一、倾角计测斜系统在大瑶山隧道稳定性监测中的应用(论文文献综述)
刘华忠[1](2021)在《断层附近三心拱隧道围岩稳定性研究》文中研究指明随着国家经济的发展和进步,地上交通工程已经逐步不能满足人们日益增长的需求,地下隧道工程应运而生。隧道围岩稳定性是备受关注的一个问题,本文在隧道开挖引起围岩扰动和损伤的基础上,探讨断层附近三心拱隧道围岩稳定性的影响因素;基于某工程,用控制变量法通过FLAC 3D有限差分软件对影响围岩稳定性因素进行模拟分析。(1)分析水平位置对隧道稳定性的影响,记录隧道拱顶、拱腰、拱脚、拱底的应力位移变化以及围岩塑性区大小,基于此工程得出主要结论为:在逆断层下盘开挖,隧道与断层紧邻时隧道塑性区面积与位移最大,隧道与断层距离为8m时应力最大,在逆断层下盘开挖时隧道塑性区面积较大,应力与位移浮动越大施工越危险,不同盘位开挖时应力浮动在0~39.09%,位移浮动4%~169.84%。(2)分析断层倾角对隧道稳定性的影响,记录隧道拱顶、拱腰、拱脚、拱底的应力位移变化以及围岩塑性区大小,基于此工程得出主要结论为:在断层倾角为30°时隧道塑性区面积最大,倾角为45°时隧道围岩的应力和位移均最大,因此,当断层倾角为30°~45°时,隧道受断层附近构造应力明显,稳定性较差。(3)分析岩层内摩擦角对隧道稳定性的影响,记录隧道拱顶、拱腰、拱脚、拱底的应力位移变化以及围岩塑性区大小,基于此工程得出主要结论为:内摩擦角为20°时隧道塑性区面积最大,隧道围岩的应力与内摩擦角成正比,位移与内摩擦角成反比,表明当其他力学参数相同时,内摩擦角较大的围岩强度较高,有利于围岩稳定及工程安全。(4)分析总结水平位置、断层倾角、岩层内摩擦角等因素对隧道围岩稳定性的影响。最后结合吉莲高速公路永莲隧道这一工程实例,分析和验证衬砌结构对隧道稳定性的影响,为以后相似案例提供理论支持和参考依据。
刘方[2](2019)在《砂卵石地层泥水平衡盾构泥浆性能及掘进面稳定性研究》文中提出随着我国经济的快速发展,城市化进程空前加速,城市化范围日益扩大,与之而来的城市用地紧张、交通堵塞及环境恶化等问题日益突出。鉴于城市建筑物对地层扰动的敏感性,轨道交通、城际铁路等建设趋向采用盾构隧道方案。同时伴随着盾构技术不断进步,加之其对地层扰动小,施工速度快等优点,城市隧道趋于采用盾构法修建。近年来,北京、成都、兰州等城市大规模新建地铁轨道交通,以上城市以砂卵石地层为主,相对于一般软土地层,砂卵石地层结构松散、孔隙度大、粘聚力小。盾构在此类地层掘进将面临诸多难题。本论文以京张高铁清华园隧道工程为研究背景,该隧道采用泥水平衡盾构法施工,由于隧道主要穿越富水砂卵石地层,泥水平衡盾构在该类地层掘进时,易出现泥膜成形难度大、盾构出渣困难、掘进面稳定性差等问题。鉴于此,本文综合采用理论分析、数值仿真、室内试验及现场实测等手段,着重研究砂卵石地层泥水盾构掘进面成膜机理、泥浆配比和地层三者之间的匹配关系、砂卵石地层泥浆输送性能和大直径泥水平衡盾构掘进面稳定性等方面,研究成果可为京张高铁清华园隧道工程提供直接参考和技术支撑,同时也可为类似地层条件下泥水盾构的泥浆配置、掘进参数等选择提供参考,具有非常重要的理论意义和工程应用价值。论文的主要研究成果如下:(1)采用自行研制的泥浆渗透试验装置,在考虑地层变化的情况下开展泥浆分级加载渗透成膜试验。研究了地层渗透系数对砂卵石地层中泥浆渗透过程、成膜形态和渗透滤失量的影响,从泥浆与地层的匹配关系探讨了泥膜类型的划分标准。利用自行研制的动态泥浆渗透试验装置,研究了考虑刀盘转动破坏情况下的泥膜破坏-形成的循环过程,揭示了砂卵石地层中泥浆的渗透滤失量随刀盘转动破坏的变化规律。通过控制变量法配制了多组不同比重、粘度、含砂量的泥浆,并在与清华园隧道相似地层中开展泥浆渗透成膜试验,确定了影响砂卵石地层泥浆成膜的关键指标,并进一步得到了最佳的泥浆优化方案,解决了泥浆在高渗透性砂卵石地层中成膜难的问题。(2)通过建立基于FLUENT-EDEM的耦合泥浆渗透成膜模型,研究了泥浆颗粒群在地层孔隙中的渗透、堵塞和运移过程,从微观上揭示了泥浆渗透成膜的机理。通过改变相关参数得到了泥浆在不同颗粒大小、密度和压力下的渗透轨迹和成膜状态,明确了颗粒相对大小、泥浆密度和泥浆压力对成膜的影响规律,提出了基于颗粒相对大小(D/d)的泥膜类型划分方法。(3)采用自由沉降试验装置,研究了大粒径卵石在环流系统竖直管内的相对启动流速,论证了卵石在相近溶液中运动规律的相似性。采用环流系统试验装置,研究了大粒径卵石在循环管路不同位置的启动流速和运移形态,得到了卵石在环流系统不同位置的启动流速,探究了卵石形状、质量对临界流速的影响规律,提出了减小泥浆环流系统管道磨损的改进措施。(4)采用FLAC3D有限差分软件,建立了三维空间模型。研究了泥水平衡盾构施工时泥浆参数(泥浆压力和泥膜渗透系数)对地层孔隙水压力和掘进面稳定性的影响,得到了泥浆参数、地层孔隙水压力、地层位移三者的变化规律和内在联系。确定了清华园隧道泥水平衡盾构维持掘进面稳定性的泥浆压力和泥膜渗透系数,实现了掘进面稳定性的控制,且有效控制了地层变形。
蔡毅[3](2018)在《岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算方法研究》文中提出岩体结构面指岩体中具有一定形态和规模的物质分界面或不连续面,如裂隙、层面、断层等。结构面的抗剪强度影响岩体整体力学特性。结构面研究的重要目的之一便是快速且准确地定量评价结构面粗糙程度,进而结合结构面粗糙程度估算其峰值抗剪强度,最终服务工程实践。因此,结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算的研究具有重大的理论意义和工程应用价值。目前,已有的粗糙度评价方法可在一定程度上有效地描述结构面起伏形貌特征,但亦存在一定不足,即现有粗糙度评价参数通常存在物理意义不明确、未与结构面峰值抗剪强度建立较强联系等不足。然而,符合结构面剪切破坏机制,且与结构面峰值抗剪强度建立较强联系的粗糙度评价参数,或可更好地服务于结构面峰值抗剪强度估算模型的构建。鉴于结构面粗糙度评价与其峰值抗剪强度估算研究的重要性,及现有相关研究所存在的不足,本文针对定法向荷载作用下完全吻合的岩体结构面,基于一定假设(即假设结构面的法向应力较低以致其以剪胀效应为主进行破坏),由以下几个方面展开研究:首先,结合结构面剪切破坏机制,先后提出2种结构面粗糙度评价参数——投影面积百分比(记为PAP)与抗剪切力之比(记为SFR),并通过实例分别展示PAP与SFR的评价过程,对比其它粗糙度评价方法,研究它们的评价效果;其次,根据30组人工模拟岩体结构面的点云数据及直剪试验数据,基于JRC-JCS模型,分别构建含有PAP、SFR的符合莫尔库伦形式的结构面峰值抗剪强度估算新模型,并将新模型应用于11个天然岩体结构面峰值抗剪强度的估算,对比分析新模型的应用效果;最后,以鸡尾山滑坡为例,针对强风化的软弱夹层结构面(滑动面),分别应用基于PAP、SFR的峰值抗剪强度估算模型研究滑动面的抗剪强度参数,并评价滑坡稳定性。根据以上研究思路开展了岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算模型的研究,取得以下研究成果:(1)基于PAP的结构面粗糙度评价方法的研究。基于一定假设由力学分析证明,岩体结构面潜在接触部分的抗剪强度与其在垂直于剪切方向的面的投影面积存在一定函数关系;进而提出了结构面粗糙度评价参数PAP。PAP指岩体结构面的所有潜在接触部分在垂直于剪切方向的面的投影面积与结构面水平投影面积之比。PAP不仅反映了结构面在剪切方向上的几何形态,更与结构面抗剪强度存在一定函数关系。基于PAP评价人工模拟岩体结构面AD1、AD2及AD3的粗糙程度,结果表明:PAP可表征岩体结构面粗糙度的各向异性及点间距效应;此外,新方法分别与Grasselli法、反算法获得的粗糙度评价结果具有较好的线性相关性,此亦佐证了PAP的合理性。(2)基于SFR的结构面粗糙度评价方法的研究。基于Patton模型推导了岩体结构面三维模型中单个“齿面”的抗剪强度估算公式,借鉴反算法之思想,提出了结构面粗糙度评价参数SFR。