基于应力判据的鸿图嶂隧道岩爆发生规律研究

本文以大丰华高速公路鸿图嶂隧道工程为依托,选取典型计算断面,采用数值模拟手段分析洞周围岩二次应力分布情况,分析岩爆产生的范围及烈度,最终完成对鸿图嶂隧道的总体岩爆预测.分析计算结果得到结论:(1)洞壁最大主应力随应力释放率增大而增大,直至应力释放系数为1.0时达到最大;(2)压力系数λ>1时,σ1的最大值位于拱顶,当λ≤1时,σ1的最大值位于边墙;(3)王兰生判据最为符合鸿图嶂隧道的实际岩爆情况,将其作为综合预测判据;(4)得到了鸿图嶂隧道全线岩爆综合预测结果.     

长大深埋山岭隧道岩爆地段关键施工技术

岩爆研究成果丰富,但仍然是一个世界性难题。文章结合向莆铁路高盖山隧道、金瓜山隧道施工岩爆工程实例,采用国内外常用的岩爆判据和岩爆分级方法,研究分析了实例工程岩爆特征、岩爆等级、影响因素,以及岩爆预测预报方法,提出了岩爆防治措施,包括应力解除钻孔、注水湿化和锚固等方法;同时,在综合已有资料的基础上对岩爆判据、分级及防治等方面提出了意见和建议,强调岩爆判别应采用多因素综合判别准则。     

公路桥梁组合跨度结构锚固区应力集中系数研究

为研究公路桥梁组合跨度结构锚固区的应力-应变状态,文章采用LIRA程序建立有限元模型,对公路桥梁组合跨度结构锚固区的应力集中系数进行数值研究,并分析了法向应力沿跨度结构高度和长度分布的性质.所获得的系数可用于现有桥梁设计的耐久性和强度计算,也可用于确定桥梁结构的剩余寿命以及预测其使用寿命.     

基于复变函数理论的深埋隧道岩爆特性分析研究

岩爆的准确预测对隧道的安全、快速施工具有重要的意义。文章针对隧道岩爆特征,借助共形映射函数,以无限单连通域的Laurent级数表示的映射函数为基础,应用Muskhelishvili提出的复变函数解法得出侧压力作用下圆形断面的应力统一解;选择合适的岩爆判据,得出岩爆综合评定等级,并将解析计算的结果与数值模拟计算得出的岩爆结果及实际岩爆情况进行对比分析。结果表明:隧道围岩的不同部位出现不同程度的应力集中,开挖后的最大压应力主要位于拱顶处;深埋隧道段围岩开挖后,受构造应力影响的结构面应力会出现突变及应力集中;解析计算结果与数值模拟和实际岩爆结果基本吻合,证明了借助复变函数分析岩爆预判的有效性,对施工有一定的指导作用。     

高地应力水平层状硬岩隧道岩爆分级与防控技术研究

本文依托乐汉高速大峡谷隧道,总结分析了高地应力水平层岩爆的特征并提出了岩爆分级标准。在岩爆分级的基础上,提出了针对不同岩爆等级的处置措施。现场实践结果表明,对于弱岩爆可以采用全断面法开挖,降低扰动次数。对于中～强岩爆段,宜采取短进尺分部开挖,降低爆破对围岩的一次性扰动,同时采取应力释放孔、应力解除爆破孔等辅助措施提前释放围岩应力。     

基于Bayes判别分析方法的叙岭关隧道溶洞水源识别

基于Bayes判别方法,选取水化学常量组分作为判别指标,利用叙岭关隧道地区9个动态监测点的53个水样样本建立了该地区的水源判别模型.模型检验结果表明,其回判准确率为96.23％,具有较高的识别精度和工程推广能力.利用建立的判别模型,对叙岭关隧道1号溶洞内两个出水点RQ1和RQ2的水源进行了识别,并结合其流量动态变化特征、同位素分析结果,以及1号溶洞发育位置,推断1号溶洞内两个出水点的水源为P1m+q含水层中的岩溶地下水.根据判别结果,建议1号溶洞采取“以排为主”的原则加以处治,并尽量保留溶洞水的过水通道.     

