检索结果-南通市图书馆

基于离散单元法的渗流侵蚀作用下桩基位移与承载特性研究

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岩土力学 2024年第4期45卷 1181-1189,1200页

作者：张冬梅张学亮杜伟伟同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 常州市城乡建设工程管理中心江苏常州213000

随着城市地下空间桩基与隧道立体交叉分布体系的日渐复杂,隧道渗流侵蚀引发的桩基稳定性问题越发突出。然而,目前关于隧道破损引发渗流侵蚀方面的研究工作主要聚焦于侵蚀发生机制方面,其与邻近桩基的相互作用尚欠关注。因此,在物理试验... 详细信息

随着城市地下空间桩基与隧道立体交叉分布体系的日渐复杂,隧道渗流侵蚀引发的桩基稳定性问题越发突出。然而,目前关于隧道破损引发渗流侵蚀方面的研究工作主要聚焦于侵蚀发生机制方面,其与邻近桩基的相互作用尚欠关注。因此,在物理试验揭示渗流侵蚀机制的基础上,通过建立土体临界细粒含量表达式,量化表征了地层侵蚀形态;随后,采用随机定量删除细颗粒的方法,基于离散单元法DEM建立了多区域侵蚀地层模型,进而分析了不同桩基位置、沉桩方式、桩基荷载和基础类型条件下桩基结构的侵蚀响应特征。结果表明,桩基受侵蚀后均产生不同程度的下沉位移,并在不平衡力的驱动下向侵蚀区倾斜;桩端阻力受损后随桩体下沉逐渐上升,侧摩阻力损失则基本无法恢复。此外,不同沉桩方式与桩基荷载下,桩体的位移与阻力变化模式基本一致,主要是变化量的不同;相比单桩,群桩具有更好的抗侵蚀能力。

关键词：模型试验离散单元法侵蚀地层模型影响因素桩基响应

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金属矿山井巷建设工程碳排放智能测算方法

工程科学学报 2024年第6期46卷 1024-1040页

作者：乔兰邓乃夫马世纪李庆文宋林波张庆龙北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 绿色低碳冶炼与资源综合利用联合实验室北京100083

深入研究金属矿山井巷建设工程的预算定额编制特点,提出基于矿山建设直接系统和辅助系统的双路径碳排放测算架构和计量模型,以实现井巷工程建设期全流程智能碳排测算统计、碳排路径分析及碳排放大户筛分等功能.结合现场工段施工台班表,... 详细信息

深入研究金属矿山井巷建设工程的预算定额编制特点,提出基于矿山建设直接系统和辅助系统的双路径碳排放测算架构和计量模型,以实现井巷工程建设期全流程智能碳排测算统计、碳排路径分析及碳排放大户筛分等功能.结合现场工段施工台班表,深度分析多级剖分下各层级最小单元过程的物质名录清单,总结归纳金属矿山井巷建设工程特有的碳排放因子数据库.利用MySQL关系型数据库形式搭建金属矿山井巷工程十大碳排放基础数据表,同时各数据库由唯一标识码进行标记.最后,利用MATLAB app designer为十大基础数据表建立高效的索引调度机制,并利用整合的双路径碳排放计量模型对金属矿山井巷建设工程开展精细化碳排放测算分析.案例结果显示,本方法能够为金属矿山井巷建设工程在施工前期提供细粒度碳测算分析数据,为后续施工组织设计、低碳技术部署提供具体的数据依托.

