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基于云模型及粗糙集理论的围岩稳定性分级方法研究

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安全与环境学报 2018年第4期18卷 1251-1257页

作者：牟瑞芳蔡其杰西南交通大学交通运输与物流学院

围岩分级是隧道及地下工程岩体稳定性评价和安全风险控制的重要依据。针对围岩分级评价过程中评价指标自身的随机模糊性问题,结合云模型相关理论实现了围岩分级定性概念与各待评价指标隶属不同分级的确定度之间的自然转化。同时,充分考... 详细信息

围岩分级是隧道及地下工程岩体稳定性评价和安全风险控制的重要依据。针对围岩分级评价过程中评价指标自身的随机模糊性问题,结合云模型相关理论实现了围岩分级定性概念与各待评价指标隶属不同分级的确定度之间的自然转化。同时,充分考虑各个评价指标相对于最终围岩分级结果的重要度不同,利用粗糙集知识发现相关算法,从已有工程数据中挖掘规律,确定各个评价指标相对权重。在计算得到各评价因子隶属不同分级的确定度后,与其对应的权重相乘,并将所有评价因子计算结果进行代数叠加,得到待评价样本隶属于各个特定围岩等级的综合确定度,以其中最大值对应的等级为最终围岩评价结果。工程实例结果表明,该方法评价所得结果与围岩实际等级基本相符,表明该方法有效可行。

关键词：安全工程正态云模型粗糙集围岩分级权重区分矩阵

基于博弈论-云模型的软岩隧道大变形风险评估

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现代隧道技术 2021年第6期58卷 85-94页

作者：何乐平徐应东胡启军蔡其杰西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500 西南交通大学交通运输与物流学院成都610031

软岩隧道在地质、水文、施工等因素共同作用下易出现明显的大变形特征。目前,软岩隧道大变形机理与支护结构优化方面的研究已初具规模,而大变形灾害风险评估与管控等研究仍处于起步阶段,在软岩隧道大变形风险评估中,一是缺乏系统的大变... 详细信息

软岩隧道在地质、水文、施工等因素共同作用下易出现明显的大变形特征。目前,软岩隧道大变形机理与支护结构优化方面的研究已初具规模,而大变形灾害风险评估与管控等研究仍处于起步阶段,在软岩隧道大变形风险评估中,一是缺乏系统的大变形风险评价指标体系,二是其风险评价指标具有随机性和模糊性的特点。文章在综合分析软岩隧道大变形风险影响因素的基础上,提出了15项评价指标和相应的分级标准,将软岩隧道大变形风险分为4级,结合标准化过程和G1-CRITIC,通过博弈论思想优化所得的主客观权重,提出了一种新的云模型综合风险评价方法。最后,将所提出的多因素综合风险评价方法应用于乐西高速公路大凉山1号隧道的大变形风险评价,考核结果与现场施工情况基本一致,为软岩隧道围岩稳定性量化评估提供了一条新的思路。

关键词：软岩隧道博弈论组合赋权云模型大变形风险评估

矩管混凝土柱-SRC梁型钢贯通节点抗震性能试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2019年第6期41卷 118-126页

作者：何乐平凌宵胡启军蔡其杰孟庆成西南石油大学土木工程与建筑学院成都610500 西南交通大学交通运输与物流学院成都610031

提出一种适用于快速施工的新型矩管混凝土柱-SRC梁型钢贯通节点形式。参考实际两种建筑规格,设计4个节点试件,基于拟静力荷载试验,探讨节点试件抗震性能,分析各试件的破坏现象、滞回性能、刚度、延性及耗能能力等抗震性能。结果表明:节... 详细信息

提出一种适用于快速施工的新型矩管混凝土柱-SRC梁型钢贯通节点形式。参考实际两种建筑规格,设计4个节点试件,基于拟静力荷载试验,探讨节点试件抗震性能,分析各试件的破坏现象、滞回性能、刚度、延性及耗能能力等抗震性能。结果表明:节点的破坏形态为梁端混凝土压坏,型钢翼缘屈曲,形成塑性铰;试件的滞回曲线相对饱满,刚度退化明显,延性系数在2.33~3.8之间,等效黏滞阻尼系数在0.283~0.4之间。与已有节点对比,新型节点刚度大,同时避免了核心混凝土浇筑困难的问题。

关键词：型钢混凝土梁节点破坏形态抗震性能刚度

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泥化夹层细观组构参数的量化方法

中国地质灾害与防治学报 2017年第3期28卷 137-146页

作者：胡启军何松晟叶涛何乐平蔡其杰西南石油大学土木工程与建筑学院四川成都610500 四川省地矿局九0九地质队四川绵阳621050 西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031

