基于集对分析联系数的公路隧道围岩综合分级方法及其应用

由于公路隧道围岩分级的复杂性和不确定性以及人类思维的模糊性,其分级标准及待分级围岩指标常用区间数形式来表示。针对围岩分级标准及待分级围岩指标区间数不能直接进行大小比较的问题,根据区间数的误差分布形式,沟通区间数与联系数的关系,提出一种基于集对分析联系数的公路隧道围岩分级方法。该方法定义了两个联系数之间的相对Hamming距离,用围岩分级标准指标联系数组成被比较数列,待分级围岩联系数指标组成参考数列,通过计算参考数列与比较数列的联系数相对Hamming距离,根据a+bi型联系数大小比较法则,综合判定待分级围岩级别。以云岭隧道工程的2个典型段围岩和西河潭隧洞围岩分级为例进行计算对比,得到的结果与其他方法一致。     

山岭隧道围岩动态分级研究

以鹞子岩（山岭）隧道区域地质及基础勘察设计资料为依据,选取因素评价指标,通过综合超前地质预测预报与实际开挖情况相结合的方法,建立了隧道围岩动态化分级体系;对BQ法围岩分级进一步优化及动态调整。工程实践表明:该动态分级体系对掌子面前方围岩情况实现精准预测分级有较强的实用性。     

山岭公路隧道围岩力学参数估计

隧道围岩力学是可根据推广后的Hoek—Brown准则进行估计,但确定地质强度指标GSI值时对岩体结构的划分缺乏定量的描述,为了使隧道围岩结构的描述定量化,将Bieniawski的RMR岩体分级评分系统引进,对GSI取值进行定量化修正,并通过算例说明方法的应用,这为隧道围岩力学参数的估计提供了新的简便、经济、实用的方法。     

改进优度评价理论在岩溶隧道中的应用

河(池)-百(色)高速公路上的隧道地处喀斯特地区,可能发生岩溶或突水突泥等事故,所以提供可靠的风险评价具有重要的指导意义。该文对影响岩溶隧道围岩不良地质情况的因素进行分析,基于优度评价理论建立了岩溶隧道围岩不良地质情况的评估模型,采用人工神经网络法对各因素进行权系数分析;为解决不良地质指标难以量化的难题,提出基于TSP法获取的实测数据作为优度评价模型的输入参数。结合河百高速公路拉物隧道进行了案例分析,结果表明:拉物隧道围岩不良地质情况等级为t=3,根据隧道开挖实际结果反馈发现,该评价模型评估准确,具有良好的适用性。     

基于粗糙集综合权重法的公路隧道围岩等级预测方法研究

隧道围岩分类是考虑围岩所处的复杂地质水文环境及岩石自身条件等众多因素综合确定的。在收集已有隧道围岩分类数据基础之上,利用粗糙集理论对数据中的隐含知识进行挖掘,以期实现隧道围岩等级预判。结合样本数据,基于属性指标依赖关系及区分矩阵着重分析各个评价指标相对于最终围岩等级的权重,采用传统Pawlak权重计算和区分矩阵权重计算相结合的综合方法确定条件属性相对决策属性的综合权重,该方法克服了单纯依赖属性重要度条件下非核属性计算权重为零的不足。     

基于掌子面结构量化的公路隧道围岩分级方法

公路隧道围岩级别的划分是指导隧道设计、施工及地下工程岩体稳定性评价和安全风险控制的重要依据,目前在设计和施工中对隧道围岩级别的判定方法具有较多的经验性因素,且在实际隧道工程中各级围岩的稳定性情况极为复杂,即使是同一级别的围岩,隧道稳定性也不尽相同。为了实现施工阶段围岩分级的可操作性与准确性,通过研究在公路隧道开挖时采集的隧道掌子面图像,利用MATLAB编程建立了照相测量围岩分级系统。根据岩体块度指标RBI的概念,向隧道轮廓线依次布设19条虚拟测线,以掌子面径向19个方位的RBI值综合评价了掌子面岩体结构的差异性。考虑结构面分布特征,结合掌子面节理玫瑰花图获取岩体结构综合量化指标Z-RBI,对掌子面进行了综合评价,得出了Z-RBI与岩体结构类型对应关系。综合考虑岩体坚硬程度、Z-RBI、地下水条件、初始地应力状态等主要分级指标,利用层次分析法,提出了隧道围岩BT分级方法及评价标准。实际工程应用表明:与传统的BQ法相比,BT分级方法获取的围岩等级更符合开挖后掌子面围岩的实际等级,且各等级可靠指标的延续性可对隧道施工过程中地质属性的变化情况进行定量表征,有助于工程地质人员据此对围岩质量的渐变过程进行动态评估。     