SFR指岩体结构面所有潜在接触部分可提供的抗剪切力之和,与其水平投影面可提供的抗剪切力之比(假设结构面及其水平投影面的残余摩擦角一致)。应用实例分析表明:(1)针对已出版文献选取的64条结构面轮廓线,分别基于SFR与反算法获得的粗糙度评价结果具有较强的线性相关性;与坡度均方根Z2相比,64条轮廓线的SFR与JRCback(由反算法获得的轮廓线粗糙度系数)的线性相关性更强;(2)针对6组人工模拟岩体结构面5级法向荷载下的SFR进行评价,结果表明:SFR可表征岩体结构面粗糙度的各向异性及点间距效应;同时,各结构面相同剪切方向的SFR随法向荷载的增大而减小,此与反算法评价结构面粗糙度系数具有相似规律;对比基于SFR、Grasselli法与反算法的结构面粗糙度评价结果表明,此3种方法的粗糙度评价结果在一定程度上具有相似性;与Grasselli法对比,基于SFR与反算法获得的粗糙度评价结果具有更强的线性相关性。(3)基于PAP、SFR的结构面峰值抗剪强度估算模型的研究。为直观地反映结构面粗糙程度对峰值剪胀角的影响,并更好地被工程技术人员理解,明确了结构面峰值抗剪强度估算新模型应符合莫尔库伦准则的基本形式;结合广泛应用于工程实践并符合莫尔库伦准则形式的JRC-JCS模型,根据6组(共30个)人工模拟岩体结构面表面形态测量数据及其直剪试验数据,提出了分别考虑PAP、SFR的结构面峰值抗剪强度估算模型,即PAP模型与SFR模型;针对30个人工模拟岩体结构面试样,其峰值抗剪强度试验值τtest与估算值τPAP、τSFR(由PAP模型、SFR模型估算)均具有强线性相关性,且抗剪强度估算值τPAP、τSFR与实验值τtest相对误差平均值δavg分别为7.06%、6.87%。(4)PAP模型及SFR模型的应用效果研究。针对11个天然岩体结构面试样进行三维激光扫描和直剪试验,分别应用PAP模型、SFR模型与Grasselli模型估算各结构面试样对应直剪试验条件(即直剪试验的法向荷载与剪切方向)的峰值抗剪强度,结果表明:11个天然岩体结构面试样的峰值抗剪强度试验值τtest与估算值τPAP、τSFR(由PAP模型、SFR模型估算)均具有较强的线性相关性;且抗剪强度估算值τPAP、τSFR与实验值τtest相对误差平均值δavg分别为16.33%、15.32%;对比Grasselli模型,PAP模型、SFR模型获得的抗剪强度估算结果更接近试验值。(5)基于PAP、SFR的鸡尾山滑坡滑动面(强风化软弱夹层结构面)粗糙程度研究。分别基于PAP、SFR评价滑动面的3个结构面样品(S6S8),结果表明:针对同一结构面样品,基于PAP、SFR获得的粗糙度评价结果具有较强的相似性;且S6S8的粗糙度评价结果在一定程度上亦具有一致性,即S6S8均在x轴正方向附近的粗糙程度最低(x轴正方向为野外通过擦痕及阶步判断的结构面样品受剪切方向)。(6)基于PAP模型、SFR模型的鸡尾山滑坡滑动面抗剪强度参数研究。根据S6S8在剪切方向的粗糙度评价结果,分别应用PAP模型、SFR模型估算不同法向荷载下滑动面的峰值抗剪强度,进而根据莫尔库伦准则计算滑动面的抗剪强度参数(粘聚力及摩擦角)。结果表明,基于PAP模型及SFR模型获得的滑动面抗剪强度参数较接近,并均介于前人提出的滑动面抗剪强度参数的最大值与最小值之间。此外,结合本文获得的滑动面抗剪强度参数(其它滑坡岩体及结构面物理力学性质参考已出版文献),分别应用关键块体理论及数值模拟技术分析鸡尾山滑坡稳定性,结果均显示滑坡处于非稳定状态,符合实际情况,进一步佐证了基于PAP模型及SFR模型估算结构面抗剪强度的可靠性。(7)粗糙度评价参数PAP与SFR的对比分析。首先,PAP与SFR的相近之处:(1)PAP与SFR均具有明确物理意义与力学基础,且均与结构面峰值抗剪强度存在一定联系;(2)本文基于PAP与SFR获得的多个结构面样品粗糙度评价结果均具有相似的变化趋势;(3)本文基于PAP模型与SFR模型获得的结构面峰值抗剪强度估计值与试验值均较接近。其次,PAP与SFR的不同之处:(1)与多数现有粗糙度评价方法类似,PAP仅基于几何形态即可评价结构面在指定剪切方向的粗糙程度;(2)借鉴反算法之思想,SFR综合考虑结构面几何形态、力学特性及其所受法向荷载,以评价结构面在指定剪切方向的粗糙程度;(3)试验结果表明,与PAP相比,基于SFR与反算法获得的粗糙度评价结果的相关性稍强。
朱根桥[4](2016)在《轨道交通大型十字换乘地下车站施工动力响应及控制技术研究》文中研究指明城市地下轨道交通一般埋深较浅,且周边存在建(构)筑物、市政管网等,再加上轨道交通换乘枢纽以及轨道交通区间之间关系复杂,相互影响大,导致设计施工难度非常大。目前,相对于城市地面道路交通建设技术而言,地下轨道交通建设还处于起步阶段,尤其是轨道交通大型地下换乘车站,具有空间跨度大,枢纽之间相互影响等建设难题,设计建设技术还不够成熟。因此,轨道交通换乘枢纽的建设技术是地下工程中研究的前沿问题。鉴于此,本文依托重庆市科技攻关项目,综合采用理论分析、工程类比、数值模拟与现场监控量测等技术手段,系统研究浅埋大型地下十字换乘车站的施工力学响应及控制技术。主要研究工作及成果如下:(1)轨道交通大型十字换乘地下车站结构优化与工法研究依托重庆轨道交通红旗河沟车站工程,分析了红旗河沟车站的内部布置型式和结构设计方案,提出了“拱-墙”相交的大断面交叉方案;在此基础上,采用数值模拟方法模拟了不同开挖方法下轨道交通大型十字换乘车站的动态施工过程,通过分析不同的工法施工时隧道结构及围岩变化情况,对比不同工法时结构受力特征,结果表明上下侧导坑法在位移及受力等方面要更适合于特大断面暗挖隧道的快速开挖。(2)轨道交通大型十字换乘地下车站施工力学响应研究针对地下工程围岩稳定性评价问题,推导了基于Mohr-Coulomb准则的围岩屈服接近度计算公式,引入了基于屈服接近度的围岩稳定性评价方法,从而为准确的判断隧道动态施工过程中围岩的应力状态和屈服情况提供理论基础;在此基础上,首先通过建立单个大型断面地下车站的三维有限元计算模型,分析了浅埋车站施工期间的动态响应规律;进一步通过建立大型近接十字换乘地下车站的三维有限元计算模型,开展地下车站围岩施工力学响应及稳定性研究,分析了交叉位置围岩的受力特性。计算结果表明三号线车站和六号线车站的设计施工步序和支护措施能满足要求,隧道开挖施工安全。(3)轨道交通大型十字换乘地下车站施工影响及控制技术研究针对大型地下车站沉降控制标准问题,分析了地表建筑物和地面环境要求对地表沉降的不同控制标准,并根据Peck公式、结构极限拉应变、地层极限应变等控制标准计算了重庆轨道交通红旗河沟车站施工时的极限地表沉降值。并通过分析建筑物破损的评定标准,提出了房屋破损的Greenfield模型法、隔离法和整体分析法的三阶段评价方法。在此基础上进一步研究了红旗河沟车站的爆破控制标准,提出了轨道交通红旗河沟地下车站的爆破控制技术。(4)轨道交通大型十字换乘地下车站建造方案及施工工法研究基于地下暗挖车站常规建造方案及施工工法,在分析双侧壁导坑法优缺点的基础上,研究提出了“预留部分核心土、仰拱后做的双侧壁导坑法”,以及“上下侧导坑+先墙后拱法”的施工方案和工法,并在红旗河沟地下车站中运用实施。在此基础上,提出了车站总体实施步序,结构突变段施工方案。(5)轨道交通大型地下车站信息化施工技术研究基于地下工程施工监控量测的基本要求,开发轨道交通暗挖隧道监测动态反馈与分析系统,通过该系统可以方便地对隧道监测数据进行分析和处理;在此基础上通过对红旗河沟车站进行监控量测,利用监测反分析、数值计算等方法,在地下车站施工过程中综合分析围岩力学参数和变形特点,为隧道的设计计算参数及施工开挖方法的确定提出优化措施和建议,从而实现信息化施工。主要创新点在于:(1)对特大断面“十字换乘”轨道交通暗挖地下车站提出了“拱-墙”相交的结构型式,形成了城市轨道交通特大断面平面交叉隧道的结构设计关键技术。(2)通过对超大型十字交叉换乘地下车站施工力学分析和模型试验研究,对比研究了双侧壁导坑法和上下侧导坑法的施工力学响应规律,提出了两种方案在超大断面施工中的的适应性。(3)首次建立了大型地下暗挖车站“预留部分核心土、仰拱后做的双侧壁导坑法”和“上下侧导坑+先墙后拱预留部分核心土法”的施工工法。
