一、新建狗磨湾隧道施工超前地质预报(论文文献综述)
陆钰铨[1](2021)在《富水岩溶区隧道施工围岩稳定性与临界安全距离研究》文中研究说明随着国家交通基建的不断投入,隧道及地下工程领域发展迅速,不可避免的在我国地质地形复杂的西部地区修建,岩溶灾害的问题也日益严重。在岩溶隧道的建设过程中,极易发生围岩失稳破坏而导致坍塌、突泥、突水等灾害,对隧道施工的安全、进度及成本产生了极大的影响。因此如何确保隧道围岩的稳定以及合理确定岩溶与隧道间的临界安全距离显得尤为重要,本文以阳宗隧道为工程背景,通过理论分析与数值计算方法对溶洞与隧道间围岩的稳定性及临界安全距离进行研究,以期为富水岩溶区的隧道施工与灾害防治提供参考,主要研究工作及成果如下:(1)阐明了岩溶的形成与发育机理,岩溶的发育主要受地层岩性、地质构造、地形地貌、地表地下水及自然条件的影响;根据不同的形态特征将岩溶类型进行了划分,统计分析了数十个典型的岩溶隧道灾害案例,根据不同的破坏特征将隧道岩溶的灾害模式进行了划分;以阳宗隧道为例,对工程地质概况、水文地质条件、岩溶分布及特征等进行了全面分析,为岩溶隧道安全施工与灾害防治的研究提供了依据。(2)采用两端固支梁模型,基于抗弯与抗剪强度理论建立了溶洞分别位于隧道顶部、底部、侧部时的临界安全距离公式;采用数值模拟软件进行了正交试验(共48个数值试验方案),通过回归分析建立了隧道与不同方位溶洞间的临界安全距离公式;分析得出,临界安全距离随围岩水平、溶洞水压及溶洞尺寸的增大而增大,其综合影响程度从大到小可排序为围岩水平>溶洞水压>溶洞尺寸;将研究得出的临界安全距离预测模型应用于实际工程案例,结果表明基于强度理论预测出的安全距离较为保守,基于数值试验预测的结果与设计的预留距离较接近。(3)采用FLAC3D软件建立了三维数值模型研究溶洞位于隧道正前方时隧道开挖对围岩稳定性的影响,隧道围岩应力分布特征为围岩整体受压,拱顶与仰拱处围岩在低应力区,拱腰至墙脚处围岩在高应力区;隧道围岩的位移分布特征为拱顶围岩往下沉降,仰拱围岩往上隆起,掌子面围岩往临空面移动;隧道围岩的孔隙水压力分布特征为掌子面附近围岩处于孔隙水压力低值区,隧道掌子面的渗流现象明显;溶洞前方2m的监测断面上围岩的应力、位移及孔隙水压力在一定开挖影响范围内会发生急剧突变;隧道围岩级别越大(1~4),围岩应力释放率越大,围岩位移量越大,塑性区越早贯通,临界安全距离范围在2~7m;溶洞水压越大(0.6MPa~1.8MPa),掌子面围岩的轴向位移越大,孔隙水压力消散速率越大,塑性区越早贯通,临界安全距离范围在3~6m;全断面法开挖比台阶法更容易导致掌子面围岩失稳破坏,临界安全距离范围在4~6m。(4)从岩溶地质灾害预防的角度研究了岩溶隧道的地质探测技术、安全监测技术、风险评估方法以及灾害预警方法;从岩溶地质灾害治理的角度研究了注浆堵水加固技术、排水降压技术以及绕避跨越技术;依托阳宗隧道工程案例,根据其地质条件及岩溶发育特征分析了超前地质预报、施工优化、监控量测、灾害预警等具体的预防措施,根据不同涌水量、不同溶洞类型及不同溶洞位置分析了具体的治理措施。(本文共有图142幅,表24张)
屈慧森[2](2020)在《超大断面公路隧道施工力学行为研究》文中研究说明近年来,随着我国隧道工程建设的快速发展,国内涌现出一大批超大断面隧道。其中,对于开挖面积在140m2~250 m2的超大断面隧道,其修建技术已愈加成熟。但对于开挖面积达428.5 m2的超大断面隧道,相关设计理论和施工经验不足,可供借鉴参考的工程案例较少。此外,该开挖面积隧道的设计和施工标准在我国现有公路隧道设计规范中还未有明确规定。因此,加强对此类超大断面隧道施工力学行为的研究具有重大意义。本文以深圳市东部过境高速公路莲塘隧道超大断面段隧道为工程依托,通过理论分析、数值模拟和现场监测三种方法,对超大断面公路隧道的围岩松散压力、施工工法和支护参数进行了研究,主要研究内容及成果如下:(1)归纳总结了现有隧道围岩松散压力计算理论和压力拱形成理论,采用数值模拟的方法,从压力拱的角度入手,进一步研究了超大断面隧道开挖后围岩应力变化特征及不同影响因素对压力拱范围的影响,并基于压力拱概念,回归拟合得出了适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下深埋超大断面隧道围岩松散压力的计算公式。(2)通过建立超大断面隧道三维数值模型,首先对不同围岩级别和不同断面尺寸隧道采用全断面法开挖后围岩变形与力学特征进行了研究,探讨了全断面法在该工程背景下的可行性,并得出该工程背景下最大跨段隧道不适合采用全断面法开挖。其次,通过分析隧道开挖后围岩与支护结构受力情况,对双侧壁导坑法和交叉中隔壁法这两种常用大断面开挖工法进行了比选,在综合考虑围岩变形与受力、施工速度和建设成本后,建议莲塘隧道最大断面段隧道采用交叉中隔壁法开挖。(3)在莲塘隧道最大跨段开展了现场监测试验。通过对隧道开挖后拱顶及两腰的变形、围岩与初支间接触压力和钢拱架应力监测结果的分析,发现现场监测结果和数值模拟结果有较好的吻合性,从而说明了数值模拟的合理性,表明数值计算结果可为实际施工提供参考。(4)采用正交试验与数值模拟相结合的方法进一步对超大断面段隧道的支护参数进行了优化研究。确定了不同评价指标下,各支护参数对评价指标的影响主次顺序。根据正交试验结果,建议莲塘隧道最大跨段初支较优组合方案为初支混凝土厚度取33cm,钢拱架间距取1m,钢拱架型号取I20a。
李朝阳[3](2020)在《基于数据学习的岩溶隧道突涌水风险评估及预警研究》文中认为岩溶隧道突涌水灾害是严重制约岩溶隧道安全施工的瓶颈,一旦引发,将造成经济损失、工期延误以及人员伤亡等严重后果。由于地下工程环境的多变性和复杂性,岩溶隧道突涌水灾害发生概率一直无法得到准确计算。因此,建立新的岩溶隧道突涌水风险评估模型,精确预测突水概率和灾害后果,提出基于岩溶隧道防灾设计的预警机制具有重要工程价值。本文详细统计了近年来发生的重要岩溶隧道突水案例,完善现有风险分级标准。引入可靠度理论、GA-BP神经网络、贝叶斯网络建立新的风险评估模型,通过自主编制程序实现风险定量评估,并自建数据库建立风险等级与防灾措施之间的预警关系。取得主要研究成果如下:(1)研究确定了诱发岩溶隧道突涌水的3类11个影响因素的主次排序,获得了致灾性最强的4个主控因素,即不良地质、地形地貌、可溶岩与非可溶岩接触带、地下水位。引入概率分级标准,完善风险等级制度,在现有岩溶隧道涌水量分级的基础上确定亚级分级,进一步提高评估结果精度。(2)针对高压富水溶腔型岩溶隧道突水灾害,建立了基于可靠性理论和GA-BP神经网络的新型定量评估模型。选取岩盘最小防突厚度作为显性功能函数,利用可靠性理论通过确定每个随机变量的概率密度分布来计算突水概率。并利用GA-BP神经网络预测了突水造成的灾害后果。选择水压、水力补给、裂缝类型、充填条件、富水程度和溶洞储量等六个因素作为神经网络的输入层,以灾害后果作为输出层。筛选同类案例以获取各指标的统计信息,并使用MATLAB中的Normand函数将该信息转换为定量数据。结合突水的可能性和灾害后果对野三关隧道602溶腔进行风险评估,并于实际情况和PASM法评价结果进行对比,验证了模型的可行性和可靠性。(3)基于未识别灾害源或是指标信息精度不够的情况,建立贝叶斯网络风险评估模型。基于解释结构模型进行手工建模,再用因果图法修正,确定网络节点之间的从属关系。并基于对抗网络和层次分析法来生成对应的未突水样本,进一步丰富网络数据库。在模型通过训练和验证后,通过总体精度(ACC)等4项指标来对训练结果进行评估。最后将评估模型应用于上高山隧道DK490+373突水案例,验证了模型的可行性和准确性。(4)基于Visual Basic编程工具,对新建风险评估模型进行程序实现。对突水的灾害防治原则和措施进行归纳、统计,建立风险预警等级和灾害防治指导之间的关系。基于自主编制的程序,建立岩溶隧道突涌水灾害案例数据库,便于在风险评估后查询相似的工程案例,为类似工程施工提供指导和借鉴。该论文有图48幅,表41个,参考文献166篇。
