山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法与应用研究

为解决山地轨道交通隧道在BIM建模中存在的隧道线路偏差大、隧道构件复杂繁多、属性添加效率低以及呈现效果单一等问题,提出一种基于Revit+Dynamo+Excel及EVS软件的山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法。结合隧道线性工程特点,对Revit内置Dynamo插件二次开发,实现隧道快速精准的参数化建模和批量定义属性参数。提出基于EVS软件建立隧道三维地质体模型的方法,制定地层建模和岩性建模的实现方式和标准流程,结合隧道BIM模型全面实现隧道建设过程中的可视化。依托施家山隧道项目,基于Cesium框架实现了BIM模型、GIS地表和地质体三维模型的集成,实现三维可视化模型与模型属性、数据信息等可交互式操作。实践表明,Geo-BIM建模方法可以快速地对隧道BIM模型及其三维地质模型进行建模,通过集成后的模型信息之间能够表现出很好的交互效果,具有良好的工程应用价值。     

隧道围岩分级特征智能识别及可视化研究

准确、快速获取隧道围岩级别对工程设计、施工及运营意义重大。结合多个四川高速公路隧道项目,共采集7 000余张隧道掌子面图像,并利用数据增广方法将数据集扩充至20 000余张。按节理裂隙特征、风化卸荷情况、地下水发育情况3种像特征对数据集进行分类标注,并按8:2的比例划分为训练集与验证集。结合深度学习方法,实现掌子面围岩分级特征参数提取识别。搭建了VGG系列、ResNet系列、DenseNet系列、GoogleNet、InceptionV3等卷积神经网络分类模型,并引入准确率、查准率、召回率及F1值等多种评价指标对比分析多种卷积神经网络分类模型的围岩特征(掌子面图像的节理裂隙特征、风化卸荷特征以及地下水发育特征)识别效果。研究结果显示基于DenseNet模型分类识别效果最好,分类准确率分别为：围岩节理裂隙特征87.5%,风化程度特征90%,地下水发育程度特征91.5%,且各特征的F1值均在0.789以上,最高为0.944,平均值为0.852。此外,对DenseNet系列分类模型进行可靠性验证,基于CAM以及Grad-CAM对模型进行分类决策可视化研究分析,分类决策热力图结果显示分类结果与...     

山岭偏压隧道洞口段大型振动台模型试验方案设计

以国道318线黄草坪2#隧道进洞口段为原型开展大型振动台物理模型试验方案设计.首先对模型箱体设计以及模拟相似材料的物理力学特性和制作方法进行分析和介绍.在此基础上结合既有研究成果和精简原则,对量测仪器进行了合理布置,最后介绍模型的浇筑过程和地震输入及加载制度.试验结果表明,该模型试验方案设计是合理的.     

隧道超前地质预报中不良地质体的瞬变电磁响应特征

采用电磁场有限元方法,模拟计算隧道中瞬变电磁法预报不良地质体的视电阻率,研究视电阻率等值线图中断层、溶洞等不良地质体的瞬变电磁响应特征.研究结果表明:在不良地质体周围,视电阻率等值线相对密集,在不良地质体内部或者周围岩体,等值线相对稀疏;由此可根据等值线密集带和视电阻率相对大小,初步判断不良地质体的位置和大小.当掌子面前方存在富水溶洞时,溶洞部位视电阻率明显偏低且等值线密集;存在富水断层时,断层部位等值线密集且出现规则排列的塔形低阻区;存在干燥溶洞时,溶洞部位呈高阻区,且高阻区内部呈多个三角形组合分布;存在干燥断层时,断层部位出现近直线平行的视电阻率等值线密集高阻带.干燥溶洞和干燥断层的响应特征不易识别,需要结合地质资料进行更为细致的分析判断.部分响应特征已在实际工程中得到了应用和验证.     

川藏铁路二郎山深埋隧道的地应力场反演分析

二郎山隧道是川藏铁路的控制性重点工程,隧址区的地应力分析对于铁路的选线和施工具有重要意义。本文通过工程类比分析和应力计算确定了边界条件及水平向对称梯度应力,综合应用CAD,ANSYS和FLAC3D三种软件开展了二郎山隧道深埋方案的数值反演,分析了沿隧道轴线的应力变化和分布特征。结果表明:隧址区全长范围内最大主应力总体上随埋深增大而逐渐增加;局部应力状态受地质构造影响较大,在结构面及岩性分界点附近有明显变化。     

衬砌减薄对隧道结构承载力影响的模型试验研究

为研究隧道中衬砌减薄缺陷对结构力学行为特征的影响,以重庆市在建的笔架山隧道为现场原型,对不同围岩级别条件下衬砌减薄引发的结构形变、病害、承载力等特征及合理补强方式进行研究,获得如下结论:不同围岩级别条件下,无论衬砌(拱顶)有无减薄,结构产生病害所对应的荷载基本相同,但结构的变形及破坏模式、病害的先后次序将随着拱顶减薄程度的不同而迥异。围岩条件越差,衬砌减薄带来的病害程度越严重。结构产生病害时所对应的荷载随围岩级别的提高而提高,当空洞回填其影响消失后,拱顶衬砌厚度减薄的多少将成为影响结构承载力提高的直接原因,不同围岩级别条件下衬砌减薄对结构受力分布规律的影响性较小,内表面补强方案应成为衬砌减薄维护加固的首选方案。本文研究结果可为运营隧道维修加固提供参考。     

粤海铁路轮渡码头汽车活动栈桥支座病害原因分析及对策

基于对粤海铁路南、北港汽车活动栈桥投入使用后的长期观察,描述了栈桥支座发生病害的特征经过,并通过对栈桥支座病害原因分析,提出了一些改善栈桥性能的建议和措施.     

格栅结构地基承载力折减系数计算方法研究

深层搅拌桩复合地基承载力计算公式中的土承载力折减系数常依工程经验而确定。由于规范取值范围较宽并与土层参数相关性较差,以致准确计算复合地基承载力的难度较大。论文根据结构与土共同作用的原理,推导出了折减系数的计算表达式。通过高层建筑结构地基静载试验资料的对比,证实了推导的计算表达式是适宜的。     

铜锣山隧道岩溶浅埋段地表注浆试验研究

针对目前隧道地表注浆工程中出现的一些问题,以铜锣山隧道岩溶浅埋段K33 940～K34 035地表注浆为例,利用正交试验方法对3种注浆材料及36种浆液配比进行室内浆液试验研究,找到了适合于铜锣山隧道岩溶浅埋段地表注浆的注浆材料和合理的浆液配比。通过该试验得出:铜锣山隧道岩溶地区及裂隙较发育的地段,地表注浆压力应控制在1.0～1.5 MPa,注浆扩散半径约为1.0～1.5 m。同时也提出了压水试验、声波测试及取芯试验等多种注浆质量检测手段,进一步完善了隧道地表注浆的技术方法。