关键词：矿山井巷工程金属矿山碳排放测算碳排放因子碳排放数据库

敞开式TBM隧洞围岩参数与主机振动相关性分析

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隧道建设（中英文） 2024年第5期44卷 991-999页

作者：李宗林李庆楼张立龙郭阳北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 中铁十六局集团有限公司北京100053

为解决TBM掘进掌子面围岩参数感知难的问题,依托西北地区某供水工程,通过建立TBM主机振动监测系统,分析各类围岩条件下的主机振动信号。基于Savitzky-Golay算法对频谱曲线进行平滑处理,过滤掉TBM自振的影响后,统计分析各类围岩条件下振... 详细信息

为解决TBM掘进掌子面围岩参数感知难的问题,依托西北地区某供水工程,通过建立TBM主机振动监测系统,分析各类围岩条件下的主机振动信号。基于Savitzky-Golay算法对频谱曲线进行平滑处理,过滤掉TBM自振的影响后,统计分析各类围岩条件下振动峰值、平均极值、平均幅值和有效值的分布规律,采用8种数学模型建立振动特征参数与岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数之间的映射关系。研究结果表明:1)TBM主机自振频率在40 Hz左右;2)4项振动特征参数的均值都随围岩类别变差而减小,同时随岩石单轴抗压强度和岩体完整性系数增加呈线性增长趋势;3)围岩参数与主机振动特征参数映射关系的建立,可为基于主机振动的围岩感知技术研究提供参考。

关键词：敞开式TBM 主机振动监测系统岩石强度岩体完整性系数隧洞围岩参数

超特长隧洞TBM智能辅助掘进技术研究及应用

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隧道建设（中英文） 2024年第3期44卷 442-463,I0037-I0058页

作者：谭忠盛邓铭江城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044 新疆水利发展投资(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830000

为解决目前TBM掘进存在依赖于司机经验,难以对异常情况做出及时响应,导致掘进减缓或刀具磨损加剧的问题,不仅需要在不停机状态下及时准确获取掌子面围岩信息,还要在了解掌子面围岩信息的情况下实现智能辅助决策。依托北疆供水二期工程,... 详细信息

为解决目前TBM掘进存在依赖于司机经验,难以对异常情况做出及时响应,导致掘进减缓或刀具磨损加剧的问题,不仅需要在不停机状态下及时准确获取掌子面围岩信息,还要在了解掌子面围岩信息的情况下实现智能辅助决策。依托北疆供水二期工程,分析围岩类别、掘进效能和掘进参数等掘进指标,基于图像识别、数据挖掘和机器学习等技术,通过岩渣图像识别、刀盘振动监测和超前地质预报实现围岩状态的实时感知;构建地质信息、掘进参数、设备与支护参数数据库,进行大数据预处理及关联分析;采用多目标智能优化算法,以掘进速度和刀具寿命为目标,对掘进参数进行优化。在此基础上,提出掘进参数、支护方案、卡机应对措施等辅助决策方法。通过TBM智能辅助掘进技术在XE隧洞试验段中的应用可知,掘进速度总体可提升15.6%,刀具寿命总体提升4.5%,且未发生因掘进参数选择不当导致掘进停滞或设备异常损坏等问题。

关键词：隧洞工程 TBM 智能辅助掘进围岩感知大数据分析掘进参数优化

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TBM隧洞围岩分级方法及支护体系研究

隧道建设（中英文） 2024年第2期44卷 205-224,I0005-I0024页

作者：邓铭江谭忠盛新疆水利发展投资(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830000 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044

目前TBM隧洞设计施工主要采用基于矿山法的围岩分级方法,但由于TBM法与矿山法隧洞施工存在很大差异,传统矿山法的围岩分级方法难以适用于TBM施工。为解决该问题,依托北疆供水二期工程,综合考虑围岩稳定性和围岩可掘性,选取围岩基本质量... 详细信息