安邦[4](2020)在《隧道竖向无充填溶腔的探测及其对围岩稳定性影响分析 ——以成昆复线老鼻山隧道为例》文中指出我国岩溶分布广泛,类型众多。随着交通工程不断向岩溶山区推进,岩溶成为隧道工程建设中面临的关键工程技术问题之一,岩溶的形态和填充物质直接关系到隧道的正常施工和安全运营。为避开岩溶对工程建设的影响,当前交通工程多为高位选线,线路多处于岩溶的垂直入渗带范围内,其中竖向溶腔是最常见的岩溶形态。此类岩溶不同的形态对围岩卸荷特征影响明显,不同外形、尺寸的竖向无充填溶腔对隧道围岩稳定性影响差异较大,如何正确地评价不同形态的溶腔对围岩稳定性的影响成为设计中的难题。本文以成昆复线老鼻山隧道岩溶发育段为研究对象,从竖向无填充溶腔的几何形态特征入手,研究此类岩溶的探测方法和响应特征,通过调查和三维扫描技术,总结隧道围岩和岩溶特征,建立隧道、溶洞三维地质精细模型和概化模型,采用三维有限元MIDAS/GTS模拟前方竖向溶洞对隧道的影响,比较不同开挖工法下围岩的变形及支护结构的力学效应从而优化该段施工方案,比较不同超前支护方法下围岩的变形的及支护结构的力学效应,并对不同精细程度岩溶模型的计算结果进行讨论,其主要工作和取得的成果如下:(1)以成昆复线老鼻山隧道地质构造、地层岩性、岩体质量、岩溶发育情况等大量的现场调查资料为基础,采用地质雷达探测、TSP和超前水平钻探等超前预报手段提前查明了DK207+507~480段隧道围岩强度较低,节理裂隙较发育,围岩较破碎,岩溶强烈发育,存在溶洞、溶腔等溶蚀现象,围岩稳定性差的不良地质情况。综合运用已有的地质编录和物理探查,构建了短小节理发育密集程度为竖向溶腔发育的地质标志,利用该指标超前发现了DK207+508里程岩溶发育的不良地质情况,保障了隧道施工安全。(2)应用三维激光扫描技术对研究隧道的DK207+508溶腔进行了精细化扫描。在传统概化溶洞计算模型的基础上建立更为精细的溶洞三维地质模型。采用三维有限元软件MIDAS/GTS分别仿真分析了传统概化溶洞模型和三维扫描溶洞模型对DK207+608~508段隧道位移和应力特征的影响。模拟结果表明:隧道开挖结束后的洞周特征点总位移变化规律均表现为总位移先逐渐增大至最大值后逐渐减小的特点,两种溶洞模型的计算结果均表明隧道在第20断面处洞周特征点位移最大值,传统概化模型与扫描溶洞模型最大位移最大相差5mm左右,差别较小。两个模型的应力分布特征总体相似,但是差值较大。拱腰最大主应力差值最大达到0.21MPa,拱腰最小主应力差值最大达到1.39MPa。可见采用强度理论进行支护结构设计时,可采用精细化模型进行模拟分析,以提高支护结构的可靠度。(3)采用数值模拟软件分别仿真分析了前方有无溶洞工况下DK207+608~508段隧道二台阶法无超前支护的施工过程。模拟结果表明:有无溶洞工况下的位移和主应力分布特征相似,有溶洞工况特征点的位移和主应力量值大于无溶洞工况。有溶洞工况下隧道开挖结束后拱顶最大位移为55.39mm,较无溶洞工况增长了27.53%。拱顶最大主应力较无溶洞工况增长了31.66%,最小主应力增长了28.67%。隧道施工至第20断面施工塑性区与溶洞塑性区产生重合,为施工最不利位置。结合拱顶位移和主应力较无溶洞工况下的增长幅度推测,隧道第20断面拱顶可能存在变形风险。(4)采用数值模拟软件分别仿真分析了三种不同开挖方法下DK207+608~508段隧道的施工过程。模拟结果表明:三种开挖方法的位移、主应力以及初期支护应力分布与二台阶法特征相似。三台阶七步法对位移控制效果最好,较二台阶法的位移量值最大减小了12.59mm。三台阶七步法对拱顶和仰拱的主应力控制效果最好,较二台阶法的主应力量值最大减小了0.75MPa。三台阶临时横撑法对拱腰主应力的控制效果最好,较二台阶法的主应力量值最大减小了0.89MPa。三台阶七步法对初期支护拱顶和仰拱的最小主应力控制效果最好,较二台阶法初期支护的最小主应力量值最大减小了0.62MPa。三台阶临时横撑法对初期支护拱腰最小主应力的控制效果最好,较二台阶法初期支护的最小主应力量值最大减小了1.13MPa。采用三台阶临时横撑法可以很好的控制拱腰应力,但施工步数大,施工条件要求高,施工工艺难度大,推荐采用三台阶七步法施工。(5)采用数值模拟软件仿真分析了三种超前支护方法下DK207+608~508段隧道施工过程。模拟结果表明:三种支护方法的位移、主应力以及初期支护应力分布与二台阶无超前支护模型特征相似。双层小导管支护对拱顶位移控制效果最好,较无超前支护位移量值减小了12.58mm。中管棚支护对其他特征点位移控制效果最好,较无超前支护位移量值最大减小了11.60mm。中管棚支护对拱顶和仰拱主应力的控制效果最好,较无超前支护拱顶和仰拱主应力量值最大减小了1.12MPa。双层小导管支护对拱腰主应力的控制效果最好,较无超前支护拱腰主应力量值最大减小了1.30MPa。中管棚支护对拱顶和仰拱初期支护应力控制效果最好,较无超前支护初期支护最小主应力量值最大减小了0.95MPa。双层小导管支护对初期支护拱腰应力的控制效果最好,较无超前支护初期支护最小主应力量值最大减小了0.47MPa。由于中管棚支护拱腰应力的结果与双层小导管最大相差0.09MPa,结果接近,综合考虑,推荐采用中管棚超前支护方法。
周中财[5](2019)在《长大隧道穿越富水富砂断层带超前地质预报技术》文中研究指明为解决高角度逆冲富水富砂断层带隧道中的预报难题,结合在建怀邵衡铁路岩鹰鞍F4断层施工实际,运用理论分析、现场调查和超前预报等方法,在对工程水文地质和断层涌水涌砂进行充分研究的基础上,进行了逆冲涌水涌砂地质超前预报现场施作,并分析了可能存在的问题,进而分别用掌子面素描、TSP、地质雷达、红外探水和超前水平钻孔进行超前预报工作。实践表明,按照提出的方法可以获得较好的预报效果。
霍振升[6](2019)在《铁路隧道施工风险评估及超前地质预报》文中研究说明山岭铁路隧道建设周期长、施工风险大、安全隐患多,在施工过程中穿越地层地质条件相对复杂,极易发生塌方、突涌水、岩爆等施工风险。本文在中铁二十一局科技研究开发计划项目(19C-4)资助下,依据山岭铁路隧道施工事故的特点,采用模糊层次综合评估法结合山岭铁路隧道相关地质信息建立BP网络算法的样本数据,然后采用数据分析软件建立以BP网络算法为基础形式的铁路隧道施工风险概率评估模型,评估模型构建是为了明确风险在施工中发生的概率等级。采用风险后果当量法构建施工风险后果评估模型,来确定施工风险发生的后果等级,依据我国铁路隧道相关规定进行施工风险等级划分。成昆铁路线邓家湾隧道为典型的山岭铁路隧道,分析邓家湾隧道进口段D2K372+305-D2K373+200段地质及水文情况,将进口段划分为30段,并采用己构建形成的施工阶段风险的估计模型对划分的30段进行了施工阶段风险评估,同时根据邓家湾隧道不同的施工风险等级做出相对应的超前地质预报方案,主要研究内容如下:(1)根据山岭铁路隧道开挖施工事故特性,本文选择坍塌、突涌水和岩爆三个隧道施工中的典型风险事故作为山岭铁路隧道风险进行评估的三个一级指标,结合相互照应的十六个二级指标,构建形成了施工风险评估的体系框架。(2)通过模糊层次综合评估法建立神经网络的样本数据,采用AHP确定每个风险因素的权重值,通过梯形隶属度分布函数和Karwowski模糊隶属度函数来分别明确影响三个一级指标的定量因素和定性因素的隶属度取值。(3)以模糊层次评估法建立的样本数据为作为前提,构建以BP神经网络算法为基础形式的山岭铁路隧道施工风险概率评价模型,明确施工阶段风险发生的概率级别,采用风险后果当量法建立施工风险后果评估模型,从而明确施工阶段风险后果级别,利用R=P× C进行施工风险综合等级评估。(4)根据邓家湾隧道进口段各段开挖施工风险评价的围岩级别,做出了不同施工风险级别的综合地质预报方案。将综合超前地质预报方案在邓家湾隧道进口段施工风险级别较高的里程段落中进行施工实施,获得了理想的预报效果。
