基于三维破坏机制的浅埋硐室塌落面上限分析

鉴于二维破坏机制无法真实反映实际工程中浅埋硐室顶部围岩的三维破坏特征,将二维破坏机制扩展到三维空间中,构建了一种新的浅埋硐室顶部围岩三维破坏机制。通过计算三维破坏机制中的内能耗散功率和外力功率,得到了包含速度间断面方程的目标函数。利用变分法,对该目标函数求极值,得出了浅埋硐室顶部围岩塌落体曲面方程的上限解。在此基础上,绘制了塌落体的三维图像,并分析了塌落体随单一影响参数变化而变化的规律。研究结果表明：当地表荷载较大且支护力较小时,隧道顶部围岩的潜在塌落范围较大,不利于维持浅埋硐室的稳定性。     

长大隧道双侧壁导坑法施工通风优化研究

针对长大隧道施工中爆破生成的CO对施工产生的不良影响.本研究在双侧壁导坑法施工中,采用压入式通风,测试在长大隧道中的通风效果,利用Fluent流体力学软件对不同导坑、台阶长度与风筒位置的隧道通风模型进行数值模拟,分析了其流场特性与CO气体扩散规律.研究结果表明:隧道内导坑和台阶的存在,会影响射流发展;导坑和台阶工作面前...     

爆破振动下双洞隧道衬砌动力响应分析

以浙江省金华市里岩垄坑2号隧道为工程背景,研究Ⅲ级围岩隧道爆破时衬砌动力响应.本文采用MinimateProTM振动监测仪对开挖洞与邻洞进行了爆破振动测量,并利用Midas GTS NX对双洞隧道进行数值模拟分析.研究结果表明:本洞初衬振动速度和位移的最大值发生在拱顶处,横向上的大小远小于纵向和竖向.对于纵向,拱顶及拱肩处的质点振动峰值速度远大于其他关键位置的,各关键位置的竖向位移和速度变化趋势相同,但仍是拱顶处最大;本洞初衬应力最大值位于拱腰处,先行洞应力最大值在左拱腰处;其速度与位移的最大值位于左拱肩;先行洞二衬与后行洞掌子面的纵向间距应为15～20 m.本文研究结果可为双洞隧道的爆破施工提供指导.     

基于参数自适应E KF的隧道周边位移预测

采用参数自适应扩展卡尔曼滤波,建立了隧道周边位移预测模型。基于预测残差特性,评价滤波的敛散性。对模型参数进行实时修正,抑制滤波发散,保证了滤波精度。通过滤波预测值与实测值对比,判断预测模型的适用性;比较标准型与参数自适应型的预测残差,以判断何种预测方法的更优。分析结果表明：参数自适应型能有效抑制滤波发散,较为适用,预测效果较好。     

地质雷达信号定量识别用小波基选取的正演及模型试验研究

针对隧道衬砌结构地质雷达检测信号分析用小波基函数难以选取及信号特征点信息不易提取的问题,在小波分析原理及信号特征点识别理论基础上,从各小波基函数基本性质出发对适用于地质雷达信号分析用小波基进行初步选取.构建含空洞地质雷达正演模型,开展含空洞沙槽模型地质雷达探测试验.基于初选的小波基函数,采用小波时-能密度法对空洞检测信号进行特征点提取与空洞尺寸量化分析,并对适用于地质雷达信号奇异性检测的最优小波基进行分析和优选.研究结果表明:小波时-能密度谱法对信号特征点的突出和放大作用非常明显,该方法能更准确、快速地确定奇异点所在位置;相对于Bior3.9双正交基,由Bior2.6小波基计算得出的空洞位置信息与实际值更接近,该小波基更适合用于地质雷达信号奇异性检测中,研究结果可为隧道衬砌结构质量缺陷的准确识别与定位提供理论基础与参考.     

分岔隧道浅埋连拱段的爆破振动效应分析

分岔隧道洞口连拱段具有浅埋、受力结构复杂等特征。爆破开挖诱发的振动效应对围岩及受力结构产生破坏,直接影响隧道施工期和运营期的安全。为此,以六月田公路隧道工程浅埋分岔段为研究背景,采用现场振动监测和数值模拟手段,分析了后行隧道爆破地震波作用下覆盖层围岩、支护及受力结构的力学机制和破坏特征,得到了连拱段隧道中隔墙径向、切向和垂直向振动速度的衰减规律。在此基础上,建立了未开挖洞段长度与放大倍数的近似函数关系,通过曲线拟合方程得到了径向、垂直向和切向振动速度拟合公式,并揭示了爆破地震波的传播衰减规律。利用成洞区和未开挖区的相互关系,推导了成洞区振动速度的传播衰减公式。研究结果表明:先行隧道侧中隔墙的径向和切向振动速度较大,成洞区的爆破振动速度具有放大效应;后行隧道爆破产生的振动对中隔墙成洞段12 m至未开挖段8 m范围内的影响较大;采用曲线拟合方程得到了覆盖层厚度与振动速度的函数关系,基于Von Mises屈服准则确定了洞顶围岩的损伤范围;根据最大拉应力和最大振动速度之间的关系,得到了喷射混凝土纵轴线方向的拉裂破坏长度,确定了后行隧道喷射混凝土的爆破振动安全控制标准。该研究结论可为类似隧道工程的爆破开挖设计、施工提供参考借鉴。     

回归趋势添加法及其在隧道监控量测数据处理中的应用

基于回归分析理论和指数平滑加权理论,提出回归趋势添加法．以隧道地表下沉实测数据为例,采用回归趋势添加法,对监控量测数据进行处理．分析结果表明：回归趋势添加法除可确定隧道现场监控量测频率外,还能预测数据发生突变的时间,解决现有数据处理手段不能有效地对隧道监测数据产生突变的情形进行及时预警的问题．该方法较其他方法操作更加简单,反馈信息更为准确,对隧道现场监控量测数据进行预测、预警具有明显的优越性．     

动载作用下断层隧道施工注浆效果分析

以葵坝路隧道为工程背景,通过 ANSYS/LS-DYNA 有限元软件,在未注浆和不同预注浆范围内,进行断层隧道在爆破开挖下的数值模拟,得到了拱顶围岩的位移、振速及最大主应力等动力响应分布规律,为断层隧道的预注浆加固效果提供了依据,得到了较为经济且合理的注浆优化范围。研究结果表明：预注浆支护措施能改善断层围岩的动力响应特性,且最优注浆范围为隧道轮廓线外4m和掌子面前方4m。所得结论可为类似隧道工程的注浆施工设计提供参考。