弹性位移反分析法在乌鞘岭隧道工程中的应用

结合乌鞘岭隧道穿越F7断层段所取得的量测资料,将计算区域内的岩石视为均质各向同性体,初始地应力假设成均匀分布,侧压力系数λ＞1,推导出圆形隧道解析解另一种情况,建立有限元弹性问题优化反演分析模型,对两者的结果进行对比分析.得出围岩区域内的水平侧压力系数和综合弹性模量,为挤压性断层中隧道的支护设计、施工组织提供了可靠的依据.     

浅埋偏压隧道施工动态计算分析

采用虚拟内力计算方法,以FLAC2D为计算工具,对洞冲里隧道的浅埋偏压段进行了计算分析。计算结果表明,在偏压较大的情况下要优先采用CD法进行施工．且施工时先施工偏压较大的一侧。其次选择台阶法,对全断面法则要谨慎采用。     

浅埋偏压双孔隧道开挖顺序优化研究

为研究先行洞优先原则与CRD法开挖顺序相结合对浅埋偏压双洞隧道围岩的影响,提出合理的隧道开挖顺序.以重庆某隧道工程为依托,采用Midas/GTS软件建立了二维有限元隧道模型,分析了右洞先行且先开挖右侧、右洞先行且先开挖左侧、左洞先行且先开挖右侧、左洞先行且先开挖左侧等4种不同开挖方案的主应力分布情况.研究结果表明:采用...     

浅埋暗挖法在隧道施工中的应用研究

在我国内陆及沿海地区广泛存在软土地质,特别是在城里内部进行隧道施工中常遇到土体的结构稳定性差,对地表沉降控制较为严格的情况,这就需要采用浅埋暗挖法进行隧道施工,针对隧道工程中浅埋暗挖法中的CRD法开挖隧道展开研究。     

隧道工程偏压研究与反分析

针对某隧道工程研究了隧道偏压的成因与判别方法,采用反分析方法确定了隧道偏压的分布特征,对预测隧道状态和反馈设计具有重要意义。     

基于进化神经元算法的堡镇隧道软弱围岩施工弹塑性智能位移反分析

结合宜万铁路堡镇隧道的施工,将BP神经网络和遗传算法引入特长隧道软岩段的施工位移反分析,采用遗传算法自动搜索BP神经网络训练效果最优的参数,建立起反映围岩变形与岩体物理力学参数及初始地应力之间高度非线性、不确定的GA-BP智能模型,然后采用遗传算法在岩体物理力学参数和初始地应力取值范围内,搜索BP神经网络预测围岩变形与实测围岩变形最接近的参数组合,取得反演获得的岩体物理力学参数和初始地应力.从堡镇隧道应用结果来看,这种进化神经元算法反演结果可以满足隧道施工的需要,并为类似工程提供了借鉴.     

张家山隧道浅埋偏压段施工技术

在山区高速公路隧道施工中遇到浅埋、偏压、软弱围岩的情况下,如何改进施工工艺,进行地表处理．开挖支护,选择何种进洞方案,是决定施工安全和整条隧道施工成败的关键。重庆云阳至万州高速公路张家山隧道出口部分处于严重浅埋偏压段,重点讨论了地表注浆预加固和单侧预切槽镶嵌拱架式进洞的分部开挖法．成功解决了施工中的难题。     

浅埋偏压隧道半明拱进洞设计分析

复杂偏压地质条件下,通常采用的斜交进洞方式存在隧道套拱变形量大,甚至倾覆等风险.基于厦蓉高速公路扩建工程龙门隧道洞口严重偏压、斜交超过30.等不利地形情况,提出半明拱进洞施工方案,并建立三维有限元模型,分析了半明拱结构的施工力学响应.分析结果表明:相较传统进洞方案,本工法可有效减少边仰坡开挖高度,及对洞口围岩的扰动;半明拱结构的变形与应力也较为合理.上述施工工法在龙门隧道得到了成功应用,可为类似条件隧道进洞施工提供借鉴.     