综合评判法在围岩等级划分中的应用

根据现行规范的有关要求,对施工中隧道围岩进行分级。分级中选择了6个地质因素和5级围岩指标,运用模糊优先关系定序法确定各评判因素的权重。采用模糊综合评判的方法,建立了施工阶段围岩分类的数学模型,使施工阶段围岩分级更加合理和快捷。     

基于超前地质预报技术的隧道围岩分级方法研究

由于隧道围岩的复杂性及不确定性,在新奥法隧道施工过程中需要根据掌子面揭示情况对设计围岩级别及时调整。而目前现有的规范推荐方法或其他方法均无法实现快速围岩分级。根据规范的相关计算方法,结合现场探测、岩体强度测定及超前预报结果与围岩分级有关的信息,总结分级指标的换算经验公式,提出了一种基于超前地质预报技术的围岩快速分级方法,并通过对依托工程隧道进行现场实践。实践表明:本方法与规范方法的围岩分级结果基本相符,但分级指标所需工作量小、耗时少。本研究为公路隧道围岩快速分级提供了重要参考。     

公路隧道施工监测在围岩动态分级中的应用研究

介绍了在设计阶段常用的围岩分级方法并提出了在施工阶段对围岩进行动态分级的概念。通过对隧道监测数据的统计分析,得出了用于Ⅳ级、Ⅴ级围岩分类的围岩压力、钢支撑内力及弹性波速等指标的取值范围。并以鹤上隧道ZK6 370断面为例,对上述指标进行了监测和回归分析,结果表明采用围岩动态分级方法得到的围岩级别与实际情况相符,可用于指导施工阶段的隧道围岩动态分级、隧道的反馈设计和施工过程中的预测预报。     

基于现场监控量测的隧道围岩分级方法

通过结合地质测量、位移反分析,对现行监控量测项目进行拓展,以寻求监控量测信息与围岩分级指标之间的定量关系,建立在施工现场快速、定量地确定(修正)围岩分级的方法。该方法基于监控量测及非确定性反分析技术,在施工现场能快速判断围岩级别,用以及时修改设计,指导现场施工。该方法有效利用了量测数据,使其更大限度地为隧道工程服务。     

变质软岩深埋特长隧道综合地质勘察方法探讨

以十堰至巫溪高速公路鲍峡至溢水段鸡公寨隧道工程为依托，通过采用大面积地质调绘、岩性与构造专项调查、综合物探、钻探、综合测试与试验等勘察方法，查明了隧道深部的围岩条件和地质构造特征，获得了隧道围岩分级与稳定性计算所需参数，分析了地应力对隧道围岩变形的影响。     

云桂线富宁隧道围岩分级变更分析

为提高隧道勘察围岩分级的准确性,减小施工阶段围岩变更率,对云桂线富宁隧道围岩分级变更进行分析,主要结论与建议如下： 1）造成该隧道围岩分级变更的主要原因是物探解译不准、岩溶发育、岩体层间挤压破碎和地下水发育,其中物探解译不准的原因有异常段飘移、断层破碎带解译过宽及解译错误等; 2）岩溶发育造成的变更量也较大,应重视可溶岩段围岩分级的确定,避免出现长段高围岩分级; 3）因岩体层间挤压破碎及地下水发育造成的围岩变更率一般较小,需在施工阶段结合超前地质预报进行变更; 4）地质条件复杂的长大深埋隧道采用可控源音频大地电磁法是适宜的,但应解决物探解译过程中存在的问题,布置钻孔对物探异常区进行验证,提高解译精度; 5）目前采用的综合勘察手段仍是确定铁路隧道围岩分级的主要方法,施工中应重视超前地质预报及施工地质工作。     