徐钟[7](2018)在《复杂岩溶隧道涌突水演化机理及灾害综合防治研究 ——以新建叙大铁路为例》文中指出我国西南地区地质条件复杂,山岭隧道修建过程中经常遇到岩溶地质不良现象,尤其是岩溶涌突水现象。多变的岩溶地质构造、丰富的地下暗河体系、充沛的雨季降水量,致使岩溶隧道涌突水灾害的预测和防治工作十分困难,在施工过程中屡屡造成巨大的经济损失,甚至人员伤亡,岩溶涌突水灾害已成为隧道工程施工和运营过程中的重大安全隐患。岩溶地质环境具有复杂性和多样性,隧道工程中涌突水成灾的发生地点和时间均具有不确定性,造成工程施工过程中的灾害危险性评价容易出现偏差。岩溶涌突水演化过程的准确理解、岩壁防涌突水安全厚度的计算、成灾危险性的定量分析、岩溶空腔的综合处置等等问题,均在不断探讨之中,以便作为岩溶地质环境条件下隧道工程建设适宜性评价的工作基础。因此,本文以“复杂岩溶隧道涌突水演化机理及灾害综合防治研究——以新建叙大铁路为例”作为选题,依托“新建地方铁路叙永至大村线长大隧道超前地质预报关键技术研究”和“叙大铁路中坝隧道D9K55+221突水灾害形成机制、环境影响及工程措施专题研究”课题,以岩溶隧道涌突水演化过程为研究对象,考虑岩溶地质环境对涌突水成灾的影响,将岩溶涌突水的演化过程划分为四个阶段,分析防涌突水岩壁安全厚度的组成和计算方法,进行涌突水危险性评价和综合防治措施研究,探讨岩溶地区隧道工程建设的适宜性。完成的主要研究工作和取得的研究进展包括:(1)分析岩溶地质环境条件的系统构成,探讨岩溶地质环境对工程建设的影响及隧道工程建设的适宜性。分别从岩溶发育模式、区域岩溶地质、岩溶水文地质、岩溶洞穴(溶腔)等方面系统分析复杂岩溶地质环境的特点,根据岩溶地质调查和超前地质预报资料,分析岩溶隧道涌突水的危险性等级。根据系统科学理论,从构造地质系统、水文系统、岩体力学系统等方面分析和理解岩溶地质环境条件,为岩溶隧道涌突水灾害致灾因子的识别提供依据。(2)基于岩溶隧道涌突水灾害的演化过程,分析岩溶地质环境对涌突水成灾的影响,探讨防治涌突水成灾的关键因子。将岩溶隧道涌突水的演化过程划分为四个阶段,对各阶段的演化特点进行分析,对不同演化类型进行探讨。岩溶地质环境形成阶段受地形地貌、岩性分界面、褶皱、断层等要素作用,决定了涌突水发生的空间位置和类型;岩溶水系通道扩展阶段受地区雨量、地表形态、地质构造、地层岩性等影响,决定了涌突水发生的规模和危害性;岩壁安全厚度临界状态形成阶段受到开挖岩壁厚度减小、水势能增大、爆破振动等作用时,稳定性降低,促发涌突水、甚至突泥;涌突水释能降压阶段会对隧道形成危害,后续的降雨、暗河、地表水等水源补充,将控制是否再次发生涌突水灾害。岩溶涌突水灾害的致灾因子众多,岩壁的安全稳定性是防治涌突水灾害的关键要素,高压水力作用和施工扰动作用对岩壁安全临界状态的影响是研究重点。(3)基于损伤理论分析爆破振动对岩壁作用的累积效应和算法,考虑质点振动峰值速度的衰减规律,推导围岩爆破损伤区范围公式。基于断裂力学分析高压水力作用对岩壁作用的机理和算法,考虑溶腔水压力受季节性补给条件的影响,推导水力劈裂启动的临界强度因子公式。按最不利条件考虑爆破振动载荷,用拟静力法分析爆破振动与高压水力共同作用条件下,水力劈裂启动的临界强度因子公式表达为:结合施工扰动和高压水力共同作用,将岩壁临界安全厚度划分为爆破振动严重损伤区、岩溶裂隙区、水力劈裂扩展区、潜在危险区四个部分计算。(4)探讨隧道涌突水危险性综合评价体系的构建方式,分析致灾因子和指标评分标准。从岩溶地质环境、隧道围岩特征、扰动作用影响三个方面考虑岩溶隧道涌突水成灾的影响因素,分别从勘查设计、超前探测、施工开挖三个阶段进行灾害危险性的评价和控制,考虑因子的动态属性采用层次分析法建立涌突水灾害危险性评价指标体系,采用专家咨询法制定危险性评价指标的评分标准,结合案例探索成灾危险综合评价指标和体系的准确性。建立的隧道涌突水综合评价模型具有实用性,为分阶段控制成灾危险提供了依据。(5)探讨隧道涌突水灾害的综合防治措施,分析涌突水灾害的探测方法和防治工程施工技术要点。基于岩溶涌突水防治原则,分析不同岩溶地质环境条件下涌突水灾害的防治思路和施工对策,结合案例从超前地质预报、绕避与跨越、释能降压、管棚支护、注浆加固等方面,进行复杂岩溶地质环境条件下隧道涌突水灾害的综合防治措施研究,为隧道工程建设管理提供依据。
张凯[8](2019)在《隐伏岩溶对隧道矿山法施工安全的影响研究》文中研究说明岩溶地区地质条件复杂、地下水活跃。在岩溶地区进行隧道施工,常常会遭遇突水、突泥、溶洞失稳、地表塌陷等一系列岩溶相关的灾害。由于岩溶地质灾害一般具有隐蔽性、突发性以及群发性的特点,其一旦发生,往往会造成巨大的经济损失。如何在隧道施工过程中,对可能遭遇的岩溶灾害进行准确地预测、评估,从而采取相应的措施防止相关灾害的发生,已经成为岩溶地区隧道工程建设中亟需解决的问题。鉴于此,本文分别从隧道施工过程的岩溶突水、地表塌陷、隐伏溶洞对隧道结构的影响以及岩溶的预报四个方面着手,在对岩溶灾害发生机理进行研究的基础上,建立了隧道岩溶突水及地表塌陷的风险评价体系,研究了多因素影响下隧道与隐伏溶洞间的安全距离,并建立了隧道工程中的岩溶动态综合预报体系。主要的研究内容及成果体现在以下几个方面:(1)基于岩溶突水发生的机理,在统计分析的基础上,选取对岩溶突水有控制作用的因素,建立了隧道岩溶突水风险评价的指标体系。根据岩溶突水的四个风险等级,将岩溶突水风险评价指标进行定量分级,部分指标根据其量测值分级,其他指标根据其专家评分进行分级。采用综合赋权法确定评价指标的权重。其中,主观权重由基于专家知识的模糊层次分析法确定,而客观权重由基于量测值的相关分析法确定。采用综合赋权法,既考虑了人对事物的主观理解,又考虑了各事物客观存在的联系,可以大大降低只采用其中某一种方法确定权重带来的误差,使得评价结果更加准确。(2)分别基于可拓数学理论、属性数学理论以及模糊数学理论建立了隧道岩溶突水的风险评价体系。采用这三种风险评价方法对某隧道进口平导段的突水风险进行了评估,不仅得到了三种相同的风险评价结果,而且这三种评价结果与实际记录的突水状况相吻合。证明了所建立的隧道岩溶突水的可拓评价体系、属性识别体系及模糊综合评价体系的适用性及合理性。(3)在可拓评价过程中,采用线性无量纲化方法对风险评价指标的定量分级以及指标的量值进行了无量纲化处理。无量纲化过程即可被以看作是构造隶属度函数的过程,也使得具有不同量纲的评价指标之间具有可比性。通过将可拓评价结果与其他两种评价方法的结果以及实际涌水状况的对比,证明了无量纲化处理过程的合理性。(4)基于岩溶地表塌陷发生的条件,在统计分析的基础上选确定了地铁隧道施工引起地表岩溶塌陷的风险评价指标,建立了相应的风险指标体系,并对评价指标进行了定量分级,采用综合赋权法确定了岩溶塌陷风险评价指标的权重。分别基于可拓数学理论、属性数学理论以及模糊数学理论,建立了岩溶区地铁隧道施工引起地表塌陷的风险评价体系。所建立的三种岩溶塌陷风险评价体系被用于贵阳地铁一号线某区段用来评价岩溶塌陷的风险,所得到的三种评价结果不仅相互高度一致,一致性比率达到了91.19%,而且与现场的实际的塌陷条件以及该区域的塌陷历史较吻合。验证了所建立的风险评价体系的适用性及合理性。(5)通过对已有文献中的数据,以及贵广铁路线中多条隧道中揭露溶洞的数据进行统计整理,采用Matlab进行分布拟合之后,得出溶洞的宽度和高度均近似地服从瑞利分布。根据实际情况并,考虑到数值模拟的可操作性,将数值计算中的溶洞近似等效成椭圆状。采用响应面法设计了隐伏溶洞影响下的隧道开挖数值模拟方案。根据影响隧道结构稳定各因素的变化情况,选取变化较明显且对隧道稳定影响较大的五个参数作为变量,包括围岩的弹性模量、粘聚力及内摩擦角,溶洞的宽度及高度,其他变化较小的参数作为常量。并将隧道关键点的位移突变作为隧道结构失稳的标志,分别进行了隐伏溶洞位于隧道上方、下方以及侧部的隧道开挖数值模拟。采用最小二乘法原理,求得了隧道与溶洞间安全距离关于五个变量的响应面函数。(6)建立了隧道工程中岩溶的动态综合预报体系。这一体系包含隧道施工前的地下岩溶发育程度的评价,以及施工过程中掌子面前方岩溶的预报两个部分。根据可拓理论建立了地下岩溶发育程度的评价体系,利用其评价结果在隧道施工前对地下岩溶进行初步的预测,其评价结果同时又指导隧道施工过程中岩溶预报方法的选取及预报方案的实施。隧道施工过程中,根据不同的岩溶发育程度选取相应的地质探测技术对掌子面前方的岩溶进行预报,岩溶预报的结果对岩溶发育程度等级进行修正、更新。运用所建立的岩溶动态综合预报体系对某隧道施工过程中的岩溶进行预报,预报结果与现场观测情况具有高度的一致性,证明了该岩溶预报体系具有很好的适用性及较高的可靠性。
