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基于J2EE架构的岩土试验数据管理平台的设计与应用

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工程地球物理学报 2024年第3期21卷 363-371页

作者：冯涛舒畅郑洪张占荣姚洪锡师学明中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国地质大学地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

为解决岩土试验数据采集和应用数据分散、人工处理效率低、非标数据难以建模等问题,运用流程重组、物联网、数据挖掘等多种现代信息技术,对岩土试验数字化工程进行了整体规划和实施,对岩土试验数据管理平台的业务架构和功能架构进行了设... 详细信息

为解决岩土试验数据采集和应用数据分散、人工处理效率低、非标数据难以建模等问题,运用流程重组、物联网、数据挖掘等多种现代信息技术,对岩土试验数字化工程进行了整体规划和实施,对岩土试验数据管理平台的业务架构和功能架构进行了设计,基于J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)架构研发了岩土试验数据管理平台和试验数据中心。岩土试验中通过物联网二维码的应用,样本识别准确率和效率得到了提升,岩土试验的总体周期大幅缩短。通过压力试验机升级改造和软件集成,单轴抗压强度试验效率提升了50%以上。岩土试验数据管理平台的建立和升级改造,提升了岩土试验工作效率、岩土试验数据的利用率和测试数据管理水平,获得了良好效益。

关键词：岩土试验数据管理平台 J2EE 试验效率物联网

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多源频率域地震勘探技术及应用

物探与化探 2024年第3期48卷 618-628页

作者：孙红林刘铁华刘铁张占荣陈支兴中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

在城市地球物理勘探中,因受到城市中各种强电磁机械干扰和交通建筑阻隔,诸多地球物理勘探技术勘探效果不佳。本文基于瞬态面波、微动台阵和微动谱比,采用多点三分量低频传感器获取的多源频率域地震数据,综合提取两种特征曲线后进行联合... 详细信息

在城市地球物理勘探中,因受到城市中各种强电磁机械干扰和交通建筑阻隔,诸多地球物理勘探技术勘探效果不佳。本文基于瞬态面波、微动台阵和微动谱比,采用多点三分量低频传感器获取的多源频率域地震数据,综合提取两种特征曲线后进行联合反演,实现融合3种技术的多源频率域地震勘探。其中,提出了双源综合频散谱提取技术、双源特征曲线联合反演技术和基于非均匀介质的等效均匀介质正演技术,勘探成果的精度和效率均得到了提高,在工程实践中得到验证。

关键词：多源频率域地震勘探瞬态面波微动台阵微动谱比

基于裂隙扩展的多级岩质边坡开挖卸荷破坏路径分析

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岩土力学 2023年第4期44卷 1190-1203页

作者：王川冷先伦张占荣杨闯陈健中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

开挖卸荷作用下裂隙岩体边坡的破坏模式与路径分析是边坡工程灾害研究的热点之一,准确识别边坡的潜在破裂路径对工程安全施工和支护优化设计具有重要意义。依据断裂扩展分析方法,将裂隙扩展判别的理论方法开发并应用于数值模拟分析中,... 详细信息

开挖卸荷作用下裂隙岩体边坡的破坏模式与路径分析是边坡工程灾害研究的热点之一,准确识别边坡的潜在破裂路径对工程安全施工和支护优化设计具有重要意义。依据断裂扩展分析方法,将裂隙扩展判别的理论方法开发并应用于数值模拟分析中,通过裂隙尖端应力强度因子计算、裂隙扩展模式识别、裂隙起裂角演算、裂隙扩展交汇等技术实现了岩体中断续裂隙的起裂、扩展与贯通演化过程的快速模拟;以某高速公路沿线裂隙岩体路堑边坡为对象,采用提出的模拟方法分析了多级开挖卸荷作用下坡体裂隙的扩展机制与边坡的破坏路径。结果表明:裂隙岩体边坡从上至下多级开挖过程中,坡肩裂隙首先起裂,并通过拉张型扩展逐渐发展为优势裂隙;随着边坡下挖,优势裂隙沿坡面向下逐步发生拉张/剪切混合型扩展并与既有裂隙交汇,在边坡中上部形成阶梯状扩展破坏路径;裂隙扩展至边坡下部及坡脚后扩展模式由拉张/剪切混合型转化为剪切型,并最终以弧形剪切面从坡脚出露。研究揭示了裂隙岩体边坡多级开挖卸荷作用下上部阶梯状拉张/剪切混合型破裂-下部弧形剪切型破裂的复合破坏模式,可为边坡工程支护设计和施工稳定性控制提供新思路。