浅埋偏压软弱围岩高铁隧道施工技术

浅埋偏压软弱围岩隧道工程施工中,由于围岩结构的稳定性较差,在隧道开挖施工过程中很容易出现塌方现象。需要对浅埋偏压隧道工程施工工艺进行分析,以确保开挖施工安全和隧道结构的稳定性。主要以某工程实例为背景,建立隧道开挖施工有限元模型,介绍了隧道施工工艺对围岩结构稳定性的影响。     

超前大管棚支护在浅埋偏压公路隧道施工中的应用

由于浅埋偏压公路隧道建设工程的修建通常是一项复杂的系统工程,超前大管棚支护应力在该过程中的应用技术质量问题是业界普遍关注的。本文为提升超前大管棚支护在浅埋偏压公路隧道施工中的应用效能,通过现场施工情况勘察和数理分析,提出了浅埋偏压公路隧道中超前大管棚支护应力的问题解决方案,借此实现超前大管棚支护在浅埋偏压公路隧道施工中的更大价值应用。     

浅埋隧道开挖引起地层位移的双极坐标求解法

基于双极坐标系和Mohr-Coulomb准则,考虑剪胀特性,在Jeffery和Massinas半无限空间圆形隧道围岩应力解的基础上联立平衡方程,推导了浅埋隧道施工拱顶方向的地层位移弹塑性解,并通过Peck公式、Park公式、Loganathan-Poulos公式和实测数据进行验证,揭示了地层变形机理和既有研究之间的联系,给出了考虑地层参数和施工因素影响的经验参数(地层损失率和间隙参数)定量取值方法。研究结果表明：弹塑性解的假定条件更少,与Peck公式、Park公式的差值在2%以内,与Loganathan-Poulos公式的差值为9.5%;双极坐标求解法从弹塑性分析的角度进一步解释了地层变形机理、Peck公式和各类修正弹性公式,即浅埋隧道开挖也会引起地层弹性和塑性变形,以Peck公式为代表的经验公式法在计算地层变形时,地层损失率在不同地区和施工控制条件下的取值分别对应着不同地层参数(黏聚力、内摩擦角、泊松比、重度和弹性模量)和施工边界条件(埋深、开挖半径、支护力)下的地层弹塑性变形;以Park公式、Loganathan-Poulos公式为代表的各类修正弹性解也可近似看作通过断面椭圆化和下沉等手段的修正来抵消理想弹性解与弹塑性解之间的差值。可见,弹塑性解与既有公式结合能更好地指导现场施工。     

Intelligent optimization of the structure of the large section highway tunnel based on improved immune genetic algorithm

As in the building of deep buried long tunnels, there are complicated conditions such as great deformation, high stress, multi-variables, high non-linearity and so on, the algorithm for structure optimization and its application in tunnel engineering are still in the starting stage. Along with the rapid development of highways across the country, It has become a very urgent task to be tackled to carry out the optimization design of the structure of the section of the tunnel to lessen excavation workload and to reinforce the support. Artificial intelligence demonstrates an extremely strong capability of identifying, expressing and disposing such kind of multiple variables and complicated non- linear relations. In this paper, a comprehensive consideration of the strategy of the selection and updating of the concentration and adaptability of the immune algorithm is made to replace the selection mode in the original genetic algorithm which depends simply on the adaptability value. Such an algorithm has the advantages of both the immune algorithm and the genetic algorithm, thus serving the purpose of not only enhancing the individual adaptability but maintaining the individual diversity as well. By use of the identifying function of the antigen memory, the global search capability of the immune genetic algorithm is raised, thereby avoiding the occurrence of the premature phenomenon. By optimizing the structure of the section of the Huayuan tunnel, the current excavation area and support design are adjusted. A conclusion with applicable value is arrived at. At a higher computational speed and a higher efficiency, the current method is verified to have advantages in the optimization computation of the tunnel project. This also suggests that the application of the immune genetic algorithm has a practical significance to the stability assessment and informationlzation design of the wall rock of the tunnel.     