张伟杰[5](2014)在《隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究》文中研究说明我国是世界上隧道与地下工程建设规模、数量和难度最大的国家,随着交通基础设施建设重心逐步移向中西部山区和岩溶地区,隧道与地下工程建设面临着“构造复杂、地质环境多变、灾害频发”的严峻考验。据统计,交通和水电等地下工程建设中近80%的重大安全事故由突水(突泥)灾害及处置不当造成,导致重大人员伤亡、经济损失与工期延误,甚至迫使隧道停建或改线。此外,突水(突泥)极易诱发水资源枯竭、地表塌陷等环境地质灾害,严重威胁社会稳定与经济发展。隧道与地下工程施工中遭遇的突水(突泥)灾害治理堪称世界级工程难题。富水断层破碎带突水突泥是隧道修建过程中常见的地质灾害之一,注浆法为有效的治理方法。然而,由于地质环境、不同类型浆液、被注介质内部结构自身及其相互作用关系极为复杂,注浆治理理论远远滞后于工程实践,亟需深入研究。本文采用理论分析、室内试验、模拟试验和现场试验相结合的综合研究方法,研究了断层破碎带注浆加固机理,高承压水环境下注浆加固岩体稳定性与渐进失稳规律,以及断层突水突泥灾害复合控制注浆方法,取得一系列研究成果。(1)通过调研大量断层突水突泥案例,深入分析了导致断层突水突泥的地质因素和工程因素;以软质岩-硬质岩交互地层区域发育的高倾角断层带为地质背景,建立了超前注浆加固、临灾应急注浆加固及灾后抢险注浆加固三种工程地质模型。(2)开展了注浆加固试验。断层岩注浆加固体力学特征显示,注浆压力是加固体强度主控因素,针对断层泥和断层角砾两类松散岩体,初始干密度和注浆材料分别为其次要控制因素。断层泥加固体破坏表现为显着结构效应,而断层角砾加固体破坏特征类似于岩块。不同注浆材料对断层岩力学性能改善具有差异性,水泥单浆液同时提高了加固体浆-岩界面c、φ值,而速凝类水泥基注浆材料仅提高界面c值。微观层面上,浆-岩界面是由胶结面、渗透过渡区及微劈裂过渡区组成的三维结构体。(3)揭示了断层岩注浆加固机理。断层泥注浆加固模式为劈裂-压密型,注浆加固划分为直接加固和间接加固两部分。直接加固包括浆脉形成及其与围岩摩擦、嵌锁作用,改变了岩体破坏方式,延缓破坏发生:浆脉对岩土体压密加固称为间接加固,间接加固增强了岩土体内部结合力,改变了土体内部应力场和应力传播途径,提高整体力学性能。断层角砾注浆加固模式主要为渗透型,实质是改变了岩体内部的连接方式,即由水胶连接转变为胶结连接。(4)深入研究断层破碎带优势通道系统,发现了优势劈裂注浆现象。基于此建立单一平板注浆优势扩散模型,构建了考虑广义宾汉体浆液粘度时变性的注浆扩散控制方程;理论研究表明,注浆加固范围主要由注浆压力p0,注浆速率q,浆液粘度μ三因素联合控制。含优势通道的断层破碎带注浆加固作用机理包括薄弱带劈裂(渗透、充填)、均质岩体压密、浆液-围岩协调耦合及复合注浆等四个方面。(5)研发注浆加固三维模拟试验系统,该试验系统可模拟隧道穿越不良地质体地质灾害发生、演化及其注浆治理过程。注浆模拟试验中,模型岩体内部物理场对注浆压力响应强烈,并表现出时空滞后特征,其中渗透压力对注浆压力敏感程度最高,响应迅速。扰动破坏区注浆扩散具有优势路径,控制了模型岩土体内部物理场时空变化规律。与围岩相比,破碎带注浆加固岩体稳定性差,岩体交界滑移部位存在注浆薄弱.区;h<3ho时,注浆加固体内部损伤缓慢积累,加固岩体处于基本稳定状态;h>3ho后,围岩质量急速劣化,迅速形成管道型突涌通道,造成整体失稳。(6)提出复合控制注浆设计方法,建立富水断层破碎带突水突泥地质灾害复合控制注浆治理关键技术体系,研究成果在永莲隧道F2断层地质灾害注浆综合治理工程中进行应用,取得了良好效果,具有广阔的工程应用前景。
何小波[6](2012)在《坡积体中隧道“零”开挖进洞技术研究》文中研究表明由于隧道洞口段极易受到地形偏压作用,坡积体中存在潜在的滑坡、剥落、崩塌等威胁边仰坡稳定性及隧道的安全施工,因此,针对坡积体中隧道的进洞施工技术研究显得十分必要。传统的隧道进洞施工方法会破坏自然植被而降低仰坡的自然稳定性,从而导致坡体大面积下滑,严重影响了隧道施工安全和投资进度,所以如何处理好坡积体洞口滑坡问题,选取安全和合理的进洞施工技术方案非常关键。本文结合湖南省交通科技项目“张家界至花垣高速公路隧道工程施工技术咨询”,以刘家院子隧道右洞为依托,对隧道穿越坡积体“零”开挖进洞技术进行了研究,主要内容包括:(1)针对传统坡积体隧道进洞施工技术研究成果进行了总结与分析。(2)应用极限平衡理论和有限差分法对刘家院子隧道口坡积体部位的稳定性进行了分析,在此基础上,提出了“明洞+抗滑桩”的零开挖进洞方案,选取合适的抗滑桩截面形式及力学参数进行了研究,并优化了相应的隧道进洞超前支护措施。(3)结合数值分析方法,对比分析了在有无抗滑桩情况下明洞施工力学行为,验证了该新型支护结构的功效性。同时,对明暗交界段隧道进洞分部开挖施工过程进行三维数值模拟,研究成果为现场实际施工提供了科学的指导。(4)对监测数据进行处理和分析,总结了坡积体的位移和隧道内部结构的受力规律,分析了“超前管棚+抗滑桩”改善明洞受力稳定的积极作用,对隧道洞口坡积体的发展趋势作出了评价。
徐奴文[7](2011)在《高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究》文中认为岩质边坡失稳破坏(滑坡)是三大自然灾害之一,严重危及着国家财产和人民生命安全,边坡失稳预测研究是一项世界性的难题,迄今为止,仍然没有形成一套系统、完善和成熟的理论方法体系。岩质边坡失稳监测及预测分析一直是边坡工程稳定性研究的重要课题之一,也是岩石力学与工程领域的热点和难点。近年来,随着我国社会经济的稳健发展和对可再生清洁能源的大力需求,西南地区水电资源开发呈现加速发展的趋势,一大批大型(巨型)水电工程开始进行前期筹建、勘察设计或已经开工建设,这些水电工程都不可避免地面临高陡岩质边坡的安全稳定性问题。岩质高边坡的稳定问题不仅涉及到工程自身的安全,也涉及整体环境的安全。西南地区水利水电工程高陡岩质边坡的稳定控制已成为水电工程建设成败的关键技术问题之一,影响和制约着水力资源开发和水电工程建设。研究表明,岩质边坡失稳与其内部微震活动有着必然联系,微震活动是岩质边坡发生失稳破坏的前兆,失稳边坡内部微破裂演化先于地表位移发生。本文基于此学术思想,引入地震学理论和地球物理学方法,突破传统岩质边坡地表位移监测模式,通过采用微震监测系统实时获取边坡失稳前岩体内部的微震活动信息,建立岩质边坡有限元数值模型,通过大规模科学计算,解读岩质边坡失稳的应力场、微破裂演化规律,研究岩质边坡渐进破裂内部微震活动规律及其失稳机理,分析岩质边坡微破裂演化过程与应力场之间的联系,探索岩质边坡微破裂演化、繁衍对其宏观结构破坏过程中微震活动性的影响,包括边坡岩体破裂过程中的声发射时空分布规律及其失稳的前兆模式,寻求岩质边坡微震活动性、背景应力场演化与施工活动之间的联系,建立以微震现场监测为主、以背景应力场分析为辅的岩质边坡失稳预测方法。研究结果不仅可以揭示岩质边坡失稳本质,还能认清岩质边坡失稳破坏形成和发生的条件,还可为复杂应力条件下岩质边坡动态稳定性研究及其失稳预测提供新的思路和方法,对于减轻或避免岩质边坡失稳灾害、保障水电高陡岩质边坡工程施工与营运安全,具有一定的指导作用和现实意义。完成了以下主要研究内容:(1)成功构建锦屏一级水电站左岸边坡微震监测系统,初步实现左岸边坡稳定性及潜在风险区域的实时监测和分析。通过对左岸边坡地质、物探和施工资料的深入分析和现场踏勘研究,结合微震事件震源定位精度、监测系统灵敏度要求、工程条件以及边坡监测目的,进行了微震传感器的选型以及监测系统站网的优化研究,得到了满足技术经济要求的监测系统方案。(2)通过对岩质边坡不同震动信号的分析研究,提出结合现场踏勘、施工工况信息,综合运用时-频分析技术研究各种震动波形幅频特征的方法,得到了高陡岩质边坡岩石微破裂波形特征。通过人工敲击试验验证了微震传感器的灵敏性和准确性,采用人工定点爆破试验方法确定了左岸边坡等效整体波速模型,测试结果表明锦屏一级水电站左岸边坡微震监测系统定位精度完全满足现场工程要求,并分析了影响震源定位误差的主要因素。