特大断面板岩隧道施工期围岩变形时空效应分析

目前,关于特大断面板岩隧道施工期围岩时空变形规律缺乏系统性的总结。以沪昆客运专线长昆湖南段姚家隧道为例,结合变形监测资料,分析在不同开挖方法下特大断面板岩隧道施工期围岩时空变形规律,划分围岩变形-时间特征曲线及围岩变形-距掌子面距离关系曲线的类型;分析围岩位移释放率与时间和距掌子面距离的关系,研究围岩级别和空间位置对特大断面板岩隧道施工期围岩变形时空效应的影响规律。结果表明:围岩变形-时间特征曲线的类型可分为"弯弓"型和"台阶"型。"弯弓"型划分三个变形阶段,适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩;"台阶"型划分四个变形阶段,适用于Ⅴ级围岩。围岩变形与距掌子面距离的关系曲线的类型可分为"单厂"型和"双厂"型。"单厂"型曲线出现在Ⅲ、Ⅳ级围岩地段,当监测断面距掌子面超过5倍洞径时,围岩变形趋于稳定,空间效应趋于消失;"双厂"型曲线出现在Ⅴ级围岩地段,当监测断面距掌子面超过3倍洞径时,围岩变形基本趋于稳定。最后,提出了不同围岩级别下隧道围岩径向位移释放率随时间和距掌子面距离的变化规律,研究结论对于特大断面板岩隧道围岩长期稳定性的研究具有借鉴价值。     

基于Hoek-Brown强度准则的隧道围岩松动圈分析

分析松动圈的分布范围对优化隧道支护参数,确保隧道施工安全有重要的理论价值,以弹塑性理论计算为基础,利用H-B强度准则推导了理想状态下围岩松动圈厚度的计算公式。当侧压力系数不等于1时,将实测竖直方向和水平方向的初始地应力分别带入,并考虑实际支护力的影响,得到较为准确的围岩松动圈分布规律。在铜旬高速某公路隧道中该方法计算所得围岩松动圈分布范围与围岩深部位移监测所得结果较为接近,验证了基于H-B强度准则的围岩松动圈计算公式的准确性,为确定围岩松动圈半径提供了新的有效方法。     

大范围覆土严重卸载条件下的盾构隧道保护技术研究

为了研究大范围覆土严重卸载条件下盾构隧道保护技术的可行性及其应用效果,结合某盾构隧道上方大面积超深度基坑工程,采用有限元计算分析及监测数据验证2种方式,对基坑开挖导致盾构隧道上方覆土严重不足,采取的隧道结构保护技术实施效果进行分析和验证。研究结果表明:在隧道上方覆土严重不足、工程地质条件极差等条件下,采用桩板结构,综合隧道内配重、土层注浆加固、洞内注浆等保护技术,能有效控制盾构隧道结构在极小覆土工况下的上浮变形,可取得良好的保护效果,采用的保护技术安全可行,可作为类似工况下盾构隧道保护工作参照依据。     

隧道内通风及障碍物对甲醇蒸气扩散的影响分析

为了研究环境条件对甲醇蒸气扩散以及危险区域的影响,应用CFD方法对隧道内甲醇蒸气的扩散进行模拟。结果表明:隧道内通风能够避免泄露区域产生蒸气积聚;障碍物位于泄漏源的上风向时,通过障碍物的紊乱风流携带作用较强,使甲醇蒸气在下游空间的分布更广,形成的危险区域也较大;障碍物较多时,隧道内的流场紊乱程度较大,气流的携带作用和障碍物间的蒸气积聚作用较强,导致蒸气分布范围广且规律性差;在通风与障碍物的综合影响作用下,甲醇蒸气扩散和分布主要集中于隧道的中下部,上部稳定的气流使蒸气不易产生积聚。     

纵向通风条件下隧道坡度对火灾烟气流动影响的实验研究

纵向通风是隧道烟气控制的常用手段之一,若风速足够大,烟气会保证向一个方向蔓延,达到纵向排烟的目的,但同时过大的风速可能会破坏烟气层结构,造成烟气层紊乱,危害到地面附近疏散的人群。因此隧道排烟的策略应是在保证烟气层维持一定时间分层的前提下合理排烟。在实际中,很多隧道都是存在坡度的,这就可能产生烟囱效应,导致倾斜隧道内烟气的扩散速度会与水平隧道不同,进而影响到纵向通风排烟策略。本文采用比例模型的实验方法,对不同坡度及纵向通风风速条件下隧道内火灾烟气流动规律进行了研究。结果表明,隧道坡度越大冷空气卷吸越强烈,烟气降温越快,烟气沉降速度也越快。同时初步得到了本实验条件下的烟气分层化临界风速,并与理论分析结果吻合得较好,为研究烟气的运动情况和人员疏散方案提供重要参考依据。     

隧道工程火灾防护措施研究

隧道工程火灾具有烟雾密、升温快、易爆炸、疏散难、扑灭难的特点,基于“以防为主、防消结合”的思想,隧道工程火灾防护应采取提高隧道工程结构耐火性、设置防火隔断、完善消防设施建设等措施,以期提高隧道工程整体消防安全预防水平。     

施工隧道安全性的模糊综合评价

针对当前隧道施工安全问题较多的情况,结合河道工程施工的特点和方法,运用层次分析法及模糊数学的方法建立了隧道施工过程安全性的模糊综合评价模型,并对河口隧道施工的安全状况进行了评价,结果符合实际,对该隧道施工中开展有效的安全管理提供了有力工具和可靠保证.     

长大隧道竖井污染物排放的影响因素分析

以某长大隧道为工程背景,利用Mobile模型和Gauss模型对隧道竖井污染物的排放进行计算,得到了主要污染物在近地二维平面上的一次扩散浓度。引入稀释空气因子的概念综合评价了污染物的环境影响。通过正交试验设计和显著性分析的方法确定了几个主要影响因素的显著性水平,指出从源头上降低污染物的排放是在治理过程中应着重加强的环节。     

隧道突泥涌水情景构建及演化状态预测模型

为实现对隧道突泥涌水事故的有效管控,基于情景分析理论,采用演化路径网络和演化矩阵模型,针对隧道突泥涌水灾害进行情景推演预测。将隧道突泥涌水情景要素归类为孕灾环境、致灾因子、驱动要素和承灾体,研究各要素的属性参数;基于承灾体损失将隧道突泥涌水情景分为6级,分析灾害情景的演化规律;建立灾害全过程的演化路径网络,构建预测灾害情景状态的演化矩阵模型,提出情景状态等级的概率分布算法。将该模型应用于雅叶高速公路折多山隧道,结果表明：该方法可准确地模拟隧道突泥涌水全过程的演化路径及情景状态,预测结果有助于隧道建设单位摸清既有能力和明确防灾任务,为其应急能力建设提供重要依据。     

基于频繁模式树的一种关联规则挖掘算法及其在铁路隧道安全管理中的应用

关联规则的FP-growth算法是数据挖掘中性能较好的一种算法,笔者在分析该算法的基础上进行改造探讨,并提出了一种基于FP-tree的高性能关联规则挖掘算法FP-growthN,该新算法特别适合对那些数据量很大但数据项很稀疏的数据进行挖掘。将新算法用于挖掘铁路隧道各病害的关联中,通过对成都铁路局管辖的2005年的2787条隧道病害数据的343条重点隧道有效病害数据的关联分析,得出了各隧道病害之间隐藏着的关系。新法的提出及其应用结果对铁路部门制定检测标准和防治隧道病害有一定的指导作用。