关键词：裂隙扩展开挖卸荷扩展模式破坏路径裂隙岩体边坡

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土体钻孔剪切仪自动化改造及应用研究

铁道科学与工程学报 2023年第9期20卷 3373-3384页

作者：程龙虎于廷新张占荣梁伟中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

针对现有钻孔剪切仪存在的缺点,对既有土体钻孔剪切仪进行自动化改造。为评估改造后的钻孔剪切仪测定土体抗剪强度的适用性,以光谷创新基地黏性土及广佛环线琶洲站残积土为研究对象,利用改造后的钻孔剪切仪进行大量钻孔剪切试验,得到原... 详细信息

针对现有钻孔剪切仪存在的缺点,对既有土体钻孔剪切仪进行自动化改造。为评估改造后的钻孔剪切仪测定土体抗剪强度的适用性,以光谷创新基地黏性土及广佛环线琶洲站残积土为研究对象,利用改造后的钻孔剪切仪进行大量钻孔剪切试验,得到原状黏性土和残积土(原状、短时(2~3 h)浸水及24 h浸水)的抗剪强度参数。从多方面对钻孔剪切试验与直剪试验结果差异性进行分析,以南京禄口机场站粉质黏土为对象,重点对法向压力的影响进行分析。结果表明:黏性土和残积土的钻孔剪切试验数据的线性相关性良好。短时(2~3 h)浸水后,残积土黏聚力减少15.28%~40.45%,钻孔上部土体内摩擦角增大17.35%~30.90%,钻孔下部土体内摩擦角减少4.83%~8.75%。24 h浸水后,残积土黏聚力减少45.10%~69.33%,内摩擦角减少52.14%~69.87%。通过对比发现,钻孔剪切试验相比于室内直剪试验得到的黏聚力小,内摩擦角大。通过对南京禄口机场站粉质黏土抗剪强度参数随法向压力的变化规律分析,发现法向压力由30 kPa增加至50 kPa时,黏聚力增大了2.88倍,内摩擦角减少了约41.6%。研究成果可为钻孔剪切仪在土体中的应用及法向压力选择提供参考。

关键词：钻孔剪切试验自动化改造黏性土残积土抗剪强度参数

基于透明相似模型试验的主控裂隙边坡变形破坏演化机制研究

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岩土力学 2023年第5期44卷 1283-1294,1308页

作者：冷先伦王川盛谦宋文军陈健张占荣陈菲中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 武汉轻工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430023 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106

岩质边坡灾害孕育期的变形破坏发展过程通常受其内部长大裂隙(主控裂隙)控制,揭示主控裂隙边坡变形破坏演化机制对滑坡灾害防治具有重要意义。基于透明相似模型试验技术,选取2种典型主控裂隙(后缘陡倾角裂隙和前缘缓倾角裂隙)边坡为研... 详细信息

