管棚预支护下隧道掌子面稳定性理论分析

为了探究管棚预支护下隧道掌子面稳定情况,文章结合管棚受力特点,首先建立管棚Winkler地基模型,然后将地基反力作用于模型掌子面上部;并基于刚体极限平衡理论,推导了掌子面稳定安全系数计算公式,最后以巴东隧道三号横洞某里程段为工程背景,分析有无管棚下掌子面的稳定性,并讨论各参数对管棚挠度以及掌子面稳定性的作用规律.结果表...     

客运专线双线隧道穿过软弱夹层力学效应研究

以贵广客专太阳庄隧道为背景,研究隧道穿越软弱夹层施工过程中围岩变形特性、塑性区及支护结构纵向、横向力学响应。洞周变形以竖向为主,软弱夹层洞周变形量远大于规范要求,应进行掌子面预加固,范围为前方10 m。支护结构沿纵向不均匀变形,拱顶纵向承受压应力,应加强地层变化处拱顶设计参数。支护仰拱沿纵向整体呈现拉应力,软弱夹层段沿纵向最大拉应力超过混凝土极限抗拉强度,且墙脚安全系数不满足规范要求,因此必须加强纵向、横向配筋率,对墙脚进行特殊处理。可预留充分的变形富裕值,实行"边让边抗",充分发挥围岩自承载能力,一次支护屈服后,再施作二次支护。研究成果对贵广客专太阳庄双线隧道施工具有重要指导意义,可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

盾构施工参数对地铁穿越公路桥梁桩基的影响

为了提升地铁穿越公路桥梁桩基的稳定性,考察了盾构施工过程中开挖步数、掌子面推力和注浆压力对桩基变形的影响.结果表明,随着开挖步数的增加,桩基横向水平位移与桩身埋深关系曲线逐渐转变为"鼓凸"状,且随着开挖步数增加,桩基横向水平位移呈现逐渐增大的趋势.掌子面推力不会对桩基横向位移造成明显影响,但随着掌子面推力逐渐增大,桩基...     

基于上限分析与随机响应面法的盾构隧道掌子面可靠度研究

为更全面准确评估孔隙水压力作用下盾构隧道掌子面的稳定性，提出一种基于极限分析原理的双对数螺旋线破坏机构为确定性模型，结合随机响应面原理的可靠度分析方法。该方法以孔隙水压力系数表示地下水引起的孔隙压力变化，通过上限分析得到隧道掌子面的安全系数； 运用拉丁超立方技术对安全系数进行抽样，建立基于Hermite多项式展开的近似极限状态方程，在验证响应面有效性的基础上，进一步采用蒙特卡洛模拟法获取隧道掌子面失效概率特征。利用该方法分析了土体参数变异性、地下水位以及支护力对掌子面失效概率的影响，并将其应用于湘江隧道掌子面的可靠性研究中。结果表明： 该方法可以有效地评估隧道掌子面的可靠性，并可为隧道掌子面支护力的选取提供理论参考。     

基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法研究

隧道开挖过程中岩体结构面信息获取的快慢和准确程度直接影响隧道施工的安全,针对三维重建算法效率低的问题,提出一种基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法和策略。首先采用普通数码相机快速获取一系列真实描述岩体结构的数字影像;然后针对岩体影像比例尺与倾斜角变化大、纹理相对贫乏的特点,采用ASIFT匹配算法与RANSAC误匹配点剔除算法来保证立体影像之间稀疏匹配的效率和可靠性;最后采用光束法联合平差方法对系列影像之间的相对位置与姿态进行求解,并综合利用核线几何约束、半全局匹配、多视最小二乘匹配等策略实现岩体影像的密集匹配,最终提取出岩体的三维信息。工程实践表明:基于ASIFT与RANSAC算法的岩体结构三维重建方法可以方便地实现工程岩体结构面完全非接触式测量,有效提高测量效率,避免测量人员暴露于未支护岩体下的危险。     

基于极限分析的 进尺对隧道掌子面稳定性影响

为了分析进尺对隧道掌子面的影响,基于极限分析法推导掌子面稳定安全系数的公式,并同Vermeer公式做对比分析,进行参数影响规律分析。研究结果表明:低黏聚力围岩,除了采用短进尺外,必须要采取加固措施,提高围岩强度;随着黏聚力提高,内摩擦角的增大,各进尺下稳定安全系数提高。随着开挖高度的增加,稳定安全系数降低,在较小开挖高度下,更能体现短进尺对稳定安全系数的作用。随着进尺的增加,拱效应开始发挥时的临界覆跨比C/D随着进尺的增大而增大;大进尺下,需要更大的埋深才能使得破坏不扩展至地表。各进尺下稳定安全系数随着重度的增加而降低;局部破坏下,地表超载对稳定安全系数没有影响;破坏波及到地表时,不同进尺下,稳定安全系数随着地表超载的增大而降低。     

岩溶区盾构带压开仓掌子面加固关键技术研究

针对盾构过岩溶区带压开仓常规加固所存在的弊端,以深圳地铁16号线龙龙区间为背景,研究注浆加固关键技术。通过试验配制具有一定胶凝性能的快凝低强度浆液,并利用研制的可伸缩液压注浆装置,将浆液直接快速输送至地层薄弱点,使其渗入掌子面岩土裂隙,实现掌子面整体加固、阻断外部来水和密封土仓高压气,快速稳固刀盘、土仓土体,同时做好盾尾止水,保证换刀安全。该方法与常规衡盾泥加固相比,经济效益显著,对复合地层、富水砂层、软塑或流塑性地层等不良地质中盾构带压开仓具有重要指导意义。     

基于计算机视觉技术和深度学习的隧道掌子面岩体裂隙自动识别方法研究

对掌子面图像的裂隙识别和特征提取进行研究，首先根据隧道中光照不足和光线不均匀的特点，对掌子面图像集进行包含多种光照处理措施在内的数据增强；通过Unet网络识别掌子面轮廓，其平均交并比和平均相似度为91%和93%；利用形态学操作使掌子面轮廓边缘平滑，消除噪点。然后利用拆分-拼接策略处理高分辨率掌子面图像，通过DeepCrack网络模型迁移学习识别岩体裂隙，其平均交并比和平均相似度为61%和75%。利用Zhang-Suen算法和8邻域标记算法进一步对识别结果进行细化、骨架化和连通域分析。最后，通过控制点标记和腐蚀标记法计算每条裂隙的像素级长度和倾角。     

地质雷达在西山隧道超前地质预报中的应用

地质雷达作为公路隧道超前地质预报的手段之一,能探测掌子面前方岩体的变化,特别是对于含水区围岩、裂隙破碎带有较高的识别能力。介绍地质雷达基本工作原理和探测方法,并结合美国SIR-3000型地质雷达,说明其西山隧道超前地质预报中的有效应用。