(3)通过微震活动性时空分布规律,研究了左岸边坡潜在破坏机理及其特征、施工、灌浆等响应区域,识别和圈定了左岸边坡深部岩体由于施工、爆破开挖和固结灌浆等诱发的损伤区域(断层和活化断层),为后期边坡工程的开挖、加固处理和常规监测加密部位提供参考。(4)利用真实破坏过程分析软件RFPA,研究了二维、三维条件下岩质边坡破坏过程微破裂的萌生、发育、扩展、相互作用和贯通的机理,探索了岩质边坡渐进破坏过程中应力场和微震活动性空间演化基本规律,形成从细观损伤演化过程揭示宏观岩体结构破坏的研究方法,从应力场演化和微震时空分布的层面上研究岩质边坡失稳的孕育和发生过程,再现了岩质边坡失稳灾变孕育过程中的应力积累、应力阴影和应力迁移等丰富现象。另外,将数值模拟得到的岩质边坡渐进破坏过程应力场与微震监测得到的施工扰动、断层和裂隙带等地质构造异常活化信息进行耦合分析,揭示了岩质边坡人工扰动作用引起构造活化和灾变的机制。针对左岸边坡现场出现的实际问题,通过微震监测和数值模拟耦合分析,解释了坝顶平台裂缝形成机制和外观变形与微震活动性之间的关系。(5)将岩石微破裂事件与常规变形观测资料、地质资料、施工状态和数值模拟结果等相结合,建立了微震活动性与岩体松弛变形活动性之间的关系,探讨了岩体及其扰动条件下背景应力场积累、释放、转移的基本规律,建立了背景应力场演化与微震活动性的关系,为预测岩质边坡变形发展趋势提供了新的思路。(6)基于能量耗散原理,探索性地提出考虑微震损伤效应的岩体劣化准则,建立了边坡微震监测区域内三维有限元模型,结合微震监测得到的丰富震源信息,分析微震破坏损失能量与岩体力学参数之间的关系,通过提出的岩体劣化准则修正岩体力学参数,反演到三维有限元模型,进行大规模科学计算反馈研究,再现了考虑微震损伤效应的岩质边坡渐进破坏过程,并对边坡稳定性进行了评价分析。
黄胜[8](2010)在《高烈度地震下隧道破坏机制及抗震研究》文中进行了进一步梳理我国西部地区具有全球独特、最复杂的地质构造,第四纪以来,新构造运动、地震活动频繁,活动断裂发育,在青藏高原如此复杂的地质条件下,西部地区基础建设过程中不可避免的会遇到在活断层附近和高烈度地震区修建隧道工程的问题。因此,研究高烈度地震区隧道的破坏机制,并提出有针对性的抗震措施,对拟建隧道选址、设计、施工具有重大的现实意义。本文的工作从研究高烈度地震区隧道震害机制出发,首先进行了岩石和研制的新型隔震材料泡沫混凝土的动力学特性研究,然后开展了地震波的合理选取和针对地下工程的合理地震动输入机制研究,进一步,以上述两部分的研究成果为基础,论文开展了高烈度地震下隧道动力响应特性和稳定性评价研究,抗震材料及抗震方法研究,同时还进行了隧道地震作用下动力响应的远程自动监测。论文的主要研究成果如下:1、基于无限元人工边界的地下工程合理的地震动输入方法地下工程抗震分析中一个关键的环节是地震动的合理输入,但是目前不少人沿用地面建筑物的地震动输入方式,这对地下工程是不合适的。为此,本文提出一种新的基于无限元人工边界的合理的地震动输入方法,本方法考虑到了地层的辐射阻尼和地震波在地层中的反射和散射,采用波场分解的方法给出了地震波从底面垂直入射时底边界和侧边界面各自不同的等效地震荷载的计算公式,并基于abaqus进行二次开发编制了相关的程序,同时进行了算例考证。2、一种新型抗震材料泡沫混凝土的研制及其动力特性研究研制了一种新型隔震材料泡沫混凝土,采用正交试验进行了配合比方案比选,遴选出轻质、低强度和较好延性的方案,具有较好的隔震和缓冲性能,然后对优选方案开展了的动三轴试验,分析材料在地震应变率范围内的变形和强度特征,试验结果表明:泡沫混凝土抗压强度均随应变速率的增加而增加;试验中该材料无剪胀现象,这是由于泡沫混凝土多孔隙所致;泡沫混凝土在动态压缩荷载作用下轴向变形明显,但破坏后仍保持完整性,这表明该材料具有较好的延性,地震中可以耗散相当多的地震能量。3、隧道地震反应特性研究研究了隧道动态响应特性,结果表明:地震强度和持时增加,隧道位移增大;低频地震波导致的隧道位移明显高于高频地震,因此低频的地震更易造成隧道的破坏;对剪切波,水平入射时位移响应幅值最小,垂直入射时位移响应幅值最大;随着埋深的增加,隧道位移响应有明显减小的趋势,但是这种趋势只是针对一般地质情况,在围岩质量、地应力和断层的交叉影响下,埋深较大时也会出现震害。4、近场区活断层对隧道安全性的影响研究隧道近场区发震断层引发的地震不同于一般远场地震,具有速度脉冲效应、较大的峰值和较长的周期。由于缺乏实际地震监测记录,本文首先根据近场区地震动参数,采用考虑高频分量叠加的等效脉冲模型,人工合成了近断层脉冲地震动记录,然后采用运动学震源模型,将上述合成波用于模拟隧道进口处走滑断层错动激震,以此来评价隧道的地震安全性。另外,本文还开展了地震引发的次级断层错动对隧道安全性影响的初步研究,同时分析了隧道洞口边坡震害对隧道稳定性的影响。5、高烈度地震下隧道工程抗震方法研究首先归纳出了隧道抗震设计的两个总体思路,即:改变衬砌一定范围内围岩的性能和改变结构本身的性能,接着沿循这两个思路总结了目前隧道采用的各类抗减震措施,然后据此开展了隧道抗震设计方法的一系列研究,包括隧道断面型式优化研究、减震层减震效果研究、加固围岩减震效果研究以及隧道抗错断设计研究。其中减震层研究方面,通过数值试验验证了泡沫混凝土的隔震效果,泡沫混凝土采用crushable-foam率相关本构模型,结果表明泡沫混凝土作为衬砌隔震层具有较好的隔震效果,并针对工程具体情况给出了合理经济的隔震层厚度。另外本文专门比较了采用隔震层抗震和传统的提高刚度抗震两类思路的优劣,最后综合以上的工作,针对隧道工程的抗震设计提出了一些适用性的建议。6、嘎隆拉隧道抗震和现场地震监测研究综合运用上述研究成果,开展嘎隆拉隧道动力响应分析研究,评估近场断层错动激震和高烈度远场地震对包含F7非发震弱断层的进洞口区域的影响,并提出了适合嘎隆拉隧道的抗震措施。同时进行了隧道地震作用下动力响应的远程无线监测,通过在隧道进洞口处埋设加速度仪,获得三个方向的加速度动力时程记录,可以为研究隧道工程在地震动时的真实动力响应特性提供第一手现场资料。
黄玉,李季[9](2010)在《小型扭杆弹簧倾斜仪机械振子的力学性能分析与改进设计》文中进行了进一步梳理介绍了小型扭杆弹簧倾斜仪的工作原理,使用ANSYS有限元分析软件对扭杆弹簧振子进行了静态、模态等分析,给出了应力云图和各阶振型图。从理论和实验方面研究了扭杆弹簧振子的固有频率,结果表明,实验测试与理论估算值同ANSYS分析值大体吻合。分析了倾斜仪的灵敏度与电容传感电路的灵敏度、扭杆弹簧振子几何尺寸等之间的关系,提出了一种新的振子弹性结构,有限元分析结果表明:此结构有利于提高倾斜仪的机械灵敏度,减少交叉耦合误差,增加了仪器机械本体的稳定性。
黄玉[10](2008)在《微位移电容传感电路的噪声分析与实验研究》文中提出扭杆弹簧倾斜仪是一种结构简单的小型化倾斜仪,可监测地面微小倾斜,广泛应用于工程实践、地球物理和科学实验等诸多领域。本文描述了扭杆弹簧倾斜仪中电容传感电路的原理与构造,理论分析了电容传感电路的热噪声,对电容传感电路的噪声和慢漂特性进行了实验研究。实验结果表明电容传感电路的噪声水平约为0.6mV,折算位移测量的分辨率优于10-10m量级。
二、倾角计测斜系统在大瑶山隧道稳定性监测中的应用(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、倾角计测斜系统在大瑶山隧道稳定性监测中的应用(论文提纲范文)
(1)断层附近三心拱隧道围岩稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
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 断层的一般规律研究 |
2.1 断层的一般规律认识 |
2.1.1 断层要素 |
2.1.2 断层分类 |
2.1.3 断层存在的标志 |
2.2 隧道围岩稳定性与破坏类型 |
2.2.1 隧道围岩稳定性影响因素 |
2.2.2 隧道围岩破坏类型 |
2.2.3 断层力学模型 |
2.3 本章小结 |
第3章 断层附近三心拱隧道模型建立 |
3.1 FLAC 3D基本原理 |