楔形体模型的简化计算方法

目前用于求解盾构开挖面极限支护力的理论计算公式参数都较多且计算较为繁琐。文章基于目前使用较为普遍的楔形体理论计算模型对极限支护力的简化计算方法进行了研究。研究发现:当砂土的内摩擦角在20°~70°范围内时,其计算值的对数Inσ_T与砂土的内摩擦角ψ近似呈线性关系;而且在不考虑地面附加应力的影响下,当砂土的重度、盾构开挖面直径和盾构埋深不同时,lnσ_T与ψ的关系曲线近似平行。文章通过线性拟合的方法,在一定范围内通过引入砂土重度影响系数a、盾构开挖面直径影响系数6和埋深影响系数c得到了考虑砂土重度、盾构开挖面直径和埋深等因素影响的盾构开挖面极限支护力的简化计算公式,简化了盾构开挖面极限支护力的求解过程。     

基于层次分析的可拓学理论围岩大变形预测方法及应用

围岩大变形是地下工程建设中地质灾害的一种,为探讨准确而快速地预测围岩大变形,文章将层次分析法和可拓学理论方法与围岩大变形预测相结合,建立了基于层次分析的可拓学理论围岩大变形预测方法。该方法是在物元理论、可拓集合论和关联函数运算的基础上,通过选取能够反映和体现围岩大变形的几项重要参数指标(本文选取岩石单轴抗压强度、主应力值、强度应力比、弹性模量四项指标),建立围岩大变形预测的物元模型,结合层次分析法来确定各因素的权重值,通过实际围岩大变形等级的关联度计算,最终确定围岩大变形等级;并与模糊层次分析法取得的围岩大变形结果进行对比分析。该方法能够运用一定的基础数据对围岩大变形作出预判,对工程建设可起到一定的指导作用。     

五女峰隧道隧址区地应力场反演与岩爆风险分析

隧址区地应力分布规律研究是确定隧道围岩岩性、工程设计和施工方案决策的重要前提。文章基于最小二乘法的多元回归方法对五女峰隧道初始地应力场进行了反演分析,得到了相应的回归系数。对比反演得到的应力值与实测值发现差异较小,反演结果满足工程应用要求。同时基于反演分析结果,给出了五女峰隧道岩爆风险等级分区图,隧道洞身区域处于高应力区域,施工过程可能存在岩爆风险,应加强监测并做好应急防治预案。     

福建梅花山隧道岩爆机理的数值模拟分析研究

受隧道分步施工开挖顺序的影响,隧道围岩内将会产生应力应变的非线性变化,在高地应力区域这种力学效应将更加明显,并会引起岩爆、片帮等严重地质灾害。文章结合福建梅花山铁路隧道工程实例,利用3D-Sigma软件建立三维隧道开挖数值模型,以实测应力数据为边界条件并利用Hoek-Brown强度准则估算确定岩体的输入参数,分析了开挖过程中开挖步骤的相互影响,以及隧道的三维时空应力场的变化规律。结果表明,隧道在高地应力作用下,拱顶形成压应力集中,拱肩位置形成了剪应力集中,这些应力集中导致洞壁围岩发生脆性破坏,并且后续的开挖作业会影响先前开挖成型的洞段,导致应力集中作用更为明显,加重围岩的破坏;工程实践中实际发生岩爆的位置与数值模拟结果中显示的最大压应力和最大剪应力集中位置对应良好,证明数值模拟结果能很好地揭示该隧道岩爆发生的孕育机理和规律性。     

基于组合预测方法的公路客运量预测

公路客运量预测是为了超前掌握公路客运量的发展趋势、特征和规律,有助于公路网的规划建设和管理。文章使用基于时间序列和回归分析的组合预测方法,对公路客运量进行预测。首先,分别使用单项预测方法进行客运量预测;其次,在对倒数权系数与合作对策权系数确定法进行改进的基础上,根据单项预测方法或者给予预权的组合预测方法的预测结果的平均预测误差绝对值和平均预测误差平方对预测组合的权重系数进行确定,并进行组合预测;最后,根据预测有效性判断标准,分别对比不同单预测方法之间、基于不同权系数确定方法的组合预测方法之间以及组合预测和单项预测方法之间的预测有效性。对比分析结果表明,组合预测方法预测结果的有效性较多数单项预测方法更优。     

叠合梁斜拉桥主梁拼装工艺对钢梁应力的影响分析

叠合梁斜拉桥主梁拼装阶段步骤较多,需要对这些施工步骤进行多种方案的组合。文章以宜宾南溪长江公路大桥项目钢梁吊装工程为例,介绍了叠合梁主梁拼装工艺,并建立模型对叠合梁各种成梁施工阶段进行模拟计算,分析各种成梁施工阶段对主梁应力的影响规律,得到最优施工步骤与主梁应力的合理组合,可为优化施工组织、控制施工风险、提高施工质量提供依据。     

灰色BP网络串联式组合模型在铁路客货运输量预测中的应用

针对铁路客货运输量发展趋势的研究,建立一种基于灰色理论和BP神经网络的串联式组合预测模型。该模型首先用同一组数据序列建立不同参数的灰色方程,然后用各灰色方程分别预测,最后将各灰色方程预测的结果进行BP神经网络非线性组合,形成串联式组合预测模型。对湖南省铁路客货运量进行分析预测,结果表明:该组合模型预测的准确性高于单独使用灰色模型的准确性,是一种可靠有效的预测方法。     