郭禹呈[9](2016)在《回头沟隧道偏压段施工方法研究》文中指出回头沟隧道位于吉林省白山境内,白山地区地形地貌复杂,相对高差较大,沟谷纵横,隧道存在偏压现象。尤其对于隧道洞口来说,围岩松散破碎力学性质差且属于浅埋偏压段,若施工不当极易发生掉块、冒顶甚至塌方。为此吉林省高等级公路建设局与我校合作,以回头沟隧道为研究对象,主要从以下几个方面进行偏压隧道施工方法的研究。(1)本文首先就如何判断浅埋隧道和偏压隧道的方法进行了总结,据此判断出回头沟隧道浅埋偏压段;其次对偏压隧道常用的开挖方法进行了总结归纳,提出回头沟隧道的施工方法技术措施。(2)以回头沟隧道工程为实例,运用数值模拟方法,针对偏压隧道常用的开挖方法:台阶法、环形开挖留核心土法、CRD法、单侧壁导坑法等四种不同的开挖方法对回头沟隧道典型的浅埋偏压断面进行数值模拟分析比较,研究得到在本计算条件下最合理的隧道开挖方法。(3)为了尽可能地降低偏压作用对回头沟隧道施工的不利影响。本文还就优先开挖深埋、浅埋一侧进行了研究。以单侧壁导坑法作为施工工法,模拟优先开挖深埋一侧和优先开挖浅埋一侧两种施工顺序,通过比较围岩塑性区分布情况、围岩拱顶及地表沉降和衬砌支护结构内力情况,研究回头沟隧道浅埋偏压段合理的施工顺序。(4)对于浅埋偏压隧道,上下断面初期支护封闭时机的选取能够有效的抑制围岩变形。本文运用数值模拟方法,对回头沟隧道开挖方法进行优化研究,主要针对台阶法施工中最合理台阶长度进行研究。
张爱军[10](2015)在《近饱和黄土大断面隧道变形控制研究》文中指出随着国内高速铁路的快速发展,隧道开挖断面也不断增大,而富水大断面黄土隧道,由于土体强度低,变形大,自承能力小;且在受水的影响十分强烈,一旦被水浸泡,黄土强度骤减将诱发初期支护沉降变形过大,围岩长时间难于稳定等问题。如何在富水大断面黄土隧道施工中,寻求一套科学、安全、快速的施工方法成为目前亟待解决的问题。论文针对郑西铁路客运专线张茅隧道开挖断面大、富水饱和、黄土遇水成泥、沉降变形大、易塌方、工程地质复杂等特点,为实现安全、优质、快速施工的目的,进行了富水黄土大断面隧道围岩变形规律及其施工控制方法的研究。(1)对张茅隧道的近饱和黄土地层的工程性质进行了调查、测试和分析研究,张茅隧道洞身主要为第四系中更新统(Q2)老黄土,以黏质黄土为主,含水量高达20%,饱和度达92%,具有弱~中膨胀性,属Ⅳb级围岩,且隧道开挖跨度大、断面大,施工难度远大于修建同类型的一般黄土隧道,必须采取合理有效的施工方法和工程措施。在富水黄土地层中开挖隧道后,由于黄土的崩解性、湿陷性和弱膨胀性,在富水的作用下,土体开挖后会迅速崩解,强度骤然降低,围岩自稳能力极大消减;隧道开挖后土体容易顺着节理胀松或剪断,出现片帮和顶部塌方;选择合理的开挖方法是确保此类地质条件的大断面隧道安全的保障。(2)通过对CD法、CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步开挖法的比较分析,得到了三台阶七步开挖法的变形值略大于CRD法和双侧壁导坑法,但三台阶七步开挖法进度快,并有利于隧道尽早闭合。(3)采用三维数值方法模拟分析了隧道开挖支护过程,研究了富水大断面黄土隧道的开挖过程围岩及支护结构的应力及变形规律。结果表明三台阶七步开挖法的施工过程,初期支护拉应力集中主要发生在拱脚和拱顶;压应力集中主要发生在拱顶和边墙、墙脚;初支型钢钢架各控制点内、外侧应力最大值为-127.07MPa;初期支护拱顶沉降不大,最终拱顶沉降值约为50.2mm,拱顶沉降收敛距离约在2D左右;初期支护水平位移量值小,其中拱脚处水平位移最终值为6.3mm,边墙中部为10.5mm,边墙底部为10.1mm;拱脚处水平相对位移的收敛距离约在1.5D左右,边墙中部以及底部的水平位移收敛较快,收敛距离约在1D左右;(4)选择典型断面进行了隧道开挖支护过程中围岩及支护结构应力和变形的现场测试及规律研究,从现场监测数据来看,初支变形不大,并在初支封闭后很快趋于稳定,而且初支的应力及围岩压力也都较小,说明了三台阶七步开挖法适用于富水老黄土地层的大跨隧道施工。(5)在数值分析规律研究和现场测试的基础上,研究提出了张茅隧道施工围岩变形控制的基本技术方法,三台阶七步开挖法开挖施工中的基本技术参数为:上台阶3m~5m,中、下台阶4m~6m,上台阶不小于宽度的0.3倍,台阶错台:2~3m;上台阶进尺不宜大于0.8~1.0m,中、下层台阶进尺不宜大于1.5m,仰供一次开挖施做初支护的长度不宜大于2~3m;通过留核心土、开挖面初喷3~5cm混凝土、设置超前小导管技术有效控制掌子面的稳定;通过设置大拱脚、锁脚锚杆技术控制整体沉降;施工中仰拱必须及时封闭,封闭距离为30~35m,封闭时间宜控制在15天左右;(6)研究了隧道底板的变形控制水泥挤密桩处理技术,隧道地基处理完成后,垂向的地基系数增加幅度达178.3%,而隧道拱脚的各项物理性质得到了明确的改善,压缩模量的增加幅度达343.9%,孔隙比降低幅度最大达43.4%;静力触探和标贯值也得到了显着提高;仰拱的总沉降量仅为80.3mm和77.3mm,预测的工后沉降量仅在3mm左右,能满足工后沉降的要求。(7)仰拱填充面动位移随激振频率在21Hz之后增长速率变缓,最大垂直动位移约为0.5mm;仰拱填充面最大振动速度为1.61mm/s;激振动应力大小与激振时间以及激振频率基本无关,在30kPa激振动压力作用下,仰拱底部实测最大动应力为5.1kPa,仅仰拱填充面激振动应力的1/6;振动速度衰减至0.2mm/s时的深度为仰拱填充面下约5.9m处;仰拱下黄土围岩中的最大振动速度为1.03mm/s。(8)仰拱回填混凝土中激振应变大小随激振频率的增加变化不大,可以近似地认为与激振频率无关;在仰拱填充面30kPa激振压力和激振频率f=5~27Hz的作用下,隧底超静水压幅值很小,约是隧底黄土围岩中激振动应力的1/50。(9)激振试验后,激振机下的隧底土体的每10cm贯入击数都在40左右,说明该处富水黄土处于坚硬状态,不存在软化现象;试验前后级配曲线没有明显变化,特别是激振试验前后的黏粒含量没有减小,隧底富水黄土土层不存在细化、泥化现象;基底黄土的抗剪强度指标c、φ基本没有变化,激振对隧底富水黄土抗剪强度没有影响。(10)提出了富水大断面黄土隧道施工的变形控制标准和监控管理等级,对类似工程的施工有较大的参考价值。分析研究了三维激光扫描技术在黄土隧道围岩变形监测中的应用技术方法。
二、新建狗磨湾隧道施工超前地质预报(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新建狗磨湾隧道施工超前地质预报(论文提纲范文)
(1)富水岩溶区隧道施工围岩稳定性与临界安全距离研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 岩溶隧道突涌水灾害机理研究 |
1.2.2 岩溶隧道施工安全稳定性研究 |
1.2.3 岩溶隧道防治方法研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究技术路线 |
第二章 隧道岩溶地质环境及灾害研究 |
2.1 引言 |
2.2 岩溶发育机制 |
2.2.1 岩溶形成与发育 |
2.2.2 岩溶类型及特征 |
2.3 隧道岩溶灾害模式 |
2.4 隧址区岩溶地质环境 |
2.4.1 工程地质概况 |
2.4.2 气象与水文地质条件 |
2.4.3 岩溶分布及特征 |
2.5 小结 |
第三章 岩溶与隧道临界安全距离研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于强度理论的临界安全距离 |
3.2.1 溶洞位于隧道顶部 |