3.1.1 概要 |
3.1.2 本构模型 |
3.2 参数选取与数值模型 |
3.2.1 工程概况 |
3.2.2 计算假定 |
3.2.3 参数选取 |
3.2.4 数值模型 |
3.3 本章小结 |
第4章 断层附近三心拱隧道开挖影响因素分析 |
4.1 水平位置对隧道稳定性影响分析 |
4.1.1 隧道塑性区分析 |
4.1.2 隧道应力分析 |
4.1.3 隧道位移分析 |
4.2 断层倾角对隧道稳定性影响分析 |
4.2.1 隧道塑性区分析 |
4.2.2 隧道应力分析 |
4.2.3 隧道位移分析 |
4.3 内摩擦角对隧道稳定性影响分析 |
4.3.1 隧道塑性区分析 |
4.3.2 隧道应力分析 |
4.3.3 隧道位移分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 工程实例 |
5.1 工程概况 |
5.2 衬砌施工方案 |
5.3 支护系统应力分析 |
5.3.1 竖向应力分析 |
5.3.2 水平应力分析 |
5.4 支护系统位移分析 |
5.4.1 竖向位移分析 |
5.4.2 水平位移分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(2)砂卵石地层泥水平衡盾构泥浆性能及掘进面稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 泥水盾构泥浆成膜特性 |
1.2.2 环流系统泥浆输送性能 |
1.2.3 泥水盾构掘进面稳定性 |
1.3 依托工程概况 |
1.3.1 隧道设计 |
1.3.2 工程地质 |
1.3.3 水文地质 |
1.3.4 盾构设备 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 砂卵石地层泥浆渗透成膜试验研究 |
2.1 泥水盾构泥浆的主要性能指标 |
2.1.1 泥水盾构泥浆的主要功能 |
2.1.2 一般地层泥浆性能的主要指标 |
2.2 泥浆渗透成膜试验方案设计 |
2.2.1 试验目的及设计原理 |
2.2.2 试验装置及试验流程 |
2.2.3 工况设定及材料制备 |
2.3 泥浆渗透成膜表观分析 |
2.3.1 泥浆侵入地层的表观形态 |
2.3.2 地层渗透性对泥皮厚度影响 |
2.3.3 地层渗透性对泥浆侵入深度影响 |
2.3.4 地层渗透性对泥浆滤失量影响 |
2.4 泥浆成膜类型划分标准的探讨 |
2.4.1 地层孔径的计算方法 |
2.4.2 地层渗透系数对成膜的影响 |
2.4.3 地层平均孔径对成膜的影响 |
2.4.4 地层代表粒径对成膜的影响 |
2.5 考虑刀盘破坏的泥浆成膜试验 |
2.5.1 试验目的及方案设计 |
2.5.2 试验地层及泥浆制备 |
2.5.3 试验流程 |
2.5.4 试验结果及分析 |
2.6 砂卵石地层泥浆配比优化 |
2.6.1 工况设定及试验方案 |
2.6.2 试验结果及数据分析 |
2.6.3 砂卵石地层的泥浆配比优化方案 |
2.7 本章小结 |
第三章 砂卵石地层泥浆渗透成膜细观分析及数值仿真 |
3.1 砂卵石地层泥浆成膜形态的细观分析 |
3.2 基于FLUENT-EDEM耦合的泥浆渗透数值模型 |
3.2.1 FLUENT-EDEM耦合数值方法的实现 |
3.2.2 数值模型的建立及参数设定 |
3.3 泥浆渗透成膜细观机理及影响因素 |
3.3.1 基于EDEM的泥膜细观形态 |
3.3.2 颗粒相对大小对成膜的影响 |
3.3.3 泥浆密度对成膜的影响 |
3.3.4 泥浆压力对成膜的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 泥水环流系统卵石运移规律及形态特性 |
4.1 大粒径卵石自由沉降试验 |
4.1.1 试验原理 |
4.1.2 试验方案 |
4.1.3 结果分析 |
4.2 泥水环流系统试验方案设计 |
4.2.1 环流系统试验基本原理 |
4.2.2 环流系统试验装置简介 |
4.2.3 试验对象及工况设定 |
4.2.4 环流系统泥浆的模拟 |
4.2.5 试验步骤及关键步骤 |
4.3 泥水环流系统卵石运移的启动速度 |
4.3.1 卵石运动参数与临界流速的关系 |
4.3.2 卵石质量与临界流速的关系 |
4.4 泥水环流系统卵石运移的基本形态 |
4.5 砂卵石地层泥水环流系统管路磨损分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 砂卵石地层泥水盾构掘进面稳定性研究 |
5.1 砂卵石地层泥水盾构掘进孔隙水压特征 |
5.1.1 流固耦合数值实现的理论基础 |
5.1.2 模型建立及计算参数选取 |
5.1.3 地层超孔隙水压力演变特征 |
5.1.4 地层超孔隙水压力对地表位移的影响 |
5.1.5 泥水压力对渗流场分布的影响 |
5.1.6 泥水压力对地层孔隙水压分布的影响 |
5.2 砂卵石地层泥水盾构掘进面稳定性分析 |
5.2.1 泥水压力对掘进面土体位移的影响 |
5.2.2 掘进面地层超静孔隙水压力和土体有效应力 |
5.2.3 泥水压力对掘进面地层应力的影响 |
5.2.4 掘进面极限支护泥水压力 |
5.3 砂卵石地层泥水盾构掘进地层位移现场测试 |
5.3.1 测试断面选取及元器件埋设 |
5.3.2 测试结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的论文和取得的科研成果 |
(3)岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算方法研究(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题的来源、目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 结构面粗糙度评价 |
1.2.2 结构面粗糙度特性 |
1.2.3 结构面峰值抗剪强度估算 |
1.2.4 结构面力学特性研究方法 |
1.3 选题的研究内容、技术路线和创新点 |
第二章 样品采集与试验过程 |
2.1 结构面样品采集与制备 |
2.1.1 结构面样品的采集与处理 |
2.1.2 天然岩体结构面试样的制备 |
2.1.3 人工模拟岩体结构面试样的制备 |
2.2 结构面形态测量及模型建立 |
2.2.1 结构面形态测量 |
2.2.2 结构面模型建立 |
2.3 结构面直剪试验 |
2.4 材料物理力学性质 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于PAP的结构面粗糙度评价方法 |
3.1 PAP的力学依据 |
3.1.1 结构面破坏机制 |
3.1.2 模型建立及力学分析 |
3.2 PAP的定义及计算方法 |
3.2.1 PAP的提出 |
3.2.2 PAP的计算步骤 |
3.3 PAP的应用实例 |
3.4 对比其它粗糙度评价方法 |
3.4.1 对比Grasselli法 |
3.4.2 对比反算法 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于SFR的结构面粗糙度评价方法 |
4.1 SFR的力学依据 |
4.1.1 规则齿状结构面的剪切破坏机制 |
4.1.2 不规则齿状结构面的剪切破坏机制 |
4.1.3 三维空间微元的抗剪强度 |
4.2 SFR的定义及计算方法 |
4.2.1 SFR的提出 |
4.2.2 SFR的计算 |
4.3 SFR的应用实例 |
4.3.1 结构面轮廓线的SFR |
4.3.2 人工模拟岩体结构面的SFR |
4.4 对比其它粗糙度评价方法 |
4.4.1 对比坡度均方根Z |
4.4.2 对比Grasselli法 |
4.4.3 对比反算法 |
4.5 本章小结 |
第五章 结构面峰值抗剪强度估算模型研究 |
5.1 新模型的提出 |
5.1.1 新模型基本形式的确定 |
5.1.2 新模型的提出 |
5.2 新模型的对比验证 |