岩质边坡灾害孕育期的变形破坏发展过程通常受其内部长大裂隙(主控裂隙)控制,揭示主控裂隙边坡变形破坏演化机制对滑坡灾害防治具有重要意义。基于透明相似模型试验技术,选取2种典型主控裂隙(后缘陡倾角裂隙和前缘缓倾角裂隙)边坡为研究对象,在自研设备上开展了主控裂隙边坡内部变形破坏演化过程的模型试验研究;分别以位移速率和应变速率作为边坡变形和裂隙扩展的表征量,以无裂隙边坡变形破坏演化规律为参照,对比分析了后缘和前缘主控裂隙影响下边坡内部变形破坏的时空演化机制。结果表明:(1)通过模拟无裂隙边坡内部变形累积以及破裂萌生、扩展与贯通的渐进过程,验证了所采用的试验方法在研究边坡内部变形破坏演化过程方面的可靠性;(2)主控裂隙边坡内部变形破坏过程与无裂隙边坡相似,可分为变形累积、破裂带萌生/初始裂隙起裂、破裂带/裂隙扩展调整、破裂带/裂隙快速扩展贯通等4个阶段;(3)在初始主控裂隙滑移变形的作用下,后缘陡倾角裂隙尖端因受推移作用而发生拉张-剪切混合型起裂并向下扩展,前缘缓倾角裂隙尖端因受牵引作用而发生拉张型起裂并向上扩展,裂隙扩展速率随扩展长度的增加而呈指数型增长;(4)裂隙扩展类型随边坡变形与裂隙扩展过程不断调整,后缘陡倾角裂隙由初始拉张-剪切混合型扩展转化为剪切型扩展,并最终从坡趾附近剪出,前缘缓倾角裂隙由初始拉张型扩展转化为剪切型扩展,并最终与后缘破裂贯通。

关键词：透明模型试验主控裂隙边坡可视化技术变形演化裂隙扩展

基于地形应力系数的河谷区域应力表达方法研究

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铁道标准设计 2023年

作者：张占荣崔岚冷先伦王川杨闯李时亮中国科学院大学工程科学学院中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中铁第四勘察设计院集团有限公司

河谷区域地应力分布规律是开展边坡稳定性研究的基础，亦是控制边坡破坏形态与模式的关键因素。为研究河谷区域地应力分布特征和表达方法，收集了15个已有河谷边坡应力钻孔实测数据，分析河谷应力场的分布与分区特征，进而结合河谷区域... 详细信息

河谷区域地应力分布规律是开展边坡稳定性研究的基础，亦是控制边坡破坏形态与模式的关键因素。为研究河谷区域地应力分布特征和表达方法，收集了15个已有河谷边坡应力钻孔实测数据，分析河谷应力场的分布与分区特征，进而结合河谷区域的地质演化过程，提出河谷应力的表达方法；并在此基础上通过定义地形应力系数、坡高谷宽比、埋深坡高比共3个无量纲量，提出基于地形应力系数的河谷应力三点表述方法；进而采用数值模拟手段，开展25组河谷应力的影响因素研究，给出了基于地形应力系数的河谷应力表达式拟合求解方法；最后开展工程案例的对比验证。研究结果表明：（1）基于地形应力系数的河谷应力表达方法能有效识别应力的分布规律、分区特征和快速估算应力量值，当坡高谷宽比为4、坡角为80°时，最大地形应力系数约为0.91、埋深坡高比约为0.59、对应的应力量值约为1.91倍的自重应力；（2）当坡高谷宽比相同时，地形应力系数与坡角存在三角函数关系，即在应力降低区和增高区上升段的斜率与坡角余切值呈线性关系、应力增高区的地形应力系数最大值与坡角正弦值呈线性关系、地形应力系数最大值对应的埋深坡高比与坡角余弦值呈线性关系、应力增高区下降段的地形应力系数与埋深坡高比呈指数关系。

关键词：河谷应力地形应力系数应力表达方法数值模拟拟合求解

SBAS-InSAR和PS-InSAR技术在鲁西南某线性工程沿线地面沉降成因分析中的应用

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中国地质灾害与防治学报 2022年第4期33卷 65-76页

作者：张凯翔张占荣于宪煜中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

地面沉降问题严重影响着鲁西南经济发展区交通工程建设。文中选择某线性工程两侧5 km范围作为研究区,文章收集RadarSAT-2(2017—2020年)、Sentinel-1A(2019—2020年)存档数据和沿线区域地质、水文地质、矿产开发资料,采用时序InSAR分析... 详细信息