泥化夹层是岩质边坡常见的软弱结构面(带),其细观组构参数量化是细观损伤及破坏机制研究的基础。为实现泥化夹层细观组构参数的系统化综合提取,通过研究现有图像处理技术,提出了泥化夹层细观特征图像处理方法。以泥化夹层SEM扫描图像为... 详细信息

泥化夹层是岩质边坡常见的软弱结构面(带),其细观组构参数量化是细观损伤及破坏机制研究的基础。为实现泥化夹层细观组构参数的系统化综合提取,通过研究现有图像处理技术,提出了泥化夹层细观特征图像处理方法。以泥化夹层SEM扫描图像为基础,利用灰度直方图均衡化、加权平均非线性中值滤波以及基于标记区域的分水岭分割实现了泥化夹层细观组构参数的准确提取,并用Image-Pro Plus统计量化其参数。结果表明:(1)上述方法能够实现泥化夹层细观组构参数的量化;(2)并计算统计得到泥化夹层单元体粒径、圆度、定向角以及分形维数;(3)通过对区域扫描数据的分析发现泥化夹层细观组构具有成层特征。泥化夹层细观组构参数量化能够为后续泥化夹层的层状结构研究及结构化建模提供依据。

关键词：泥化夹层细观参数图像处理层状结构

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沉渣对冲击红层泥岩桩基承载特性影响研究

地下空间与工程学报 2016年第S2期12卷 597-603,618页

作者：胡启军轩昆鹏张宇浩黄超蔡其杰西南石油大学土木工程与建筑学院成都610500 四川冶金建筑工程质量检测有限公司成都610066

红层泥岩易崩解的特性致使桩底存在一定厚度的沉渣,沉渣的"软垫"效应等可能引起桩基承载力的下降。为了研究混凝土冲击作用下干孔沉渣和湿孔沉渣对红层泥岩桩基承载特性的影响,对红层泥岩地区某工程现场三根试桩进行静载试验,得到不同... 详细信息

红层泥岩易崩解的特性致使桩底存在一定厚度的沉渣,沉渣的"软垫"效应等可能引起桩基承载力的下降。为了研究混凝土冲击作用下干孔沉渣和湿孔沉渣对红层泥岩桩基承载特性的影响,对红层泥岩地区某工程现场三根试桩进行静载试验,得到不同浇筑环境下的桩基lg Q-S曲线以及桩侧摩阻力随桩深变化关系曲线。根据试验结果分析了干孔、湿孔对桩基承载性能的影响,并利用有限差分软件进行数值模拟,验证现场试桩试验结果。结果表明:在沉渣厚度相同的条件下,桩孔(沉渣)为湿孔时,混凝土冲击作用明显(可能导致缩径),桩基的承载力较干孔有所提高,桩端阻力比干孔发挥的更充分;桩孔(沉渣)为干孔时,冲击效果不明显,孔底还残留较大厚度的沉渣,致使桩顶沉降(在相同的荷载下)明显较湿孔的大。

关键词：红层泥岩沉渣现场试桩冲击试验数值分析

基于随机-关联空间插值法的工程岩体力学参数确定

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长江科学院院报 2019年第8期36卷 90-96页

作者：胡启军俞钧耀刘明汤伟蔡其杰西南石油大学土木工程与建筑学院成都610500 泸州市泸县住建局四川泸州646000 西南交通大学交通运输与物流学院成都610031

岩体力学参数在空间上存在的结构关联性和随机不确定性是影响工程岩体力学参数设计取值的客观因素之一。基于地质统计学理论,提出随机-关联空间插值法,在工程岩体力学参数概率分布未知的情况下,利用样本矩替换母体矩,描述工程岩体力学... 详细信息

岩体力学参数在空间上存在的结构关联性和随机不确定性是影响工程岩体力学参数设计取值的客观因素之一。基于地质统计学理论,提出随机-关联空间插值法,在工程岩体力学参数概率分布未知的情况下,利用样本矩替换母体矩,描述工程岩体力学参数的随机性,利用变差函数描述样本点之间、样本点和插值点之间的工程岩体力学参数关联性,建立岩体力学参数的空间分布模型,并通过克里格法对场地中的工程岩体力学参数进行空间插值。结合工程实例,在力学参数概率分布未知的情况下建立其概率分布模型;选择不同数量的有效样本对比分析该方法本身对样本数量的依赖性问题;探讨该方法的应用范围以及针对其他情况提出的相应措施,为后续研究打下基础。与试验结果对比,工程实际中3种不同样本的岩体力学参数指标相对误差分别为4.2,4.4,5.3,估值结果可作为工程设计取值的参考依据。