5.2.1 天然岩体结构面粗糙度评价及峰值抗剪强度估算 |
5.2.2 对比Grasselli模型 |
5.3 本章小结 |
第六章 工程应用实例 |
6.1 鸡尾山滑坡概况 |
6.1.1 地层岩性 |
6.1.2 岩体结构特征 |
6.2 软弱夹层结构面抗剪强度参数研究 |
6.3 鸡尾山滑坡稳定性分析 |
6.3.1 基于关键块体理论的稳定性分析 |
6.3.2 基于数值模拟的稳定性分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(4)轨道交通大型十字换乘地下车站施工动力响应及控制技术研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 特大断面隧道建设情况 |
1.2.2 特大断面隧道施工工法及力学特性研究 |
1.2.3 交叉隧道设计及施工响应研究 |
1.3 本文的研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 轨道交通大型十字换乘地下车站结构优化分析 |
2.1 引言 |
2.2 依托工程概况 |
2.2.1 总体概况 |
2.2.2 工程地质情况 |
2.3 轨道交通红旗河沟地下车站结构设计方案研究 |
2.3.1 平面位置 |
2.3.2 建筑限界 |
2.3.3 交叉段结构方案优化分析 |
2.3.4 内轮廓及衬砌类型 |
2.3.5 支护参数的确定 |
2.3.6 车站结构布置 |
2.4 红旗河沟地下车站结构施工方案的确定 |
2.4.1 特大断面常用施工方案 |
2.4.2 计算方法选择 |
2.4.3 计算参数的确定 |
2.4.5 双侧壁导坑法数值计算及结果分析 |
2.4.6 上下侧导坑法方案数值计算及结果分析 |
2.4.7 两种方案的对比分析 |
2.5 本章小结 |
3 轨道交通大型十字换乘地下车站施工力学响应研究 |
3.1 引言 |
3.2 大型地下暗挖车站围岩稳定性评价基准研究 |
3.2.1 基于单向强度的围岩稳定性评价 |
3.2.2 基于复杂应力下的强度评价指标 |
3.2.3 基于屈服接近度的围岩稳定性评价 |
3.3 单个特大断面三维动态开挖数值模拟分析 |
3.3.1 计算参数的选取 |
3.3.2 计算尺寸的选取 |
3.3.3 施工工序模拟 |
3.3.4 计算结果分析 |
3.4 十字交叉断面三维动态施工力学响应研究 |
3.4.1 计算模型的建立 |
3.4.2 施工步序模拟 |
3.4.3 计算结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 轨道交通大型十字换乘地下车站施工控制技术研究 |
4.1 引言 |
4.2 大型地下车站沉降控制标准研究 |
4.2.1 按地面建筑物倾斜程度控制地表沉降标准 |
4.2.2 按地面环境要求控制地表沉降标准 |
4.2.3 红旗河沟十字换乘地下车站地表沉降控制标准 |
4.3 地表建筑物损坏的评价方法研究 |
4.3.1 地表建筑物损坏的评定标准 |
4.3.2 房屋破损三阶段评价方法 |
4.3.3 红旗河沟轻轨换乘站周边房屋破损评价 |
4.4 红旗河沟暗挖车站爆破控制研究 |
4.4.1 爆破控制振速标准 |
4.4.2 爆破振速计算 |
4.4.3 红旗河沟十字换乘车站爆破控制技术 |
4.5 本章小结 |
5 轨道交通大型十字换乘地下车站开挖方案及施工工法研究 |
5.1 引言 |
5.2 轨道交通大型十字换乘地下车站交叉段施工工法研究 |
5.2.1 车站断面围护结构设计 |
5.2.2 轨道交通大型十字换乘地下车站交叉段施工工法研究 |
5.3 本章小结 |
6 超浅埋暗挖大断面隧道模型试验研究 |
6.1 交通隧道多功能工程试验系统研发 |
6.1.1 试验系统简介 |
6.1.2 试验系统功能 |
6.1.3 模拟试验工艺流程 |
6.2 试验方案 |
6.3 相似材料的选取及其力学参数 |
6.3.1 围岩相似材料的选取及其力学参数 |
6.3.2 模型相似材料的选取与配比确定 |
6.3.3 既有隧道二次衬砌相似材料 |
6.4 模型制作与数据采集 |
6.4.1 模型制作 |
6.4.2 试验结果数据采集与记录 |
6.5 试验结果分析 |
6.5.1 围岩位移分析 |
6.5.2 围岩应力分析 |
6.5.3 地表沉降数据分析 |
6.6 本章小结 |
7 轨道交通大型十字换乘地下车站信息化施工技术研究 |
7.1 引言 |
7.2 轨道交通地下车站监控量测的要求 |
7.2.1 量测项目及其分类 |
7.2.2 施工监控量测目的 |
7.2.3 红旗河沟车站监测的主要内容 |
7.3 轨道交通暗挖隧道监测动态反馈与分析系统 |
7.3.1 系统总体设计 |
7.3.2 隧道监控量测数据处理子系统 |
7.4 红旗河沟十字换乘车站监控量测数据分析 |
7.4.1 地表沉降分析 |
7.4.2 周边收敛分析 |
7.4.3 拱顶沉降分析 |
7.4.4 初期支护量测数据分析 |
7.4.5 监测数据与数值计算结果对比分析 |
7.5 本章小结 |
8 结论及建议 |
8.1 主要结论 |
8.2 本文的创新点 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B. 作者在攻读学位期间完成的科研项目 |
(5)隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究(论文提纲范文)
目录 |
Contents |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 隧道工程围岩控制方法现状 |
1.3 注浆加固方法概述 |
1.4 注浆理论研究现状 |
1.4.1 注浆扩散理论 |
1.4.2 注浆加固理论 |
1.5 注浆模型试验研究现状 |
1.6 注浆数值模拟研究现状 |
1.7 注浆技术研究现状 |
1.8 目前研究中存在的问题 |
1.9 主要研究内容、技术路线与创新点 |
1.9.1 主要研究内容 |
1.9.2 技术路线 |
1.9.3 主要创新点 |
第二章 断层突水突泥灾变特征及工程地质模型 |
2.1 引言 |
2.2 隧道突涌水灾害 |
2.2.1 隧道工程含导水构造类型划分 |
2.2.2 典型隧道水害特征及注浆治理关键技术 |
2.3 断层破碎带突水突泥灾变特征 |
2.3.1 断层破碎带充填介质特征 |
2.3.2 突水突泥灾变条件 |
2.3.3 突水突泥影响因素 |
2.4 富水断层破碎带注浆加固工程地质模型 |
2.5 本章小结 |
第三章 断层松散破碎岩体注浆加固机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 松散破碎岩体注浆加固试验装置及试验设计 |
3.2.1 注浆加固试验装置 |
3.2.2 注浆加固试验设计 |
3.3 注浆荷载传递规律研究 |
3.4 注浆加固体单轴压缩试验特征研究 |
3.4.1 断层泥注浆加固体单轴压缩试验 |
3.4.2 断层角砾注浆加固体单轴压缩试验 |
3.5 浆-岩界面剪切强度特征研究 |
3.5.1 未加固岩体剪切强度特征 |
3.5.2 注浆加固体浆-岩界面抗剪试验及分析 |
3.5.3 浆-岩界面剪切强度影响因素分析 |
3.5.4 注浆加固体剪切破坏形式 |
3.6 注浆加固体扫描电镜分析 |
3.6.1 扫描电镜样品制作 |
3.6.2 浆-岩界面扫描电镜分析 |
3.7 断层岩注浆加固机理 |
3.8 本章小结 |
第四章 含优势通道的富水断层破碎带注浆加固机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 断层破碎带优势通道研究 |
4.2.1 断层破碎带优势通道类型及其特征 |
4.2.2 优势通道对断层破碎带注浆加固影响 |
4.2.3 含优势通道的断层破碎带注浆概念模型 |
4.3 优势劈裂注浆加固理论研究 |
4.3.1 广义宾汉流体本构方程 |
4.3.2 单一平板优势劈裂扩散模型 |
4.3.3 注浆优势劈裂扩散方程 |