3.2.2 溶洞位于隧道底部 |
3.2.3 溶洞位于隧道侧部 |
3.2.4 参数敏感度分析 |
3.3 临界安全距离数值模拟分析 |
3.3.1 数值试验方案 |
3.3.2 数值计算模型 |
3.3.3 围岩稳定性判据 |
3.3.4 数值计算结果分析 |
3.3.5 临界安全距离回归分析 |
3.4 工程案例分析 |
3.5 小结 |
第四章 岩溶隧道施工围岩稳定性三维数值分析 |
4.1 引言 |
4.2 三维计算模型 |
4.2.1 模型建立 |
4.2.2 计算工况及过程 |
4.3 不同围岩级别对隧道围岩的影响 |
4.3.1 隧道围岩的应力变化规律 |
4.3.2 隧道围岩的位移变化规律 |
4.3.3 隧道围岩的孔压变化规律 |
4.3.4 隧道围岩塑性区分布特征 |
4.4 不同溶洞水压对隧道围岩的影响 |
4.4.1 隧道围岩的应力变化规律 |
4.4.2 隧道围岩的位移变化规律 |
4.4.3 隧道围岩的孔压变化规律 |
4.4.4 隧道围岩塑性区分布特征 |
4.5 不同开挖工法对隧道围岩的影响 |
4.5.1 隧道围岩的应力变化规律 |
4.5.2 隧道围岩的位移变化规律 |
4.5.3 隧道围岩的孔压变化规律 |
4.5.4 隧道围岩塑性区分布特征 |
4.6 小结 |
第五章 岩溶隧道灾害防治技术研究 |
5.1 引言 |
5.2 岩溶隧道灾害预防技术 |
5.2.1 岩溶地质探测技术 |
5.2.2 岩溶隧道监测技术 |
5.2.3 岩溶隧道风险评估 |
5.2.4 岩溶隧道灾害预警 |
5.3 岩溶隧道灾害治理技术 |
5.3.1 注浆堵水加固技术 |
5.3.2 排水降压技术 |
5.3.3 绕避跨越技术 |
5.4 阳宗隧道防治措施分析 |
5.5 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)超大断面公路隧道施工力学行为研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外超大断面隧道建设概述 |
1.2.1 隧道断面划分标准 |
1.2.2 国外超大断面隧道建设现状 |
1.2.3 国内超大断面隧道建设现状 |
1.3 超大断面隧道国内外研究现状 |
1.3.1 超大断面隧道围岩松散压力研究现状 |
1.3.2 超大断面隧道施工工法研究现状 |
1.3.3 超大断面隧道支护参数研究现状 |
1.3.4 有待进一步研究的问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
2 基于压力拱概念深埋超大断面隧道围岩松散压力计算方法研究 |
2.1 现有围岩松散压力计算理论 |
2.1.1 经验公式法 |
2.1.2 理论计算法 |
2.2 压力拱的形成与相关概念 |
2.2.1 隧道开挖应力重分布 |
2.2.2 压力拱的概念 |
2.2.3 压力拱边界的确定 |
2.3 基于数值模拟的压力拱范围研究 |
2.3.1 模型假设条件 |
2.3.2 模型建立 |
2.3.3 计算结果分析 |
2.4 不同影响因素下超大断面隧道压力拱范围研究 |
2.4.1 埋深对压力拱范围的影响 |
2.4.2 围岩级别对压力拱范围的影响 |
2.4.3 开挖跨度对压力拱范围的影响 |
2.5 深埋超大断面隧道围岩松散压力计算公式回归拟合 |
2.6 小结 |
3 超大断面公路隧道施工方法研究 |
3.1 依托工程概况 |
3.1.1 工程背景 |
3.1.2 地质水文概况 |
3.2 围岩强度控制准则 |
3.2.1 围岩抗拉强度控制准则 |
3.2.2 围岩抗剪强度控制准则 |
3.3 全断面法在莲塘超大断面隧道施工中的适用性研究 |
3.3.1 模型假设 |
3.3.2 计算模型与参数 |
3.3.3 Ⅱ级围岩下全断面法的适用性分析 |
3.3.4 Ⅲ级围岩下全断面法的适用性分析 |
3.3.5 小结 |
3.4 双侧壁导坑法与交叉中隔壁法方案比选 |
3.4.1 计算模型与参数 |
3.4.2 一般工法下计算结果分析 |
3.4.3 改进工法下计算结果分析 |
3.4.4 小结 |
4 超大断面公路隧道现场监测及结果分析 |
4.1 现场监测方案设计 |
4.1.1 隧道变形监测 |
4.1.2 钢拱架应力监测 |
4.2 现场监测结果分析 |
4.2.1 隧道周边位移分析 |
4.2.2 钢拱架应力分析 |
4.2.3 围岩压力分析 |
4.3 监测结果与数值模拟结果对比分析 |
4.4 小结 |
5 超大断面公路隧道支护参数优化研究 |
5.1 正交试验设计简介 |
5.1.1 正交试验概念及原理 |
5.1.2 正交试验分析步骤及方法 |
5.2 支护参数的比选优化 |
5.2.1 支护参数正交试验设计 |
5.2.2 单指标下支护参数优化分析 |
5.2.3 单指标下支护参数优化总结 |
5.3 小结 |
6 结论及展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)基于数据学习的岩溶隧道突涌水风险评估及预警研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容、方法及技术路线 |
2 岩溶隧道突涌水风险等级划分及致灾因素分析 |
2.1 岩溶隧道突涌水案例统计及后果分类 |
2.2 岩溶隧道突涌水风险分级标准 |
2.3 岩溶隧道突涌水影响因素分析 |
2.4 本章小结 |
3 基于可靠度理论和神经网络的突水风险评估模型研究 |
3.1 岩溶隧道突涌水概率计算模型 |
3.2 岩溶隧道突涌水灾害后果预测模型 |
3.3 模型应用及预测结果分析 |
3.4 本章小结 |
4 基于贝叶斯网络的突水风险评估模型研究 |
4.1 贝叶斯网络基本原理 |
4.2 贝叶斯网络模型的构建 |
4.3 贝叶斯网络模型的数据学习与验证 |
4.4 本章小结 |
5 岩溶隧道突涌水风险评估预警程序 |
5.1 岩溶隧道突水灾害风险预警程序设计 |
5.2 岩溶隧道突水灾害防治措施总结 |
5.3 岩溶隧道突水灾害风险预警程序应用 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论与创新点 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)隧道竖向无充填溶腔的探测及其对围岩稳定性影响分析 ——以成昆复线老鼻山隧道为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 超前地质预报技术在隧道施工中的应用 |
1.2.2 前方溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究现状 |
1.2.3 MIDAS/GTS在隧道开挖及超前支护模拟中的应用 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 老鼻山隧道工程地质条件概况 |
2.1 工程概况 |
2.2 地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 气象条件 |
2.2.3 地层岩性 |
2.2.4 地质构造及地震动参数 |
2.2.5 水文地质 |
2.2.6 研究段内不良地质情况 |
第3章 老鼻山隧道竖向无充填溶洞探测 |
3.1 老鼻山隧道超前预报方案 |
3.2 掌子面地质调查与编录 |
3.2.1 掌子面地质调查内容 |
3.2.2 岩溶灾害体描述体系及特征 |
3.3 地震波法(TSP) |
3.3.1 TSP法探测原理 |
3.3.2 TSP法在老鼻山隧道中的应用 |
3.4 地质雷达探测法(GPR) |
3.4.1 GPR探测原理 |
3.4.2 地质雷达法在老鼻山隧道中的应用 |
3.5 超前水平钻探法在老鼻山隧道中的应用 |
3.6 开挖结果对照 |
第4章 研究区岩溶发育特征及围岩工程特性 |
4.1 地下岩溶发育特征 |
