摘要：根据常规的岩爆判据,可以确定岩爆的大致分布区域,但难以得到岩爆的破坏形迹(Damaged Shape of Rockburst,DSR),为此根据岩爆的特点,推导了裂纹失稳扩展的临界长度和临界应力条件,提出了计算DSR的两级预测方法:通过裂纹失稳扩展时的临界应力,对DSR进行一级预测;在一级预测的DSR范围内加入预设裂纹,进行DSR的二级预测。针对断裂数值模拟方法的缺点,建立了基于扩展有限元(XFEM)模拟裂纹动态扩展的思路,依托ABAQUS平台,建立了XFEM二次开发的分析框架,编制了扩展有限元分析程序,进行了相关的实例验证;结合依托工程嘎隆拉隧道,从岩爆的机制、裂纹的数值仿真等方面开展研究,研究成果对高地应力地下工程的岩爆预测具有一定的参考意义。

摘要：岩体参数是岩土工程安全性分析的关键因素,目前很多研究者通常采用反演分析确定岩土参数。文章针对常规反演方法无法跳出局部最优解和初始值要求高的难题,MATLAB采用软件编制了模拟退火法(SAA)参数反演程序,实现了模拟退火反演理论与ABAQUS有限元软件的耦合分析,反演迭代过程中通过设定跳出局部最优解的概率实现了全局优化反演的目的;提出了针对反演程序的计算实验模型理念,验证了反演程序的有效性和实用性,并对依托工程南京某基坑进行了有效的参数反演分析。

摘要：研究了欧拉-拉格朗日耦合算法(CEL)的基本原理,依托ABAQUS软件平台,首次实现抛石挤淤过程的CEL动态模拟,验证了CEL在模拟流固耦合方面的优势。通过对依托工程烟台海阳港抛石挤淤过程的数值仿真,分析抛石直径对挤淤深度的影响,研究成果可以为相关工程提供设计和施工参考。

摘要：根据文献[1]优化反演得到隧址处强风化围岩应变硬化弹塑性本构模型的计算参数,通过数值仿真研究CRD法、双侧壁法和台阶法3种工法时围岩与支护结构的受力变形情况,结果表明,CRD法为最优工法。在此基础上,根据翔安隧道左线ZK8+257～ZK8+307段的现场实际施工情况,建立三维模型动态模拟隧道CRD法开挖支护全过程,并将计算的变形位移与现场实测数据进行对比分析。研究表明:提出的弹塑性硬化本构模型及其数值仿真技术可较好地反映强风化花岗岩隧道开挖过程中的变形和破坏规律。其研究成果可为衬砌结构设计以及国内同类型隧道的施工和衬砌支护技术设计提供可靠指导。

摘要：针对地质雷达图像解译依赖于专家经验、费时费力且易受主观因素影响精度的问题,提出基于卷积神经网络理论算法针对超前预报中富水破碎带自动化定位预测方法:设计了残差网络结构、损失函数与训练策略;通过对云南文马高速公路中3条重点隧道的地质雷达图像进行收集筛选,构建了富水破碎带深度特征提取的超前预报网络模型;在Pytorch深度学习框架下,采用训练预热策略及自适应矩估计(Adam)优化器实现了模型参数稳定收敛的高效训练.通过测试验证及对比实验,表明这种方法对隧道地质雷达图像中的富水破碎带不良地质体特征具有较好的检测精度.文马高速望城坡隧道实践证明,该方法可辅助判定隧道施工过程中富水破碎带,识别定位不良地质区域及概率置信度,为实际工程提供决策依据.

摘要：为研究大跨度黄土隧道变形特征及相应的控制技术,指导黄土隧道设计与施工,确保施工安全。文章依托某在建隧道工程,结合大变形段现场监测数据对围岩变形及原因进行分析,并提出相应的控制措施及参数。研究结果表明:浅埋黄土隧道围岩变形受上覆围岩性质影响差异较大,开挖初期围岩变形速率普遍较大,最大沉降速率达到54.6 mm/d;变形持续时间长,约45 d才逐渐趋于收敛;累计变形量大,且受开挖扰动影响显著,特别是下台阶开挖时围岩变形约占总变形量的70%;围岩大变形主要分为"快速发展—持续发展—缓慢发展—趋于稳定"等4个变化阶段,持续发展阶段易受外部环境影响,围岩变形速率波动较大,缓慢发展阶段仰拱尽早闭合成环,可有效抑制围岩变形发展;回归曲线模型可直接用于软弱黄土隧道变形量的预测。

