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基于保角映射的断层影响区内隧道涌水量预测

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第1期49卷 86-92页

作者：傅鹤林李鲒成国文安鹏涛中南大学土木工程学院湖南长沙410075 广东省南粤交通投资建设有限公司广东广州510101

建立了断层影响区内衬砌隧道渗流模型.在该模型中,断层被视为地下水补给边界,以隧道涌水量作为衡量依据将隧道横断面内倾斜断层等效为竖向断层.利用镜像叠加原理将有限边界渗流问题转化为半无限空间渗流模型,再通过保角坐标变换和极坐... 详细信息

建立了断层影响区内衬砌隧道渗流模型.在该模型中,断层被视为地下水补给边界,以隧道涌水量作为衡量依据将隧道横断面内倾斜断层等效为竖向断层.利用镜像叠加原理将有限边界渗流问题转化为半无限空间渗流模型,再通过保角坐标变换和极坐标联立求解渗流微分方程,推导富水断层影响区内地下水头半解析公式,得到了隧道涌水量计算公式.经过退化验算、数值模拟及现场实测数据对比,验证了公式的正确性.在此基础上,探讨了地层与衬砌的相对渗透系数(KS/KL)、隧道与水位线的距离(h)、隧道与断层的距离(L)对涌水量的影响:KS/KL对涌水量的影响最显著;其次为h,h也会影响L的作用效果,h越大,L的影响程度也越大.施工过程中应加强注意衬砌防水措施的施作,隧道线路的选择应尽可能考虑埋深设计,避免高水头压力.

关键词：隧道涌水量预测等效断层镜像叠加原理保角变换半解析解渗流场

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断层与隧道位置关系对突涌水的影响研究

铁道工程学报 2023年第9期40卷 78-83,91页

作者：傅鹤林安鹏涛伍毅敏中南大学长沙410075 广西大学南宁530004

研究目的:为探讨断层与隧道位置关系对涌水的影响机制,构建隧道涌水简化计算模型,推导隧道涌水量及结构外水压力计算表达式,再基于工程案例对隧道涌水简化计算模型的合理性及公式推导的正确性进行检验,同时对特征参数进行敏感性研究,以... 详细信息

研究目的:为探讨断层与隧道位置关系对涌水的影响机制,构建隧道涌水简化计算模型,推导隧道涌水量及结构外水压力计算表达式,再基于工程案例对隧道涌水简化计算模型的合理性及公式推导的正确性进行检验,同时对特征参数进行敏感性研究,以揭示断层对隧道涌水的影响规律。研究结论:(1)随断层倾角的增加,渗流稳定时隧道涌水量不断减小,支护结构外水压力逐渐增大;(2)案例工程中无断层段二次支护结构水头高度理论值比真实值大4.5%,单一断层段二次支护结构外缘水头高度理论值比真实值大6.7%,组合断层区域,涌水量理论值比真实值小8.3%;(3)本文揭示的断层区隧道突涌水规律可为类似隧道工程防排水体系的实际提供理论指导。

关键词：断层水压力涌水量注浆圈潜水面

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大连跨境电商海运直邮海关监管研究

大连跨境电商海运直邮海关监管研究

作者：安鹏涛大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,跨境电商零售进口蓬勃发展,为促进消费转型升级作出了贡献。其中,海运直邮业务以个性化的商品选择、较低的运费成本等优势取得了迅猛发展,成为跨境电商零售进口的新兴模式之一。但是,海运直邮业务的蓬勃发展给海关带来了巨大的... 详细信息