4.2 地表岩溶发育情况 |
4.3 老鼻山隧道围岩结构特征 |
4.4 老鼻山隧道围岩分级及参数选取 |
4.4.1 老鼻山隧道围岩分级 |
4.4.2 老鼻山隧道围岩力学参数确定 |
第5章 近竖向溶洞段围岩开挖效应研究 |
5.1 MIDAS三维有限元软件简介 |
5.1.1 MIDAS GTS/NX有限元软件简介 |
5.1.2 屈服准则与收敛判据 |
5.2 研究段三维数值模型确立 |
5.2.1 隧道模型建立 |
5.2.2 计算工况 |
5.3 不同精确程度溶洞模型对计算结果的影响 |
5.3.1 溶洞模型确定 |
5.3.2 两种溶洞模型的位移对比 |
5.3.3 两种溶洞模型的应力对比 |
5.4 有无溶洞工况下围岩变形特征对比 |
5.4.1 有无溶洞工况的位移对比 |
5.4.2 有无溶洞工况的应力对比 |
5.4.3 有无溶洞工况的塑性区分析 |
5.5 不同开挖工法临近竖向空溶洞段围岩变形特性分析 |
5.5.1 不同开挖工法的位移对比分析 |
5.5.2 不同开挖工法的应力对比分析 |
5.5.3 不同开挖工法的初期支护应力对比分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 近竖向溶洞段超前支护方法的选择 |
6.1 超前支护方法的模型确立 |
6.1.1 超前支护方法介绍 |
6.1.2 超前支护方法模型及计算参数 |
6.2 不同超前支护方法的围岩变形效果分析 |
6.2.1 不同超前支护方法的位移对比 |
6.2.2 不同超前支护方法的应力对比 |
6.2.3 不同超前支护方法的初期支护应力对比 |
6.3 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(6)铁路隧道施工风险评估及超前地质预报(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 邓家湾隧道工程概况及地质水文条件 |
2.1 工程概况 |
2.2 地质及水文情况 |
2.2.1 地质特征 |
2.2.2 地形地貌及地层岩性 |
2.2.3 地质构造 |
2.2.4 水文情况 |
2.2.5 隧道涌水情况 |
2.2.6 不良地质及特殊岩土情况 |
2.2.7 岩石放射性情况 |
2.2.8 地温及地应力 |
2.2.9 较岩变形 |
2.2.10 环境工程地质 |
第三章 模糊层次综合评估研究 |
3.1 施工风险评估标准 |
3.2 模糊层次综合分析评估模型 |
3.3 基于模糊层次综合评估法的施工风险评估 |
3.3.1 山岭铁路隧道施工风险因素指标体系建立 |
3.3.2 确定山岭铁路隧道风险因素隶属度 |
3.3.3 山岭铁路隧道施工风险因素权重的确定 |
3.3.4 山岭铁路隧道施工风险评估集 |
3.3.5 山岭铁路隧道施工风险模糊综合评判 |
3.4 施工阶段风险后果评估 |
3.4.1 施工阶段模型评估 |
3.4.2 后果当量 |
第四章 神经网络研究 |
4.1 神经网络法 |
4.1.1 BP神经网络概述 |
4.1.2 BP神经网络的学习算法 |
4.2 神经网络模型的设计 |
4.2.1 BP神经网络层数的确定 |
4.2.2 BP神经网络数目的确定 |
4.2.3 神经网络传递函数的选择 |
4.2.4 神经网络学习参数的选择 |
4.3 神经网络风险概率评估模型 |
4.4 本章小结 |
第五章 邓家湾隧道施工阶段风险评估 |
5.1 邓家湾隧道施工风险概率评估 |
5.2 邓家湾隧道施工风险后果评估 |
5.3 风险评估后果 |
第六章 邓家湾隧道施工超前地质预报研究 |
6.1 地质调查法 |
6.2 地震波反射法(TSP) |
6.2.1 检测数据分析 |
6.2.2 数据处理成果图 |
6.2.3 掌子面地质条件 |
6.2.4 工程地质条件超前预报 |
6.2.5 建议 |
6.3 地质雷达法 |
6.4 加深炮孔探测 |
6.5 超前地质钻探 |
6.5.1 钻孔布置、实施及地层揭露情况 |
6.5.2 结论 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(7)复杂岩溶隧道涌突水演化机理及灾害综合防治研究 ——以新建叙大铁路为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 前言 |
1.1 选题依据与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 岩溶环境研究理论与发展 |
1.2.2 岩溶隧道涌突水演化机理研究 |
1.2.3 岩溶隧道防涌突水岩壁稳定性研究 |
1.2.4 岩溶隧道涌突水危险性评价研究 |
1.2.5 岩溶隧道涌突水综合防治措施研究 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 关键技术问题 |
1.4 取得的主要成果及创新点 |
1.4.1 取得的主要成果 |
1.4.2 创新点 |
第2章 叙大铁路工程及岩溶地质环境条件研究 |
2.1 工程建设常见岩溶地质问题 |
2.1.1 岩溶区工程地质灾害常见类型 |
2.1.2 隧道工程岩溶地质灾害类型 |
2.1.3 隧道岩溶灾害危险性等级划分 |
2.2 铁路沿线工程地质概况 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地层岩性 |
2.2.3 地质构造与地震 |
2.2.4 水文地质条件 |
2.3 铁路沿线岩溶发育特征 |
2.3.1 地表岩溶地质现象 |
2.3.2 岩溶管道发育特征 |
2.3.3 岩溶水富集区分布 |
2.3.4 岩溶洞穴(溶腔)研究 |
2.4 铁路沿线岩溶分布与危险性等级划分 |
2.4.1 岩溶灾害类型和分布情况 |
2.4.2 岩溶灾害危险性等级划分 |
2.4.3 隧道工程建设适宜性评价 |
2.5 本章小结 |
第3章 岩溶隧道涌突水过程演化研究 |
3.1 岩溶地质环境形成阶段 |
3.1.1 地表负地形的影响 |
3.1.2 岩性分界面的影响 |
3.1.3 褶皱的影响 |
3.1.4 断层的影响 |
3.2 岩溶水系通道扩展阶段 |
3.2.1 岩溶裂隙型 |
3.2.2 岩溶管脉型 |
3.2.3 岩溶管道型 |
3.2.4 岩溶洞穴型 |
3.2.5 岩溶暗河型 |
3.3 岩壁安全临界状态形成阶段 |
3.3.1 围岩极限平衡状态分析 |
3.3.2 高压水力作用分析 |
3.3.3 爆破振动作用分析 |
3.3.4 涌突水安全厚度分析 |
3.3.5 算例分析 |
3.4 岩溶涌突水释能降压阶段 |
3.4.1 岩壁稳定性破坏的激发条件 |
3.4.2 按泥水体特征划分类型 |
3.4.3 按破坏特征划分类型 |
3.5 复杂岩溶隧道涌突水演化过程分析 |
3.5.1 岩溶地质构造特征分析 |
3.5.2 岩溶水系通道特点分析 |
3.5.3 岩壁安全临界状态分析 |
3.5.4 泥水体释放特征分析 |
3.5.5 涌突水成灾演化过程综合分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 岩壁防涌突水安全性计算与模拟研究 |
4.1 岩壁防涌突水机理研究 |
4.1.1 宏观防治机理 |
4.1.2 岩体损伤研究 |
4.2 施工开挖对隧道围岩的影响 |
4.2.1 围岩应力状态分析 |
4.2.2 隧道分步开挖数值模拟 |
4.3 爆破振动的影响及算法研究 |
4.3.1 爆破振动作用理论计算 |
4.3.2 施工爆破振动数值模拟 |
4.3.3 数据统计与分析 |
4.4 高压水力作用的影响及算法研究 |
4.4.1 高压水力作用理论计算 |
4.4.2 富水溶腔对岩壁高压水力作用模拟 |
4.4.3 数据统计与分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 岩溶隧道涌突水危险性评价研究 |