富水条件下板溪群板岩隧道围岩分级研究

富水板岩隧道围岩泥化、软化问题突出,目前此类隧道的围岩分级是将单轴饱和抗压强度作为分级指标之一。由于板溪群板岩具有特殊的工程地质特性,因此将单轴饱和抗压强度作为板溪群板岩隧道围岩分级指标存在一定的局限性。针对此问题,文章以沪昆客运专线长昆湖南段油坊坪隧道为工程实例,引入软化系数,并将地下水、岩体完整性系数、主要结构面与洞轴交角作为主控因素,建立富水板岩隧道围岩分级体系;基于模糊数学理论,构造各评价指标的隶属函数,利用层次分析法求取指标权重值,并根据最大隶属度原则确定围岩级别。研究结果表明:采用模糊理论对富水板岩隧道进行围岩分级,有效地处理了隧道围岩分级的模糊信息,实现了围岩分级从定性到定量的跨越;引入软化系数通过模糊理论得到的围岩级别与现场实际情况较为接近,说明引入软化系数的富水板岩隧道围岩分级方法具有较强的实用性,可为富水板岩隧道的设计和施工提供参考。     

铁路隧道施工阶段监测等级划分方法及应用

铁路隧道施工阶段监控量测是保障信息化施工的重要手段，目前关于隧道监控量测项目及内容主要通过围岩级别定性判定，未建立统一的定量化评价体系。基于风险分析理论，依据隧道发生风险概率指数与风险后果指数，建立铁路隧道施工阶段监测等级及划分方法。将未确知测度理论作为风险概率指数评价方法，选取岩石风化程度、岩石质量指标和单轴饱和抗压强度等8个影响指标，构建指标测度函数，结合改进层次分析法对各评价指标进行赋权，依照置信度识别准则判定风险概率指数，定量计算监测等级指数确定监控量测等级及相应的监测内容。以渝昆铁路小草坝隧道为例，对该隧道3个里程区段进行施工阶段监测等级划分，评价结果显示DK344+200～DK344+220区段监测等级为C。     

冲沟塌陷区输气管道的安全评价方法研究

为了判断管道的通行方案是否可行,以非线性接触模型为基础,应用ANSYS有限元软件,建立了悬空管段的三维管土相互作用模型,通过分析得出了悬空长度与最大Von Mises应力和沉降量之间的映射关系,二者均随悬空长度的增大而增大.根据应力分析结果选取了管道依次达到许用应力和屈服强度时的悬空长度作为临界指标,建立了悬空管道的安...     

基于物元分析的预应力锚索失效风险评价方法

文章分析了影响预应力锚索失效的主要因素,建立了预应力锚索失效风险等级的评价指标体系,提出了基于物元分析的预应力锚索失效风险等级评价模型,并通过工程实例验证了该模型用于预应力锚索失效风险的等级评价是有效可行的。     

多种预测方法确定枢纽客运站规模

公路客运量预测是枢纽客运站规模确定及其可行性研究的主要内容,也是进行枢纽布局规划的基础条件.本文以实例来探讨采用多种预测方法,建立合理的组合模型,确定客运量的最终预测结果,进而为确定枢纽客运站的规模提供依据.     

基于EMD-APSO-SVR组合模型的铁路货运量预测

为了提高铁路货运量预测的准确性,减少类似新冠疫情这样突发事件对现有预测结果的不稳定影响,提出一种基于EMD和APSO优化的SVR组合预测模型。在综合考虑铁路货运量受GDP、铁路营业里程、原煤产量、钢材产量、第二产业增加值以及新冠疫情等因素情况下,对选取的货运量序列进行EMD处理,得到不同时间尺度下的IMF和残差;通过APSO优化SVR模型的参数,并利用优化后的组合模型对各IMF分量分别进行预测,相加得到最终结果。将APSO-SVR模型与EMDAPSO-SVR模型的预测状况进行对比,结果表明,本文建立的EMD-APSO-SVR模型的预测结果误差更小,其预测值与真实值的测定系数高于APSO-SVR模型;前者的平均绝对百分比误差仅有0.22%,能有效提升铁路货运量短期内的预测精度。     

CRCP路面裂缝间传荷能力影响评价

文章基于山东烟威高速公路连续配筋混凝土路面的基本结构参数,利用FWD实测CRCP路面不同破坏等级的裂缝间传荷系数,建立了三维有限元分析模型,分析了裂缝间不同传荷能力对CRCP路面临界应力的影响规律,并得到了CRCP路面最大应力与裂缝间传荷能力的关系式。