关键词：工程岩体力学参数随机-关联空间插值法概率分布模型变差函数地质统计学

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综合管廊天然气泄漏扩散及监控方法优化研究

中国安全科学学报 2019年第9期29卷 43-50页

作者：何乐平唐爽胡启军教授蔡其杰石仁丹西南石油大学土木工程与建筑学院四川成都610500 西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 德阳市自然资源和规划局四川德阳618000

为确定综合管廊内CH4探头的布设位置,提高天然气舱室内天然气管道运输的安全性,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法,研究管道压力等级、泄漏孔径、泄漏角度、通风速度、通风温度以及截面类型综合影响因素下的CH4泄漏扩散分布情况。... 详细信息

为确定综合管廊内CH4探头的布设位置,提高天然气舱室内天然气管道运输的安全性,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法,研究管道压力等级、泄漏孔径、泄漏角度、通风速度、通风温度以及截面类型综合影响因素下的CH4泄漏扩散分布情况。结果表明:各影响因素下CH4扩散高度随纵向扩散长度的增加,先上升至管廊顶部位置,后迁移至舱室底部;当管道不处于舱室中心时,CH4探头应布设在距离管道更近的舱室壁上;当管道位于舱室中心时,在壁面两侧的任意一侧安装均可;探头沿舱室高度方向的布设位置应高于释放源0.6~1.6 m。

关键词：综合管廊天然气管道泄漏扩散 CH4探头计算流体动力学(CFD)数值模拟

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埋地管沟内输油管道泄漏扩散规律研究

安全与环境学报 2019年第4期19卷 1232-1239页

作者：何乐平王泽帆胡启军蒋晶蔡其杰西南石油大学土木工程与建筑学院成都610500 成都基准方中建筑设计有限公司成都610500 西南交通大学交通运输与物流学院成都610000

为预测埋地输油管道泄漏扩散范围,减少泄漏事故损失,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立了包含管沟的埋地输油管道泄漏三维仿真模型,模拟特定事故场景下的泄漏扩散过程。系统研究了回填土孔隙率、土壤温度、覆土厚度、管沟... 详细信息

为预测埋地输油管道泄漏扩散范围,减少泄漏事故损失,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立了包含管沟的埋地输油管道泄漏三维仿真模型,模拟特定事故场景下的泄漏扩散过程。系统研究了回填土孔隙率、土壤温度、覆土厚度、管沟性质的不同工况下泄漏石油在土壤中和地表的扩散范围、土壤中扩散质量速度和地表扩散速度的规律。结果表明:不同土壤环境参数影响下,泄漏石油在埋地管沟内部回填土与外部原状土中的扩散浓度分布范围不同;随土壤温度增加,地表油池面积呈现先递减后趋于稳定的二次函数规律;覆土厚度与石油渗透地表形成油池有关,并拟合了地表油池形成时间与覆土厚度的关系式。

关键词：安全工程埋地管沟土壤环境参数扩散规律

基于多样本容量近景摄影测量的基坑稳定性评价

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安全与环境学报 2020年第6期20卷 2180-2186页

作者：何乐平钟林胡启军梅健蔡其杰谭杰西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500 凉山州交通运输应急指挥中心四川西昌615000 西南交通大学交通运输与物流学院成都611756

基坑变形监测对评价基坑稳定性具有重要意义。针对基坑监测过程中控制点与监测点难以在同一测区内构像的问题,首先,通过分析图片数量、光照强度、棋盘格尺寸3个外界影响因素确定靶标视场范围影响下的相机标定结果的可靠性;然后,通过非... 详细信息

基坑变形监测对评价基坑稳定性具有重要意义。针对基坑监测过程中控制点与监测点难以在同一测区内构像的问题,首先,通过分析图片数量、光照强度、棋盘格尺寸3个外界影响因素确定靶标视场范围影响下的相机标定结果的可靠性;然后,通过非量测数码相机采集多测区基坑图像,运用灰度矩亚像素边缘定位算法,对得到照片标志点像点坐标进行亚像素级定位;最后,通过3种近景摄影测量解析方法对基坑多测区坐标的解算实现基坑的多样本容量变形监测。结果表明:当靶标所占像幅比例介于0.2~0.8时,标定结果更可靠;直接线性变换算法(DLT)实现多样本容量(多测点、多测区)基坑变形监测的精度更高;通过测量精度试验及工程实例验证了该方法的可行性与合理性。

关键词：安全工程建筑施工安全基坑多样本容量近景摄影测量变形监测