基于三维重建与Unet神经网络的隧道掌子面围岩快速分级技术

围岩等级是确定和调整隧道施工方案的重要依据,为减少由于施工实际围岩等级与地勘不符造成的经济损失、安全事故等问题,可对传统围岩分级方法进行改进。依托云南文麻高速大法郎隧道,采用三维重建、图像拼接、Unet神经网络等技术,结合围岩单轴抗压强度等特性,实现基于岩体完整性和强度特征的掌子面围岩结构面特征识别和围岩级别快速评价。先采用数码相机对隧道掌子面及周边硐壁进行图像信息采集,建立完整的三维模型,后通过投影和图像拼接得到掌子面高清拼接图像; 基于Unet神经网络对掌子面图像进行节理迹线自动识别,对节理评价指标计算后得到隧道掌子面完整性信息; 最后结合其他围岩特征信息,基于BQ分级方法进行掌子面围岩分级。研究结果表明： 该围岩分级方法可获得清晰的掌子面图像,在依托工程现场较原始设计分级更符合现场实际情况,具有良好的应用性。     

基于RMR分级标准的隧道围岩级别的划分

结合阿尔及利亚东西高速公路M3标段Ⅰ号隧道工程实例,通过对隧址区内岩土体力学特征、地质构造、地下水活动规律等工程地质及水文地质条件的分析及评价,应用RMR围岩分级标准,对隧道围岩级别进行了划分.     

公路隧道围岩分类模糊综合评判

根据现行的《公路隧道设计规范》和《公路工程地质勘察规范》的有关要求，对岩体质量系数进行分级，分级中选择了7个地质因素和6类围岩指标，并与稳定性相对应，构成了隧道围岩分类质量标准表。在此基础上，分析了围岩分类诸因素及各自特征，采用模糊综合评判的方法，建立了隧道围岩的数学模型，使围岩分类变得简单易行。     

基于均匀设计的隧道围岩参数反演分析

根据油房湾隧道断面的实测位移,基于均匀设计方法进行了围岩力学参数的反演分析。反演分析考虑了隧道分期开挖及初次支护的全过程模拟,通过对反演参数的多水平数值模拟试验,以实测点量测位移与计算位移的平方差为评价指标,反演获得了油房湾隧道围岩的最佳力学参数组合,以用于隧道围岩稳定性预测和评价。     

隧道围岩分级研究进展综述

隧道围岩稳定性分级是隧道工程中的一项基础性工作,也是支护结构设计与施工的重要依据。随着隧道工程建设规模的不断增长、施工难度的持续增大,为确保施工安全、保障施工质量、节省工程造价,对隧道围岩分级的精细化要求也不断提高。以围岩分级指标为主线,系统梳理了自20世纪初至今境内外隧道围岩分级典型方法的产生及发展历程,并结合当前工程技术的发展现状从物探手段的应用、监控量测数据反馈分析、特殊地质条件精细分级、智能算法在围岩分级中的应用、施工阶段快速围岩级别判定等5个方面对隧道围岩分级的研究趋势做出了展望。     

岩溶隧道围岩级别修正方法研究

针对岩溶隧道围岩分级问题,依据岩溶对围岩岩石坚硬程度Rc、岩石完整程度Kv的衰减规律,提出岩溶隧道围岩岩石坚硬程度衰减值ΔRc及岩石完整程度衰减值ΔKv计算方法,进而得到岩溶发育程度对隧道围岩分级指标修正值ΔBQ_溶的计算方法;由计算得到的岩溶发育程度修正指标值ΔBQ_溶,结合隧道不同围岩亚级BQ值,提出岩溶隧道围岩定量分级方法,并基于隧道主要地质工程条件得到岩溶隧道围岩亚级定性分级方法。最后,以贵阳市轨道交通3号线一期工程及新建九景衢铁路浙江段沿线4座岩溶隧道对岩溶隧道围岩修正分级方法进行了验证。     

铁路隧道围岩级别的综合模糊判定方法

铁路隧道围岩分级在各分级指标对围岩级别判定不一致时,很难得到一个确切的围岩级别,论文首先分析了围岩稳定性分级,然后在量化铁路隧道围岩分级各主要指标的基础上,通过运用模糊数学及概率论方法,建立了铁路隧道围岩分级中各级别围岩的隶属度函数,并分析了根据隶属度大小实现模糊判断围岩级别的依据;最后以具体实例验证了该法的可行性。     

复杂地质条件的寨了隧道围岩分级综合研究

隧道工程多深埋地下,工程地质、水文地质条件复杂。通过地表调查、隧道内开挖过程中的地质跟踪及多种物探仪器测试相结合等手段,以实测的各种数据为依据,对寨了隧道存在的隐伏地质灾害和围岩分级作出判定,适时地对原设计和施工工艺进行调整。并阐明和提出施工应重点关注洞内裂隙的溶蚀发育情况,判定隧道围岩为Ⅴ级,取得了良好效果。