公路隧道信息化施工技术研究

论文摘要

伴随大量隧道及地下工程的建设,隧道工程的理论和方法不断进步,以及科学技术的不断发展,人们逐渐认识到工程地质勘察、设计和施工形成系统化、信息化一体的思想非常重要。只有实时获得反映隧道围岩整体稳定状态的各种信息,并及时分析、处理与反馈,才能真正反映隧道工程开挖过程的动态变化,体现其“信息化”的特点。本论文以江苏省某隧道工程为依托,主要从施工期间的监控及信息反馈和质量控制体系两方面进行了深入的研究;同时,初步探讨了隧道地质信息的可视化实现问题,进一步丰富了信息化施工的内容。对于监控量测项目,主要从量测原理、量测设计及信息采集、量测信息分析及反馈等几个方面进行论述;对于质量控制体系,重点探讨了锚杆无损检测和地质雷达探测两项内容。根据现场所获取的各种量测信息,依照各种经验方法和极限应变准则,把握围岩—支护体系的变形规律,确定合理的支护参数和支护时机,节约工程造价;根据无损检测的信息,及时查明施工期间锚杆锚固质量和初衬的详细情况,对于效果较差的改进施工工艺,保障了工程质量;隧道地质可视化实际上是隧道勘察信息的再现,把复杂地质信息转变成简单直观的可视化模型,加强决策层对隧道的施工、管理和动态监测的宏观把握,这也是施工信息化研究的一个新方向。实践表明该论文成果具有较强的参考和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 隧道信息化施工概述
• 1.2 国内外研究与应用现状
• 1.3 隧道工程信息化施工特点
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 监控量测及信息反馈
• 2.1 依托工程概况
• 2.1.1 工程地质及水文地质概况
• 2.1.2 隧道设计概况
• 2.2 量测内容、目的及意义
• 2.3 量测项目设计及方案实施
• 2.3.1 洞内观察
• 2.3.2 周边收敛量测
• 2.3.3 拱顶下沉量测
• 2.3.4 地表下沉量测
• 2.4 量测管理基准
• 2.5 数据分析及信息反馈
• 2.5.1 周边收敛与拱顶下沉分析
• 2.5.2 地表下沉分析
• 2.5.3 量测信息反馈
• 第三章 围岩地质信息可视化
• 3.1 国内外地质三维可视化研究和应用现状
• 3.1.1 国外情况
• 3.1.2 国内情况
• 3.1.3 隧道地质建模情况
• 3.2 地层表面构造技术
• 3.2.1 地层模型简介
• 3.2.2 Delaunay 三角网的概念及特性
• 3.2.3 Delaunay 三角网生成算法
• 3.2.4 程序的实现
• 3.3 地质体构造技术
• 3.3.1 基于体模型构模
• 3.3.2 基于规则体元构模
• 3.3.3 基于非规则体元的构模
• 3.3.4 基于面－体混合构模
• 3.3.5 基于三棱柱构模
• 3.4 OpenGL 关键技术介绍
• 3.4.1 OpenGL 概况
• 3.4.2 OpenGL 的基本功能
• 3.4.3 OpenGL 工作原理
• 3.5 实验程序的初步实现
• 3.5.1 程序的初步框架
• 3.5.2 程序界面设计及演示
• 3.6 小结与展望
• 第四章 施工质量信息化技术研究
• 4.1 雷达无损检测
• 4.1.1 检测基本原理
• 4.1.2 检测方法与参数选择
• 4.1.3 室内分析与处理
• 4.1.4 典型图像示例
• 4.2 锚杆无损检测
• 4.2.1 检测基本原理
• 4.2.2 检测方法与参数选择
• 4.2.3 室内分析与处理
• 4.2.4 典型实例分析
• 4.3 无损检测结果及信息反馈
• 4.3.1 地质雷达无损检测
• 4.3.2 锚杆无损检测
• 结论与建议
• 主要结论
• 进一步研究的建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