近年来,跨境电商零售进口蓬勃发展,为促进消费转型升级作出了贡献。其中,海运直邮业务以个性化的商品选择、较低的运费成本等优势取得了迅猛发展,成为跨境电商零售进口的新兴模式之一。但是,海运直邮业务的蓬勃发展给海关带来了巨大的监管压力。如何提升海关监管能力,促进海运直邮业务平稳发展,值得深入研究。国家已于2016年和2019年出台了零售进口新政,为海关提供了执法依据,但各地海关在具体的监管工作中仍然会面临许多问题和挑战。本文以大连市跨境电商海运直邮海关监管为研究对象,运用政府监管、多中心治理、流程再造、新公共服务等理论,采用文献研究、实地调研、比较分析等方法,结合大连市跨境电商海运直邮发展现状,对大连市海运直邮海关监管工作进行研究,就监管业务中的实际问题展开研讨,寻找监管问题背后的原因,向国内其它海关和国外海关学习先进做法和理念,从而提出有效的问题解决方案。全文共分为六个部分:第一部分,阐述论题的研究背景和研究意义,对本领域国内外的研究成果进行整理分析,结合海关监管特点和地方实际进行论说,进而阐明论文的研究思路和研究方法。第二部分,就跨境电商、海运直邮、海关监管等概念进行解释,分析其特点和概念间的联系,并指出本文运用了哪些理论予以指导分析,以及在海关监管中是如何做到理论与实践相结合的。第三部分,从监管机构的设置、执法人员的配备、监管设备的升级等几个方面论述了大连市跨境电商海运直邮海关监管工作近几年开展的工作和成效,并结合国家最新政策和当地实际,指出大连市跨境电商海运直邮海关监管工作中已知和潜在的问题,采用数据分析、综合对比等方法,详细阐释了监管问题背后深层次的原因。第四部分,对国外海关的先进监管理念及规定和国内其它海关的跨境电商监管政策和先进做法进行阐述,并结合大连市跨境电商海运直邮海关监管现状进行对比分析,为大连海关海运直邮监管政策的制定和调整提供参考。第五部分,根据问题原因分析和国内外经验汇总,通过汇总、剖析调查资料,主要从国门安全监管、通关监管、满足人力物力监管需求、促进“关、政、企”协同监管等四个方面,就大连跨境电商海运直邮提出切实可行的海关监管方案。第六部分,就论文的选题原因和写作思路进行概括,希望大连跨境电商海运直邮海关监管工作不断改进优化,通过不断的改革创新,提高大连海关海运直邮业务的监管能力,保证大连海运直邮业务的平稳发展。海运直邮作为跨境电商零售进口的主要模式之一,将在大连市以及东北地区的外贸发展中发挥越来越重要的作用。研究大连市跨境电商海运直邮海关监管问题,对于提高一线海关跨境电商监管能力,更好地发挥海关监管职能,进一步优化营商环境,都具有一定的借鉴意义。经过详尽的论证与研究,对当前海运直邮业务出现的问题提出解决思路和方法,持续应对海运直邮海关监管工作面临的新挑战,让海关充分发挥其本身的监管职能,保障相关行业的平稳快速发展和人民群众的消费质量。

关键词：跨境电商海运直邮海关监管

地下水位下降对隧道涌水的影响分析及涌水量计算

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工程力学 2024年

作者：安鹏涛李茂祥马少坤傅鹤林广西大学土木建筑工程学院广西大学特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室中南大学土木工程学院

为揭示排水条件下地下水下降对隧道涌水的影响机制，提高其预测精度，构建考虑排水条件下隧道非稳定渗流计算模型，基于裘布依假定及水力学理论计算涌水量，并基于退化分析及工程案例验证模型构建的合理性及涌水量计算式推导的正确性，... 详细信息

为揭示排水条件下地下水下降对隧道涌水的影响机制，提高其预测精度，构建考虑排水条件下隧道非稳定渗流计算模型，基于裘布依假定及水力学理论计算涌水量，并基于退化分析及工程案例验证模型构建的合理性及涌水量计算式推导的正确性，最后对特征参数进行敏感性研究，揭示排水对隧道涌水的影响规律。研究表明：考虑地下水位下降时隧道涌水量计算误差可由10.7%降低到3.6%，由13.3%降低到3.1%，由7.6%降低到4.4%，由11.6%降低到4.2%，一定程度上提高了隧道涌水量预测精度；水头高度随时间而非线性降低，突涌水期间，隧道排水不断影响地下水位，隧道涌水量计算时需考虑地下水位的变化；施工期水位不断下降，涌水速率逐渐减小，计算的总涌水量较真实值偏大，抽排水设备设计较为保守。

关键词：隧道工程突涌水灾害等效水位涌水量排水系统

断层影响区内隧道涌水的Goodman解析解

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铁道科学与工程学报 2022年第3期19卷 768-775页