地铁双线隧道施工人工冻结水热力数值分析

为了准确分析地铁隧道人工冻结施工过程中的热力学状况, 考虑水分迁移和冰水相变耦合影响以及水泥水化热的生成, 采用热蠕变本构建立了地铁隧道人工冻结施工的水热力耦合分析模型。对广州地铁某双线隧道施工过程中的热力状况进行了数值模拟, 同时应用人工冻土的长期强度对冻结壁安全性进行了评估。分析结果表明: 在地铁冻结法施工时, 最大主应力沿着冻结管呈环形分布, 并且管周围的应力明显偏高; 开挖对环形应力场的影响不大, 而且与其他施工方法不同, 人工冻结法施工引起的地表沉降并不随开挖断面的逐渐扩大而增大, 整个施工过程中的最大地表沉量仅为9.1mm, 因而人工冻结法施工能有效地控制地表沉降量。     

两车道公路黄土隧道变形规律

依托国道主干线GZ35青岛至银川高速公路陕西境内吴堡至子洲沿线上7座单洞两车道分离式黄土隧道, 现场测试了隧道施工变形, 并对测试结果进行了回归分析。分析结果表明: 台阶法施工过程中黄土隧道拱部沉降远大于净空收敛; 黄土隧道变形大致经历了急剧变形阶段(开挖初期)、持续增长阶段与缓慢增长阶段; 黄土隧道的变形规律符合对数函数规律, 由于对数函数具有发散性, 故无法由此预估围岩的最终位移, 围岩变形将长期处于缓慢增长状态; 按照规范规定的最终速率值预估二次衬砌施作时机不符合工程实际要求, 不能保证隧道围岩和支护结构的稳定和施工安全, 因此, 在黄土隧道的施工中, 需要以控制拱部的沉降来控制隧道的变形。施工中必须秉承“快挖、快支、快封闭”的原则, 采取加强初期支护, 增设锁脚锚杆, 仰拱和二次衬砌边墙基础紧跟, 二次衬砌适时施作的措施, 避免拱部围岩发生过大的沉降, 确保隧道结构稳定。     

隧道水平围岩压力计算方法

分析了采用中隔壁法施工时隧道中隔壁的变形特性, 研究了中隔壁变形和水平荷载之间的内在关系, 提出了一种新的隧道水平围岩压力计算方法。采用结构力学分析理论, 建立了中隔壁变形和水平围岩压力之间的关系, 利用中隔壁变形监测数据, 得到水平围岩压力。基于天恒山土质浅埋隧道Ⅴ级围岩, 采用谢家烋法计算的水平围岩压力为88~145 kPa, 采用新算法计算的水平围岩压力为110 kPa。其中, 当围岩摩擦角为45°时, 采用谢家烋法计算的水平围岩压力为115 kPa, 与采用新算法计算的水平围岩压力接近, 两者相差5 kPa, 验证了新算法的可行性。     

全站仪RDM法与3D量测法量测隧道变形精度对比

根据测量学原理和误差传播定律, 分析了全站仪自由设站对边量测(RDM) 法和三维坐标(3D) 量测法, 建立了2种量测法的隧道变形精度分析模型, 利用中误差评价隧道变形量测精度, 推导了2种方法量测隧道变形的中误差计算公式, 并以某三车道公路隧道为例, 对2种方法的量测精度进行了对比和验证; RDM法通过三角高程测量原理和三角余弦定理得出任意点之间的水平距离、高差和斜距, 根据任意测点之间的三角几何关系得到隧道变形; 3D量测法从任意观测点观测若干已知点的方向和距离, 通过坐标变换计算各测点坐标, 根据各测点坐标得到隧道变形。分析结果表明: 采用RDM法和3D量测法量测隧道拱顶下沉的精度评价公式相同, 而量测隧道水平收敛的精度评价公式不同, RDM法的精度优于3D量测法, 且随着全站仪到量测断面距离的增加, 差值逐渐增大, 当距离为100 m时, 两者精度差值已增大至0.43 mm; 在三车道公路隧道中, 当距离为40~60m时, 2种方法量测隧道水平收敛的精度均为最高, RDM法可达0.61~0.68mm, 3D量测法可达0.78~0.84mm; RDM法和3D量测法量测的隧道拱顶下沉曲线平滑、圆顺, 拟合度都大于0.95, 而在量测隧道净空收敛方面, RDM法的曲线拟合度大于0.9, 3D量测法的曲线拟合度小于0.9, 因此, RDM法量测精度优于3D量测法。     