摘要：为解决传统工字钢+喷射混凝土临时仰拱施工工序复杂、施作质量受人为因素影响大、无法循环利用的难题,依托实际工程,提出一种新型可拆构件式钢管混凝土临时仰拱及其配套快拆结构,并在同塞高速总卡2#隧道开展测试应用。临时仰拱钢管外径108 mm,壁厚8 mm,管内填充C30细石混凝土;快拆结构由套筒和内置楔形卸荷块组成,钢管混凝土从两侧插入,实现节段连接。现场应用结果表明:1)该可拆构件式钢管混凝土临时仰拱结构安全可靠、工艺可行,可实现工厂预制加工及现场快速拆装,较传统工字钢+喷射混凝土临时仰拱工效提高64.3%,拱顶沉降变形速率降低65.7%~66.1%,周边收敛速率降低74.6%~79.5%;2)结构运行期间实测轴力值小于计算值和设计值,结构处于安全状态,节段重复利用率达94.5%,快拆结构重复利用率达100%。

摘要：针对现有沉井施工过程中侧摩阻力测试方法要求高、难度大的问题,自主设计研发一套侧摩阻力直接测试装置,并提出输出电压与侧摩阻力的理论转化公式。通过有限元软件对不同传感器平行梁尺寸下梁端应变和最大应力、不同密封材料下装置的应变损失进行分析,指导传感器平行梁尺寸及密封材料的选择,并利用大型直剪仪对装置进行精准标定,最后在哈尔滨某沉井工程中进行现场应用。研究结果表明:1)平行梁的厚度越小、长度越大,弹性元件在荷载作用下微应变越大,但同时最大应力会增大;2)传感器内填充密封材料后,会存在一定应变损失,采用硅酮结构胶对装置进行密封应变损失最小;3)不同法向应力加载条件下侧摩阻力监测装置标定曲线的一致性较好,线性拟合系数均大于0.99,装置稳定性好。现场应用结果表明,通过侧摩阻力监测装置获取的沉井侧摩阻力与侧壁土压力的分布规律基本一致,且装置易于安装,可靠性好。

摘要：隧道穿越花岗岩断层带施工的最主要灾害为高压富水体的突涌,其危险性极高且破坏力巨大。为有效解决理论计算、模型试验、数值模拟等方法中隧道涌水量预测值与实际值存在较大误差的核心问题,从系统辨识工程地质、水文地质和施工设计3方面共13个独立的花岗岩断层涌水致灾影响因素入手,提出基于优化FAHP-TOPSIS法的隧道断层涌水精细预测方法。该方法的创新在于采用平均优势度进行模糊层次分析法(FAHP)的判断矩阵优化,能解决传统FAHP法排序互斥而导致权重分配失衡的问题;同时,采用逼近理想解排序法(TOPSIS)替代模糊综合评价法,避免模糊综合评价法依赖大量样本数据及模型训练冗余的问题,能极大提高隧道涌水预测精度。并将优化FAHP-TOPSIS法应用于涌水预测实例中,实现6处断层涌水区段涌水等级及涌水量的精细预测。预测结果表明:S_1、S_4、S_5、S_6区段存在中等涌水风险,S_2、S_3区段存在大涌水风险;6处断层涌水区段预测涌水量与实际涌水量的最大相对误差为14.8%,平均相对误差为8.87%,满足工程准确预测精度要求。

摘要：基于地下连续墙分幅施工的工程实际状况,建立了连续墙不抗弯不抗剪柔性接头、抗剪不抗弯半刚性接头以及抗剪又抗弯刚性接头的力学模型。结合南京纬三路过江隧道盾构工作井地下连续墙的设计,通过数值模拟,研究了连续墙接头型式对于墙体水平位移以及支护体系受力的影响规律。研究成果表明,在做好连续墙接头防渗的前提下,采用柔性接头时墙体的水平位移较大,支护体系内力明显增高;采用半刚性接头时既可以有效地限制墙体的水平位移,又可以将墙体承担的土压力分担到临时支撑和环梁之上,降低连续墙墙体的内力;采用刚性接头时可以降低临时支撑、环梁以及内衬的内力,但连续墙墙体要能承担极大的竖向弯矩和数值相当的横向弯矩。综合考虑建议工作井采用抗剪不抗弯的半刚性接头。