作者：成国文李鲒傅鹤林安鹏涛广东省南粤交通投资建设有限公司广东广州510101 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

隧道在富水地层穿越断层影响带时,往往伴随着突水的风险,给施工和结构安全带来极大隐患,因此有必要对断层影响区域内隧道涌水量进行预测。在Goodman井流假定的基础上,利用镜像叠加原理,推导隧道在断层影响区内开挖引起的地下水头分布的... 详细信息

隧道在富水地层穿越断层影响带时,往往伴随着突水的风险,给施工和结构安全带来极大隐患,因此有必要对断层影响区域内隧道涌水量进行预测。在Goodman井流假定的基础上,利用镜像叠加原理,推导隧道在断层影响区内开挖引起的地下水头分布的半解析公式,得到隧道涌水量的半解析解;经过对不同工况进行解析计算,并与数值计算的对比,证明所推导的半解析公式具有较好的适用性;通过将该公式应用于多种工况条件,充分探讨隧道和断层位置关系的几何参数对隧道涌水量的影响。研究结果表明:隧道与地下水位线之间的垂直距离对涌水量的影响最大,且当其他参数不变时,涌水量呈现出与该垂直距离近似线性增长的趋势。此外,横断面内隧道中心到断层面与水位面交点的水平距离以及断层倾角也会影响涌水量的大小。当水平距离越小,且断层倾角越大时,隧道涌水量变大,反之则变小。计算与分析结果可为后续隧道涌水量计算与控制提供指导。

关键词：隧道涌水量预测等效断层渗流场半解析解镜像叠加原理

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隧道掌子面附近涌水量预测研究

铁道工程学报 2021年第9期38卷 41-47页

作者：傅鹤林安鹏涛李凯李鲒余小辉陈龙中南大学长沙410075 广东省南粤交通投资建设有限公司广州510000

研究目的:针对二维渗流模型分析隧道掌子面附近渗流场的局限性问题,以掌子面所在平面为分界线,利用反映法将有界含水层用映射原理转变为无界问题,分别构建掌子面前后方涌水简化计算模型。基于流体质量守恒定律、达西定律及线性叠加原理... 详细信息

研究目的:针对二维渗流模型分析隧道掌子面附近渗流场的局限性问题,以掌子面所在平面为分界线,利用反映法将有界含水层用映射原理转变为无界问题,分别构建掌子面前后方涌水简化计算模型。基于流体质量守恒定律、达西定律及线性叠加原理推导涌水量计算公式,并与已有解析公式对比以检验公式的适用性,再对相关参数进行敏感性分析,最后通过与现场实测数据对比检验模型构建的合理性及公式推导的正确性。研究结论:(1)增加注浆圈厚度或降低其渗透性均对减小掌子面前后方涌水量有利,但掌子面后方对注浆圈厚度及渗透系数要求高于掌子面前方;(2)掌子面前后方涌水量均随隧道内缘水头高度的增加而线性减小;(3)有注浆设计时,掌子面前后方理论计算与实测误差分别为12.8%与5.1%,无注浆设计时,掌子面前后方理论计算与实测误差分别为10.7%及6.9%;(4)本研究成果可为隧道掌子面附近涌水量预测提供理论指导,为掌子面前后方加固设计提供理论依据。

关键词：渗流场涌水量预测掌子面注浆加固

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考虑注浆圈与复合衬砌时体外排水方式设计

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第1期49卷 174-182页

作者：傅鹤林安鹏涛成国文王仁健李鲒余小辉中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室(中南大学) 湖南长沙410075 广东省南粤交通投资建设有限公司广东广州510101

基于反映法、叠加原理及渗流力学理论构建了是否含注浆圈的两种体外排水简化计算模型,推导了隧道与体外排水洞涌水量的计算公式、隧道二次衬砌外水压力表达式,通过解析退化验证了理论模型及解析公式的正确性与适用性,根据推导公式进行... 详细信息

