用485电缆和Modbus协议在掌子面施工环境下顺利读取多个传感器的数据;2)可以采用无线WIFI技术实现衬砌台车两端信息的稳定、可靠传输;3)可以采用神经网络模型实现施工隧道环境参数与风机频率之间的非线性映射。     

基于全站仪的隧道自动化监测

近年来,越来越多的城市地下空间开发邻近既有地铁隧道、公路隧道,需要对既有隧道进行实时的自动化监测。全站仪是一种高效、高精度的三维测量设备,可较为方便的在狭长型分布的地下隧道内组建自动化监测系统。本文主要介绍了基于全站仪的隧道自动化监测技术,探讨了隧道沉降、收敛、水平位移监测的精度与可靠性。从多个工程实例来看,采用高精度的全站仪组建自动化监测系统具有良好的适用性,用于隧道的监测精度较高,可满足实时监测的需要。     

复合盾构滚刀磨损的无线实时监测系统

为了实时监测复合盾构掘进过程中滚刀的磨损和工作情况,建立了一套滚刀磨损的无线实时监测系统,将滚刀刀圈与传感器之间的距离变化转换为电压信号,经计算处理后得到滚刀刀圈的磨损量。在信号传输中使用无线结合有线的方式,将监测数据从终端节点经中继路由传输到上位机监控系统。分析了滚刀失效的主要类型、监测及判断机制,重点探讨了其安装结构和实现方案。结合某工程现场实验,证明该系统能有效地监测滚刀刀圈的磨损量,从而实现滚刀刀圈磨损的实时监测。     

基于无线射频技术的汽车轮胎胎压监测系统研究

胎压异常严重威胁着交通安全,随时会造成交通事故,是汽车安全问题上的一个关键点.针对这个现象,本设计提出了一种基于51单片机的汽车胎压监测系统,以此来实现监测胎压异常的功能.本次设计是以STC89C52单片机为核心,气压传感器、无线传输模块、LCD为主要器件,设计一块接收模块和一块采集模块.将带有压力传感器的采集模块置入...     

安全监测系统在三联隧道高瓦斯工区的应用

首先介绍了安全监测系统的功能原理,然后介绍了安全监测系统在三联隧道高瓦斯工区各个阶段的应用情况及安全监控系统在应用过程中存在的问题,如传输误差、淋水、雷电、传感器的缺陷等,结合现场实际提出改进意见和解决办法,对安全监测系统在瓦斯隧道施工的推广应用和安全生产具有积极的意义。