寒冷地区隧道防冻隔温层厚度计算方法

为确定寒冷地区隧道防冻隔温层的最佳设防厚度, 利用等效厚度换算法、气象解析法和有限元模拟计算法, 分别对其设防厚度进行计算。由前两种方法计算结果可看出, 防冻隔温层设置在初期支护与二次衬砌之间时厚度小于1 cm, 设置于衬砌表面时所需厚度小于2 cm, 与实际情况比较吻合; 由有限元模拟计算法计算的相应结果分别为3.2 cm和4.4 cm, 比实际情况偏大; 有限元模拟计算法计算结果偏保守, 气象解析法计算过程复杂, 等效厚度换算法计算过程简单; 在工程实际中, 防冻隔温层厚度计算可采用等效厚度换算法, 为了经济, 防冻隔温层适合设置在衬砌中间。     

北京市隧道下穿施工引起城市路面沉降的影响规律回归分析

以朝阳区某热力工程顶管隧道引起路面沉降问题为例,对比分析了现场实测值与仅考虑自然因素的理论计算值;以北京市279个隧道下穿道路工程为样本,应用Stata 14.0统计软件对影响路面沉降的4项设计因素、3项施工因素和9项人为因素开展了多元回归分析,并采用替换施工方法、增减解释变量的方法验证了回归分析的稳健性,获得了各因素影响路面沉降的弹性系数、标准误及置信等级。研究结果表明：实际工程路面沉降的实测值与理论计算值相差很大,与路面是否有移动荷载、隧道上覆土体厚度等相关,最大可达3.75倍;在自然因素中,地层条件、施工方法、路面移动荷载和隧道直径的影响显著,影响程度依次降低;在人为因素中,监理旁站的影响极为显著,而施工人员工作年限、是否有技术交底等也有明显影响;在采用非开挖技术施工下穿道路工程时,不仅要通过减少人工顶管、加快施工速度、加强同步注浆来减小路面沉降,还应当高度重视施工方法与工艺、人员组织、过程监管。研究结果可为隧道下穿城市道路施工的技术管理、安全评估和行政审批提供参考。     

基于改进遗传算法的铁路三维空间线路智能优化方法研究

归纳和总结了铁路线路智能优化与三维空间信息之间的内在联系,基于OSG技术对空间信息数据进行高效组织,加工处理与信息输出为一体,建立了三维空间信息模型,为铁路三维空间线路智能搜索提供可视化地理信息环境。以平面交点坐标、交点半径、纵面变坡点里程、变坡点高程为设计变量,充分考虑了空间线路平面约束、纵断面约束、平纵组合约束和环境影响约束条件,深入分析铁路三维空间线路优化费用目标函数,建立了铁路三维空间线路综合优化数学模型。采用浮点编码方式,以交点偏移距、交点曲线半径、链式变坡点高程为基因序列,针对多约束条件构成的优化空间进行深入的研究,生成线路方案群;基于多目标排序矩阵方式对每代中线路方案进行适用度计算,设计了选择、交叉和变异三类遗传算子,逐代遗传进化,实现了线路方案向最优线路方案群自动搜索,完成了铁路三维空间线路智能寻优过程。以本文提出的理论与方法为基础,基于vs.net、OSG、数据库等技术实现了铁路三维空间智能选线系统的开发,结合实际工程对本文的理论模型与算法进行了验证和评价。     

寒冷地区隧道温度场的变化规律

为了揭示隧道温度场的变化规律, 以某寒冷地区公路隧道为依托, 选择11个测试断面, 对隧道拱顶、拱腰、边墙和路面四个部位的温度进行1.5a的长期测试, 采用正弦函数回归法, 对测试数据进行分析。结果表明: 隧道洞内的年气温变化具有周期性, 随时间大致呈正弦曲线变化; 隧道内纵向气温随着进入隧道距离的增大, 年平均温度逐渐下降, 年温度振幅也下降, 其变化规律呈指数函数曲线变化关系; 隧道围岩温度在径向一定范围内, 随着径向深度的增加, 年平均温度上升, 年温度振幅衰减, 并且呈指数函数曲线变化关系; 防水夹层对隧道保温隔热是有利的。