地面沉降问题严重影响着鲁西南经济发展区交通工程建设。文中选择某线性工程两侧5 km范围作为研究区,文章收集RadarSAT-2(2017—2020年)、Sentinel-1A(2019—2020年)存档数据和沿线区域地质、水文地质、矿产开发资料,采用时序InSAR分析的方法,对研究区沿线地面沉降分布特征及规律进行综合分析。研究结果表明:研究区主要地面沉降诱因是煤矿采空区塌陷和地下水超量开采,前者以矿区工作面为中心形成沉降漏斗,沉降速率变化和沉降中心移动与煤矿作业工作面挖掘进度和转移密切相关;后者沉降分布规律与地下水开采使用点相关,形成与地下水开采使用范围相近的沉降带。研究区在2017—2020年内持续发生沉降,最大年均沉降速率为136.5 mm/a,单年累计最大沉降量为220 mm。经同期CPI水准点观测结果校核,InSAR数据处理成果平均误差小于1 cm/a,相关系数到达70%以上。本文采用的分析方法能及时准确反映出线路方案穿行研究区内各处地面沉降变化,为线路方案规划和地质灾害整治提供有效合理参考。

关键词：线性工程地面沉降时序InSAR 矿区形变地下水开采

基于随钻参数的砂岩与砂质泥岩地层分界面智能识别

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隧道建设（中英文） 2023年第S1期43卷 304-312页

作者：刘华吉孙红林张占荣尤明龙谭飞李炜中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

地层岩体种类的识别是地质和岩土勘察工作的重点内容,为解决地层界面岩性辨识困难的难题,研发了一种随钻测量系统,提出了相应的数据处理及分析方法。采用基于机器学习技术的方法,选取支持向量机(SVM)算法,研究了一种通过随钻参数反演地... 详细信息

地层岩体种类的识别是地质和岩土勘察工作的重点内容,为解决地层界面岩性辨识困难的难题,研发了一种随钻测量系统,提出了相应的数据处理及分析方法。采用基于机器学习技术的方法,选取支持向量机(SVM)算法,研究了一种通过随钻参数反演地层岩体种类的方案。得出了如下结论:建立各参数同孔深数据的对应关系,有利于机器学习数据库的建立和反演方案的实施。随钻监测数据处理原则是:识别各种非钻进状态及异常状态,建立纯钻进状态的时间—孔深曲线和各随钻参数—孔深变化的曲线。SVM在地层岩体种类识别方面取得了良好的效果,预测结果与钻探记录基本一致,可用于地层关键岩体种类识别,防止虚假钻孔和虚假编录,为岩土工程智能勘测提供了新的途径。

关键词：随钻测量系统机器学习支持向量机地层岩体种类识别

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非开挖支挡结构在高铁路堑变形治理中的应用

铁道工程学报 2017年第11期34卷 18-22,94页

作者：张占荣中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:高速铁路无砟轨道路基工程变形控制要求极为严格,为保证列车运营的舒适性、安全性,运营高速铁路几乎不允许路基出现任何变形。某高速铁路在运营过程中一段路堑边坡坍滑变形,严重影响其运营安全,针对该段高速铁路行车密度大、... 详细信息

研究目的:高速铁路无砟轨道路基工程变形控制要求极为严格,为保证列车运营的舒适性、安全性,运营高速铁路几乎不允许路基出现任何变形。某高速铁路在运营过程中一段路堑边坡坍滑变形,严重影响其运营安全,针对该段高速铁路行车密度大、行车时速高、施工风险大的特点,提出微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的处理方案。研究结论:(1)采用钢管微型桩跟管钻进潜孔钻施工后再通过锁口梁连成整体,可以有效遏制边坡变形、提高边坡稳定性,施工过程中对路基边坡扰动小,是高铁变形病害整治的一个重要原则和思路;(2)运营高速铁路变形病害整治施工风险安全等级高,将风险管理理念纳入工程设计领域,对治理方案风险因素进行了识别,并制定了详实的风险处理对策,是确保高铁变形病害整治成功的关键措施;(3)整治工程实施后路堑边坡变形得到了有效遏制,至今路堑变形稳定,实现了行车条件下高速铁路无砟轨道路堑边坡变形病害的整治,微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的高铁变形病害整治技术可为今后高铁路堑变形病害治理提供参考和借鉴。

关键词：高速铁路无砟轨道路堑变形病害非开挖支挡结构微扰动技术跟管钻进钢管微型桩