4.3.4 注浆参数对优势劈裂注浆加固范围的影响规律 |
4.4 理论应用与验证 |
4.4.1 基于优势劈裂注浆理论的参数设计 |
4.4.2 注浆过程分析及加固效果检验 |
4.5 含优势通道的富水断层破碎带注浆加固机理 |
4.6 本章小结 |
第五章 富水断层破碎带注浆加固模拟试验及围岩稳定性研究 |
5.1 引言 |
5.2 三维模拟试验系统 |
5.2.1 试验台架 |
5.2.2 稳压供水系统 |
5.2.3 双液注浆系统 |
5.2.4 多元信息监测系统 |
5.2.5 图像实时采集系统 |
5.3 试验设计 |
5.3.1 试验目的 |
5.3.2 模拟试验方案 |
5.3.3 注浆方案 |
5.3.4 监测方案 |
5.3.5 试验步骤 |
5.4 多孔分序注浆试验及数据分析 |
5.4.1 土压力变化规律 |
5.4.2 渗透压力变化规律 |
5.4.3 有效应力变化规律 |
5.4.4 位移变化规律 |
5.5 注浆加固体开挖试验及数据分析 |
5.5.1 位移变化规律 |
5.5.2 土压力变化规律 |
5.5.3 渗透压力变化规律 |
5.6 注浆加固体整体稳定性试验及数据分析 |
5.6.1 涌水变化特征 |
5.6.2 位移变化规律 |
5.6.3 土压力变化规律 |
5.6.4 渗透压力变化规律 |
5.7 注浆加固体及其内部特征分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 复合控制注浆加固技术现场应用研究 |
6.1 引言 |
6.2 复合控制注浆加固原理 |
6.3 复合控制注浆设计方法 |
6.3.1 注浆材料复合 |
6.3.2 注浆方式复合 |
6.3.3 注浆工艺复合 |
6.3.4 注浆过程控制 |
6.3.5 注浆安全控制 |
6.3.6 注浆参数设计 |
6.3.7 注浆效果评价 |
6.4 永莲隧道突水突泥地质灾害 |
6.4.1 永莲隧道概况 |
6.4.2 突水突泥灾害过程 |
6.4.3 突水突泥水文地质特征 |
6.5 突水突泥注浆处治原则及技术要求 |
6.5.1 灾后抢险注浆处治原则 |
6.5.2 复合控制注浆技术要求 |
6.6 复合控制注浆加固方案及实施 |
6.6.1 止浆墙构筑 |
6.6.2 地球物理探测 |
6.6.3 注浆方案实施 |
6.7 复合控制注浆效果评价 |
6.7.1 检查孔分析 |
6.7.2 注浆加固体稳定性分析 |
6.8 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文及参与的项目 |
博士期间发表的论文 |
博士期间获得/申请的专利 |
博士期间参与的科研项目 |
博士期间获得奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)坡积体中隧道“零”开挖进洞技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 我国高速公路发展和隧道建设情况 |
1.1.2 坡积体中隧道施工技术难点 |
1.2 隧道洞口段仰坡稳定性的国内外研究现状 |
1.2.1 滑坡隧道的类型 |
1.2.2 隧道洞口围岩—边坡相互作用机理研究 |
1.3 本文研究的主要内容 |
1.3.1 本文主要研究内容与技术路线 |
第二章 隧道直接进洞的极限平衡理论与分析 |
2.1 刘家院子隧道工程概况 |
2.2 刘家院子隧道工程地质与水文地质 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地层岩性 |
2.2.3 区域地质构造 |
2.2.4 水文地质条件 |
2.2.5 工程地质评价 |
2.3 极限平衡分析仰坡稳定性 |
2.3.1 瑞典圆弧法 |
2.3.2 毕肖普条分法 |
2.3.3 刘家院子隧道洞口仰坡极限平衡稳定性分析 |
2.4 自然状态下仰坡体稳定性数值分析 |
2.4.1 FLAC~(3D)求解过程 |
2.4.2 有限差分法求解过程 |
2.4.3 FLAC~(3D)具有的本构模型 |
2.4.4 模型的建立 |
2.4.5 边界及初始条件 |
2.4.6 模拟结果组成 |
2.4.7 数值计算结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 隧道“零”开挖进洞施工方案设计 |
3.1 刘家院子隧道进洞施工方案对比 |
3.2 刘家院子隧道洞口设计 |
3.2.1 洞口设计理念和设计原则 |
3.2.2 洞口结构设计 |
3.3 衬砌设计 |
3.3.1 洞身衬砌结构设计的原则和方法 |
3.3.2 复合衬砌参数 |
3.4 抗滑桩设计 |
3.4.1 桩位及桩间距的确定 |
3.4.2 桩截面尺寸的确定 |
3.4.3 锚固深度的确定 |
3.5 超前支护设计 |
3.5.1 超前管棚设计 |
3.5.2 浆液设计 |
3.5.3 超前小导管设计 |
3.5.4 超前锚杆设计 |
3.6 隧道开挖方式设计 |
3.7 环境保护设计 |
3.8 本章小节 |
第四章 隧道“零”开挖进洞数值模拟分析 |
4.1 隧道明洞施工数值模拟分析 |
4.1.1 模型的建立 |
4.2 明洞段施工模拟计算步骤与工况 |
4.3 计算结果分析 |
4.3.1 传统未加抗滑桩明洞开挖计算结果分析 |
4.3.2 加抗滑桩明洞开挖计算结果分析 |
4.3.3 抗滑桩受力分析 |
4.3.4 明洞施工完成后仰坡稳定性评价 |
4.4 隧道暗洞施工分部开挖数值模拟 |
4.4.1 模型的建立 |
4.4.2 隧道进洞施工模拟计算步骤与工况 |
4.4.3 计算结果分析 |
4.5 暗洞开挖对明洞的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 坡积体中隧道进洞的监控量测 |
5.1 监控量测目的 |
5.2 坡积体中隧道进洞监控量测设计 |
5.2.1 监测设计的原则 |
5.2.2 量测项目与方法 |
5.2.3 监控量测断面及测点布置 |
5.2.4 监控量测频率 |
5.3 坡积体中隧道进洞监控量测分析 |
5.3.1 降雨量和地下水位监测 |
5.3.2 拱顶下沉及周边收敛分析 |
5.3.3 仰坡水平和垂直位移分析 |
5.3.4 抗滑桩受力位移分析 |
5.3.5 初次衬砌内力分析 |
5.3.6 锚杆轴力变化曲线 |
5.3.7 钢支撑内力分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况 |
(7)高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 边坡稳定性分析方法研究 |
1.2.2 边坡安全监测方法研究 |
1.2.3 微震监测及其应用研究 |
1.2.4 边坡稳定性反演分析研究 |
1.3 存在问题与本文主要研究工作 |
1.3.1 存在问题及发展趋势 |
1.3.2 本文主要研究工作 |
2 微震监测系统构建与性能测试 |
2.1 引言 |
2.2 工程背景 |
2.2.1 锦屏一级电站工程概况 |
2.2.2 左岸边坡工程地质条件 |
2.3 微震监测系统构建 |
2.3.1 微震监测原理 |
2.3.2 微震传感器选择 |
2.3.3 微震传感器空间网络优化 |
2.3.4 微震监测系统组成 |
2.3.5 微震监测系统网络布置及安装 |
2.4 系统定位精度试验验证 |
2.4.1 微震定位算法 |
2.4.2 微震监测系统波速测定 |
2.4.3 微震监测系统定位精度验证 |
2.5 微震信号分析与识别 |
2.5.1 微震信号时频分析技术 |
2.5.2 不同震动信号分析与识别 |
2.6 本章小结 |
3 左岸边坡微震活动规律及其演化机理研究 |
3.1 地震学理论概述 |
3.1.1 震源表达形式 |
3.1.2 定量微震学原理 |
3.1.3 左岸边坡微震震源参数计算示例 |
3.2 微震活动特征及其与施工响应关系研究 |
3.2.1 左岸边坡微震活动特征分析 |
3.2.2 微震活动性与施工响应关系研究 |