5.1 涌突水危险性影响分析 |
5.1.1 岩溶隧道涌突水对水系的影响 |
5.1.2 岩溶隧道涌突水对地表居民饮用水源的影响 |
5.2 涌突水危险性评价指标体系 |
5.2.1 危险性评价的意义 |
5.2.2 危险性影响因素与控制 |
5.2.3 危险性评价体系及指标分析 |
5.3 涌突水危险性评价指标评分标准 |
5.3.1 岩溶地质环境指标评分标准 |
5.3.2 隧道围岩特征指标评分标准 |
5.3.3 扰动作用影响指标评分标准 |
5.4 复杂岩溶隧道涌突水危险性综合评价 |
5.4.1 岩溶地质环境分析与评分 |
5.4.2 隧道围岩特征分析与评分 |
5.4.3 扰动作用影响分析与评分 |
5.4.4 影响因子的动态属性 |
5.4.5 致灾危险性综合评价 |
5.5 本章小结 |
第6章 岩溶隧道涌突水灾害防治措施研究 |
6.1 岩溶隧道涌突水灾害防治思路和常见方案 |
6.1.1 灾害防治思路 |
6.1.2 灾害防治方案 |
6.1.3 超前地质综合预报 |
6.1.4 岩体加固技术综合应用 |
6.1.5 水源疏导技术综合应用 |
6.2 复杂岩溶隧道涌突水综合防治措施研究 |
6.2.1 防治思路与方案 |
6.2.2 绕避跨越措施 |
6.2.3 释能降压措施 |
6.2.4 管棚支护措施 |
6.2.5 注浆加固措施 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(8)隐伏岩溶对隧道矿山法施工安全的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及选题意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 岩溶区隧道突水风险的研究现状 |
1.2.2 岩溶区隧道地表塌陷风险研究现状 |
1.2.3 隐伏溶洞对隧道开挖稳定性影响研究现状 |
1.2.4 地下岩溶发育程度评价及动态综合岩溶预报研究现状 |
1.3 本文的主要内容、方法与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法与技术路线 |
第2章 隧道工程中岩溶灾害风险评价原理与方法 |
2.1 岩溶发育的影响因素 |
2.1.1 岩石的岩性 |
2.1.2 地质构造 |
2.1.3 地形地貌 |
2.1.4 岩溶水的运动 |
2.1.5 自然因素 |
2.2 岩溶灾害对隧道工程的影响 |
2.2.1 岩溶水对隧道工程的危害 |
2.2.2 岩溶洞穴对隧道工程的危害 |
2.2.3 岩溶洞穴堆积物对隧道工程的危害 |
2.3 风险评价的数学方法 |
2.3.1 基于可拓数学理论的风险评价方法 |
2.3.2 基于属性数学理论的风险评价方法 |
2.3.3 基于模糊数学理论风险评价方法 |
2.4 隧道工程中岩溶灾害的风险评价 |
2.5 本章小结 |
第3章 岩溶区隧道矿山法施工突水风险评价体系研究 |
3.1 岩溶区隧道突水的机理 |
3.1.1 岩溶突水的基本力学特征 |
3.1.2 岩溶突水发生的条件 |
3.2 岩溶区隧道突水风险评估指标体系及突水风险分级 |
3.2.1 岩溶区隧道突水的定义及风险等级的划分 |
3.2.2 岩溶区隧道突水风险评价指标的选取及分级 |
3.2.3 岩溶区隧道突水风险评价指标体系 |
3.3 风险评价指标权重的确定 |
3.3.1 综合赋权法 |
3.3.2 模糊层次分析法确定主观权重 |
3.3.3 简单关联分析法确定客观权重 |
3.4 岩溶区隧道施工突水风险评价体系的建立 |
3.4.1 岩溶突水风险评价指标的权重的确定 |
3.4.2 隧道岩溶突水的可拓评价体系 |
3.4.3 隧道岩溶突水风险的属性识别体系 |
3.4.4 隧道岩溶突水风险的模糊综合评价体系 |
3.5 工程应用及评价体系验证 |
3.5.1 工程概况 |
3.5.2 隧道岩溶突水风险评价指标的量测值 |
3.5.3 隧道岩溶突水风险评价指标权重 |
3.5.4 隧道进口平导段岩溶突水风险的综合评价 |
3.5.5 评价结果的现场验证 |
3.5.6 无量纲化对可拓评价结果的影响分析 |
3.5.7 综合权重对风险评价结果的影响分析 |
3.6 隧道岩溶突水的施工对策 |
3.7 本章小结 |
第4章 岩溶区地铁隧道矿山法施工地表塌陷风险评价体系研究 |
4.1 岩溶塌陷的成因及机理 |
4.1.1 岩溶塌陷的定义 |
4.1.2 岩溶塌陷形成的条件 |
4.1.3 岩溶塌陷的分类 |
4.2 岩溶塌陷风险评价指标及分级标准 |
4.2.1 岩溶塌陷风险的评价指标的选取及分级 |
4.2.2 地表塌陷风险评价指标体系 |
4.3 岩溶塌陷风险评价体系的建立 |
4.3.1 岩溶塌陷风险评价指标的主观权重的确定 |
4.3.2 岩溶地表塌陷风险的可拓评价体系 |
4.3.3 岩溶地表塌陷风险的属性识别体系 |
4.3.4 岩溶地表塌陷风险的模糊综合评价体系 |
4.4 工程应用及验证 |
4.4.1 工程概况 |
4.4.2 评价指标的量测值 |
4.4.3 评价指标的综合权重的确定 |
4.4.4 岩溶地表塌陷风险的多方法综合评价 |
4.4.5 岩溶地表塌陷的应对措施 |
4.5 本章小结 |
第5章 矿山法施工隧道与隐伏溶洞间的安全距离研究 |
5.1 溶洞存在时隧道失稳破坏机理分析 |
5.1.1 溶洞影响下隧道的失稳机理 |
5.1.2 隧道与岩溶间岩层安全厚度理论分析 |
5.2 隐伏溶洞与隧道间安全距离的数值模拟方法 |
5.2.1 隐伏溶洞的溶洞力学模型 |
5.2.2 隐伏溶洞与隧道安全距离的影响因素 |
5.2.3 溶洞与隧道间安全距离的判定方法 |
5.2.4 溶洞与隧道安全距离的数值模拟方案设计 |
5.3 隐伏溶洞与隧道间安全距离的数值模拟 |
5.3.1 溶洞与隧道间安全距离的数值模拟方法 |
5.3.2 上方存在隐伏溶洞时隧道与溶洞间安全距离数值模拟 |
5.3.3 下方存在隐伏溶洞时隧道与溶洞间安全距离数值模拟 |
5.3.4 侧方存在隐伏溶洞时隧道与溶洞间安全距离数值模拟 |
5.4 数值模拟结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 矿山法隧道施工岩溶的动态综合预报体系研究 |
6.1 地下岩溶发育程度的可拓评价体系 |
6.1.1 地下岩溶发育程度的评价指标 |
6.1.2 地下岩溶发育程度及其评价指标的分级标准 |
6.1.3 地下岩溶发育程度的可拓评价体系的建立 |
6.2 隧道工程中岩溶的动态综合预报体系 |
6.2.1 岩溶地质预报方法简介 |
6.2.2 综合岩溶预报的原则 |
6.2.3 动态综合岩溶预报的建立 |
6.3 工程应用及验证 |
6.3.1 工程概况 |
6.3.2 勘察阶段的地下岩溶发育程度评价 |
6.3.3 隧道施工过程中的岩溶动态综合预报 |
6.3.4 施工措施及现场验证 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A |
附录A-1 典型岩溶区隧道突水实例 |
附录A-2 隧道岩溶突水影响因素统计 |
附录A-3 岩溶塌陷影响因素统计 |
附录A-4 隐伏溶洞与隧道安全距离的X矩阵 |
图片目录 |
表格目录 |
攻读博士学位期间学术成果 |
攻读博士学位期间参加的科研项目 |
攻读博士学位期间个人获奖情况 |
(9)回头沟隧道偏压段施工方法研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 项目来源 |
1.2 偏压隧道研究现状 |
1.3 本文的研究内容 |
第2章 回头沟隧道偏压成因分析 |
2.1 回头沟隧道概况 |
2.1.1 工程总体情况及特点 |
2.1.2 工程地质条件 |
2.2 浅埋偏压隧道分析 |
2.2.1 浅埋偏压隧道特点 |
2.2.2 隧道偏压的原因 |
2.2.3 浅埋偏压隧道判断 |
2.3 数值模拟判断浅埋偏压段 |