基于反映法、叠加原理及渗流力学理论构建了是否含注浆圈的两种体外排水简化计算模型,推导了隧道与体外排水洞涌水量的计算公式、隧道二次衬砌外水压力表达式,通过解析退化验证了理论模型及解析公式的正确性与适用性,根据推导公式进行了参数敏感性分析,最后通过数值模拟进一步进行了检验.结果表明:体外排水洞与隧道涌水量均随注浆圈渗透系数的下降而非线性降低,隧道二次衬砌外水压力随注浆圈渗透系数的下降而非线性增大,但其临界值小于常规排水方式;增加初期支护的厚度可达到降低二次衬砌外水压力及隧道涌水量的目的;围岩与注浆圈、注浆圈与初期支护渗透系数合理比值分别为15与100,同时须严格控制二次衬砌渗透系数;排水洞洞径对体外排水洞涌水量影响显著,为保护地下水资源,体外排水洞洞径推荐为0.2 m.

关键词：体外排水方式渗流力学涌水量预测水压力注浆圈

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环境荷载作用下盾构隧道断面变形特征分析

铁道工程学报 2021年第1期38卷 49-54,71页

作者：黄震张陈龙傅鹤林安鹏涛姚国京广西大学南宁530004 中南大学长沙410075

研究目的:城市地铁盾构隧道在环境荷载作用下容易诱发衬砌结构变形。为分析城市盾构隧道结构变形成因及变形基本形态特征,基于向量基本概念,提出定量分析隧道结构断面变形特征的描述方法,并结合有限元数值分析方法,模拟盾构隧道在不同... 详细信息

研究目的:城市地铁盾构隧道在环境荷载作用下容易诱发衬砌结构变形。为分析城市盾构隧道结构变形成因及变形基本形态特征,基于向量基本概念,提出定量分析隧道结构断面变形特征的描述方法,并结合有限元数值分析方法,模拟盾构隧道在不同环境荷载作用下的结构变形形态,以验证隧道变形描述方法的正确性。研究结论:(1)盾构隧道处于无软弱滑动面的一般地层中,结构变形大小和方向与环境荷载作用形式密切相关,且结构最大向内变形与最大环境荷载作用方向一致;(2)盾构隧道处于软弱滑动面地层中,隧道衬砌结构向内变形极大值不与最大加载方向一致,而与滑动面的滑动方向有关,且在滑动面穿越隧道断面的衬砌端点位置变形大小具有突变特征;(3)本研究结果对于揭示城市盾构隧道变形机理以及预测隧道周边环境荷载变化具有理论价值。

关键词：盾构隧道环境荷载变形特征变形指标数值分析

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富水裂隙围岩隧道涌水量计算方法与规律分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 110-116页

作者：傅鹤林安鹏涛伍毅敏李鲒陈龙中南大学土木工程学院长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室(中南大学) 长沙410075

富水裂隙区隧道涌水量预测精度较差,涌水问题尚未得到较好的解决。针对此问题,视裂隙围岩及注浆区为非均质各向异性介质,初期支护及二次支护结构为均质各向同性介质,构建了裂隙围岩下隧道涌水简化计算模型,基于地下水力学理论及流体质... 详细信息

富水裂隙区隧道涌水量预测精度较差,涌水问题尚未得到较好的解决。针对此问题,视裂隙围岩及注浆区为非均质各向异性介质,初期支护及二次支护结构为均质各向同性介质,构建了裂隙围岩下隧道涌水简化计算模型,基于地下水力学理论及流体质量守恒定律推导了富水裂隙区隧道涌水量计算公式。通过退化分析及案例工程现场实测数据验证了构建富水裂隙区隧道涌水简化计算模型的合理性及涌水量计算式求解的正确性,最后基于解析解揭示了各特征参数对富水裂隙区隧道涌水的影响规律,探讨了富水裂隙区隧道涌水机制。结果表明:理论计算值与现场实测值最大相对误差为8.1%,验证了构建模型的合理性及公式推导的正确性;隧道涌水量随裂隙最大宽度的增加而增大,受堵水结构的联合制约,两者近似呈线性关系;注浆区厚度与隧道半径比值在2倍以内时,隧道涌水量受注浆区厚度的影响显著;富水裂隙区隧道涌水受裂隙分布规律及支护结构的制约,应重视对裂隙分布的调查。

关键词：富水裂隙涌水量注浆加固涌水灾害支护结构