3.3 微震聚集区域与地质构造的识别和圈定 |
3.3.1 微震活动性与已知断层活化演化机理 |
3.3.2 微震事件聚集与未知断层识别 |
3.4 微震震源机理研究 |
3.4.1 震级-频率关系(b值) |
3.4.2 S波与P波能量比值研究(Es/Ep) |
3.5 本章小结 |
4 左岸边坡渐进破坏过程数值模拟与稳定性研究 |
4.1 引言 |
4.2 边坡二维渐进破坏过程数值模拟 |
4.2.1 RFPA~(2D)原理及其强度折减法介绍 |
4.2.2 RFPA~(2D)计算模型 |
4.2.3 计算参数选取 |
4.2.4 数值模拟结果分析 |
4.3 边坡二维渐进破坏过程与微震监测结果对比研究 |
4.4 边坡三维渐进破坏过程数值模拟 |
4.4.1 RFPA~(3D)离心加载法 |
4.4.2 RFPA~(3D)计算模型 |
4.4.3 计算参数选取 |
4.4.4 数值模拟结果分析 |
4.5 边坡三维渐进破坏过程与微震监测结果对比研究 |
4.6 坝顶平台裂缝产生机理及其微震识别 |
4.7 边坡外观变形与微震活动性关系 |
4.7.1 左岸边坡常规监测介绍 |
4.7.2 外观变形与微震活动性比较 |
4.8 本章小结 |
5 考虑微震损伤效应的三维边坡稳定性反馈研究 |
5.1 岩体损伤及能量耗散原理 |
5.1.1 岩体变形破坏过程特征 |
5.1.2 岩体内的耗散能及其损伤强度准则 |
5.2 考虑微震能量耗散的岩体劣化准则 |
5.2.1 微震震源参数信息 |
5.2.2 考虑微震损伤效应的岩体劣化模型 |
5.3 考虑微震损伤效应的边坡稳定性反馈研究 |
5.3.1 计算模型 |
5.3.2 数值计算实施步骤 |
5.3.3 计算结果分析 |
5.3.4 讨论 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
创新点摘要 |
攻读博士学位期间参与课题、发表学术论文、获得奖励荣誉情况 |
致谢 |
作者简介 |
(8)高烈度地震下隧道破坏机制及抗震研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 震害实例 |
1.2.2 地下结构地震反应特性 |
1.2.3 地下结构震害类型、机理 |
1.2.4 地下结构抗震分析方法 |
1.3 主要技术路线 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 岩石、泡沫混凝土的动力特性研究 |
2.1 引言 |
2.2 泡沫混凝土隔震材料的研制 |
2.2.1 泡沫混凝土制作工艺的研究 |
2.2.2 泡沫混凝土配比方案比选试验 |
2.3 岩石和泡沫混凝土动力特性研究 |
2.3.1 试验原理与方法 |
2.3.2 试验结果与分析 |
2.3.3 岩石和泡沫混凝土的率相关模型 |
2.3.4 实际计算中参数的选用 |
2.4 本章小结 |
第三章 地震波的合理选取和合理的地震动输入机制研究 |
3.1 引言 |
3.2 地震波的合理选取和调整 |
3.2.1 合理选择地震波的必要性 |
3.2.2 地震波的选取和调整 |
3.2.3 近断层地震动记录的人工合成 |
3.3 合理的地震动输入方法研究 |
3.3.1 无限元边界 |
3.3.2 波场分离的方法 |
3.3.3 无限元人工边界运动方程 |
3.3.4 无限元人工边界上的波动输入 |
3.3.5 算例验证 |
3.4 数值分析中的几个问题 |
3.4.1 隐式和显式积分算法的区别 |
3.4.2 阻尼的设定 |
3.4.3 网格尺寸的限定和滤波 |
3.4.4 地震波的基线校正 |
3.5 本章小结 |
第四章 高烈度地震下隧道动力响应特性研究及稳定性评价 |
4.1 引言 |
4.2 隧道地震响应特性研究 |
4.2.1 计算模型及参数 |
4.2.2 地震波强度对隧道响应特性的影响 |
4.2.3 地震波持时对隧道响应特性的影响 |
4.2.4 地震波频率对隧道响应特性的影响 |
4.2.5 地震波入射方向对隧道地震响应特性的影响 |
4.2.6 隧道埋深对隧道地震响应特性的影响 |
4.2.7 衬砌刚度对隧道地震响应特性的影响 |
4.2.8 小结 |
4.3 高烈度地震对隧道结构安全性的影响研究 |
4.3.1 近断层地震动的模拟 |
4.3.2 近断层地震与一般地震作用下隧道响应对比分析 |
4.3.3 隧道进洞口活断层对隧道的影响评价 |
4.3.4 隧道洞口边坡动力响应分析 |
4.3.5 小结 |
4.4 次级断层走滑错动对隧道安全性影响的研究 |
4.4.1 活断层引发的次级断层错动对隧道的影响 |
4.4.2 次级断层走滑错动对嘎隆拉隧道的影响研究 |
4.4.3 小结 |
4.5 本章小结 |
第五章 高烈度地震下隧道抗震方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 隧道一般的抗减震措施 |
5.3 隧道抗减震措施研究 |
5.3.1 隧道断面型式优化研究 |
5.3.2 减震层的减震效果研究 |
5.3.3 两类抗震思路的比较 |
5.3.4 加固围岩的减震效果研究 |
5.3.5 洞口抗震设防长度的研究 |
5.3.6 隧道抗错断设计研究 |
5.4 隧道抗震设计的适用性建议 |
5.5 本章小结 |
第六章 工程应用 |
6.1 引言 |
6.2 隧道近场区地震构造环境 |
6.3 嘎隆拉隧道动力响应及抗震研究 |
6.3.1 计算模型及参数 |
6.3.2 地震荷载 |
6.3.3 嘎隆拉隧道动力响应分析 |
6.3.4 嘎隆拉隧道合理的抗震措施研究 |
6.3.5 小结 |
6.4 现场地震监测 |
6.4.1 加速度监测仪元件 |
6.4.2 测试断面及测点布置 |
6.4.3 数据采集与传输 |
6.4.4 数据接受及分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结语与展望 |
7.1 结语 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
博士期间发表的论文 |
博士期间参加的科研项目 |
博士期间所获专利 |
致谢 |
(10)微位移电容传感电路的噪声分析与实验研究(论文提纲范文)
1 电容传感电路的原理与设计 |
2电路热噪声[8-9]的理论分析 |
2.1 信号源跟随器输出端的噪声 |
2.2 前置放大器输出端的噪声 |
2.3 交流放大器输出端的噪声 |
3 传感电路的本底实验 |
4 结论 |
四、倾角计测斜系统在大瑶山隧道稳定性监测中的应用(论文参考文献)
- [1]断层附近三心拱隧道围岩稳定性研究[D]. 刘华忠. 河北工程大学, 2021(08)
- [2]砂卵石地层泥水平衡盾构泥浆性能及掘进面稳定性研究[D]. 刘方. 重庆交通大学, 2019(04)
- [3]岩体结构面粗糙度评价与峰值抗剪强度估算方法研究[D]. 蔡毅. 中国地质大学, 2018(07)
- [4]轨道交通大型十字换乘地下车站施工动力响应及控制技术研究[D]. 朱根桥. 重庆大学, 2016(07)
- [5]隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究[D]. 张伟杰. 山东大学, 2014(10)
- [6]坡积体中隧道“零”开挖进洞技术研究[D]. 何小波. 中南大学, 2012(02)
- [7]高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究[D]. 徐奴文. 大连理工大学, 2011(06)
- [8]高烈度地震下隧道破坏机制及抗震研究[D]. 黄胜. 中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所), 2010(12)
- [9]小型扭杆弹簧倾斜仪机械振子的力学性能分析与改进设计[J]. 黄玉,李季. 机械设计, 2010(03)
- [10]微位移电容传感电路的噪声分析与实验研究[J]. 黄玉. 传感技术学报, 2008(10)