2.3.1 计算模型选取 |
2.3.2 衬砌结构内力分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 回头沟隧道浅埋偏压段施工方法研究 |
3.1 隧道开挖方法 |
3.1.1 全断面法 |
3.1.2 台阶法 |
3.1.3 环形开挖留核心土法 |
3.1.4 单(双)侧壁导坑法 |
3.1.5 CRD法 |
3.1.6 偏压隧道案例分析 |
3.1.7 回头沟隧道浅埋偏压段施工方法初选 |
3.2 开挖辅助措施 |
3.2.1 超前预报 |
3.2.2 超前支护及预加固 |
3.3 本章小结 |
第4章 回头沟隧道偏压段施工方法比选 |
4.1 数值模拟概述 |
4.1.1 计算模型及计算工况选取 |
4.1.2 计算参数及控制点选取 |
4.2 隧道施工方法 |
4.2.1 不同施工方法及相应数值分析模型 |
4.2.2 围岩变形对比分析 |
4.2.3 围岩应力对比分析 |
4.2.4 围岩塑性区分析 |
4.2.5 不同施工方案的综合对比 |
4.3 隧道施工顺序比较 |
4.3.1 模型的建立 |
4.3.2 不同施工顺序及相应数值分析模型 |
4.3.3 围岩变形对比分析 |
4.3.4 围岩塑性区分布分析 |
4.3.5 衬砌结构内力分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 回头沟隧道开挖方法优化研究 |
5.1 模型及参数选取 |
5.2 围岩变形对比分析 |
5.2.1 拱顶沉降分析 |
5.2.2 洞室收敛变形分析 |
5.3 衬砌内力分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录A 作者介绍 |
附录B 攻读硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(10)近饱和黄土大断面隧道变形控制研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究课题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 黄土工程性质研究现状 |
1.2.2 富水隧道支护技术研究现状 |
1.2.3 黄土隧道支护技术研究现状 |
1.2.4 黄土隧道地基处理技术研究现状 |
1.2.5 三维激光扫描技术研究现状 |
1.3 存在的问题 |
1.4 研究内容 |
第二章 张茅黄土隧道工程地质特性分析 |
2.1 概述 |
2.2 黄土的工程特性 |
2.2.1 黄土的成因 |
2.2.2 黄土的成分 |
2.2.3 黄土的基本工程地质特征 |
2.3 富水黄土的工程特性 |
2.4 张茅隧道富水黄土的工程特性 |
2.4.1 郑西客专黄土隧道围岩分级 |
2.4.2 张茅隧道黄土的物理力学性质 |
2.4.3 张茅隧道黄土工程特性 |
2.4.4 隧道工程概况 |
2.4.5 隧道工程难点 |
2.4.6 隧道工程难点 |
2.5 小结 |
第三章 富水大断面黄土隧道开挖模式对变形的影响及施工参数优化 |
3.1 概述 |
3.2 隧道施工方法对比分析 |
3.2.1 计算假定 |
3.2.2 地层及支护物理力学参数 |
3.2.3 三维弹塑性快速拉格朗日有限差分解法的基本理论 |
3.2.4 计算模型 |
3.2.5 计算结果分析 |
3.3 张茅隧道施工方法的选择 |
3.3.1 施工工序时间分析 |
3.3.2 经济性比较 |
3.3.3 工程实际经验反馈 |
3.4 张茅隧道三台阶七步开挖法施工过程数值模拟 |
3.4.1 围岩及支护物理力学参数 |
3.4.2 计算模型 |
3.4.3 计算结果及分析 |
3.5 三台阶七步开挖法施工工艺研究 |
3.5.1 三台阶七步开挖法特点 |
3.5.2 三台阶七步开挖法施工工艺流程 |
3.5.3 三台阶七步开挖法施工作业 |
3.5.4 仰拱施工 |
3.6 小结 |
第四章 富水大断面黄土隧道施工变形规律的现场监测研究 |
4.0 概述 |
4.1 监控量测的意义 |
4.2 监测项目 |
4.3 监测方法 |
4.3.1 三维净空位移测量方法 |
4.3.2 初支内力及压力量测方法 |
4.4 监测结果及分析 |
4.4.1 测试结果汇总 |
4.4.2 拱顶与拱脚沉降 |
4.4.3 水平收敛 |
4.4.4 初期支护钢架应力 |
4.4.5 围岩压力 |
4.4.6 初支与二衬接触压力 |
4.5 监控基准值及监控管理 |
4.5.1 监控指标的设置 |
4.5.2 监控基准值 |
4.5.3 监控管理 |
4.6 三维激光扫描变形监测方法研究 |
4.6.1 掌子面变形监测 |
4.6.2 与传统收敛监测方法的对比 |
4.6.3 精度评定 |
4.7 小结 |
第五章 富水大断面黄土隧道施工掌子面及周围土体变形控制技术研究 |
5.1 三台阶七步开挖法的合理施工参数 |
5.1.1 台阶长度设置 |
5.1.2 台阶高度设置 |
5.1.3 台阶错台距离 |
5.2 确定合理开挖进尺 |
5.3 有效控制掌子面的稳定 |
5.3.1 预留核心土 |
5.3.2 开挖面尽早封闭 |
5.3.3 施做超前小导管 |
5.4 有效控制拱脚的稳定 |
5.4.1 大拱脚 |
5.4.2 锁脚锚杆 |
5.5 快速封闭仰拱 |
5.6 完善施工防排水措施 |
5.7 小结 |
第六章 富水大断面黄土隧道仰拱变形控制及动力性能研究 |
6.1 概述 |
6.2 黄土隧道地基处理试验段的选取 |
6.3 地基处理试验现场验证 |
6.3.1 测试方法的说明 |
6.3.2 现场结果分析 |
6.4 小结 |
第七章 富水大断面黄土隧道仰拱长期稳定性研究 |
7.1 概述 |
7.2 现场试验 |
7.2.1 测试内容 |
7.2.2 测试布置及安排 |
7.2.3 试验数据测读与记录 |
7.3 试验结果 |
7.3.1 仰拱填充面振动位移—激振频率变化关系 |
7.3.2 仰拱填充面振动速度——激振频率变化关系 |
7.3.3 变频激振动应力——激振时间变化关系 |
7.3.4 疲劳激振动应力—累计激振次数变化关系 |
7.3.5 振动速度—深度变化关系 |
7.3.6 不同激振频率下动应力—深度变化关系 |
7.3.7 激振试验前后隧底黄土级配曲线试验结果对比分析 |
7.3.8 激振试验前后隧底黄土抗剪强度试验结果对比分析 |
7.4 小结 |
第八章 结论 |
论文创新点 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
四、新建狗磨湾隧道施工超前地质预报(论文参考文献)
- [1]富水岩溶区隧道施工围岩稳定性与临界安全距离研究[D]. 陆钰铨. 长安大学, 2021
- [2]超大断面公路隧道施工力学行为研究[D]. 屈慧森. 北京交通大学, 2020(03)
- [3]基于数据学习的岩溶隧道突涌水风险评估及预警研究[D]. 李朝阳. 中国矿业大学, 2020(01)
- [4]隧道竖向无充填溶腔的探测及其对围岩稳定性影响分析 ——以成昆复线老鼻山隧道为例[D]. 安邦. 成都理工大学, 2020(04)
- [5]长大隧道穿越富水富砂断层带超前地质预报技术[A]. 周中财. 2019年全国土木工程施工技术交流会暨《施工技术》2019年理事会年会论文集(下册), 2019
- [6]铁路隧道施工风险评估及超前地质预报[D]. 霍振升. 兰州大学, 2019(09)
- [7]复杂岩溶隧道涌突水演化机理及灾害综合防治研究 ——以新建叙大铁路为例[D]. 徐钟. 成都理工大学, 2018
- [8]隐伏岩溶对隧道矿山法施工安全的影响研究[D]. 张凯. 西南交通大学, 2019(03)
- [9]回头沟隧道偏压段施工方法研究[D]. 郭禹呈. 吉林大学, 2016(09)
- [10]近饱和黄土大断面隧道变形控制研究[D]. 张爱军. 北京交通大学, 2015(12)