目前TBM隧洞设计施工主要采用基于矿山法的围岩分级方法,但由于TBM法与矿山法隧洞施工存在很大差异,传统矿山法的围岩分级方法难以适用于TBM施工。为解决该问题,依托北疆供水二期工程,综合考虑围岩稳定性和围岩可掘性,选取围岩基本质量指标BQ、岩石单轴饱和抗压强度Rc、岩体完整性系数KV和岩石磨蚀性指数CAI作为评价隧洞围岩性质的主要指标,统计18台TBM集群施工收集的近3000组BQ、Rc、KV等岩性指标数据,分析各项岩性指标与纯掘进速度PR及安全系数FS的变化规律,将TBM隧洞围岩分为Ⅰ~Ⅴ级共10个亚级。在此基础上,分析了敞开式TBM的施工特性,进而采用数值模拟方法,对各级围岩在不同支护参数下的稳定性进行对比分析,提出了适用于北疆地区水工隧洞各级围岩的隧洞支护体系及支护参数,共形成7套支护体系设计图,并结合现场实际工程对本文提出的围岩分级支护体系进行验证。现场监测数据表明,本文提出的TBM隧洞围岩分级支护体系有较好的适用性。

关键词： TBM隧洞围岩分级大变形岩爆支护体系支护参数

基于3D相机的轨道扣件部件丢失与松动智能检测

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 386-395页

作者：李胜腾薛亚东迟胜超樊晓东张宜霞杨维同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 宽衍(北京)科技发展有限公司北京100089 青岛国科智维科技有限公司山东青岛266035

轨道扣件在运营过程中会出现松动甚至掉落、断裂等异常情况,不利于列车行驶稳定和安全,需要进行定期、及时的检查与维修。传统的人工巡检效率低,难以匹配我国轨道交通的快速发展,且对于部件松动等不易察觉的问题检测效果差。利用计算机... 详细信息

轨道扣件在运营过程中会出现松动甚至掉落、断裂等异常情况,不利于列车行驶稳定和安全,需要进行定期、及时的检查与维修。传统的人工巡检效率低,难以匹配我国轨道交通的快速发展,且对于部件松动等不易察觉的问题检测效果差。利用计算机视觉形成自动化的检测设备逐渐成为发展趋势,其中基于三角测量原理的线结构光技术因其成本低、精度高、速度快等优点得到广泛应用,且适合轨道检测场景。该技术核心设备为可以采集并分析线结构光进行三维重建的3D相机,基于成像原理设计可搭载于轨道检测车的扣件检测系统并进行现场试验,经过数据分析和处理可以分别得到高质量的图像数据和三维模型。针对图像数据利用目标检测的方法,构建数据集,搭载YOLO(You Only Look Once)v5深度学习模型,实现挡肩及扣件部件的快速识别,进行部件丢失检测;针对三维模型利用轨道扣件相对位置固定的特点,根据阈值筛选扣件数据并进一步得到弹条及螺栓等部件的坐标信息,通过边缘提取、平面拟合等方法计算位移量,进行部件松动检测。研究结果表明,检测系统可以采集高质量的扣件数据,扣件部件识别平均精准度达到99.0%,速度满足现场实时检测的要求,同时对于弹条和螺栓的松动量检测精度分别达到了1 mm和0.1 mm。该方法具有实际工程价值,可以大幅提升轨道巡检效率,对于扣件部件丢失、松动等严重问题可以及时预警指导修复,保障轨道安全服役性能。

关键词：轨道扣件智能检测三维成像 YOLOv5 图像处理

粘弹性围岩隧道纵向变形曲线与虚拟支护力解析

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工程科学与技术 2024年

作者：孙振宇孟令赞张顶立王嘉琛侯艳娟北京城建设计发展集团股份有限公司北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室

粘弹性围岩隧道支护设计需同时考虑开挖面空间效应与围岩自身流变效应的复杂叠加影响。为此，本文从隧道施工的三维时空效应出发，通过大量数值模拟揭示了粘弹性围岩隧道纵向变形时空演化特性，基于响应面法拟合了位移释放系数回归模型... 详细信息

粘弹性围岩隧道支护设计需同时考虑开挖面空间效应与围岩自身流变效应的复杂叠加影响。为此，本文从隧道施工的三维时空效应出发，通过大量数值模拟揭示了粘弹性围岩隧道纵向变形时空演化特性，基于响应面法拟合了位移释放系数回归模型。以此为基础，进一步探究粘弹性围岩的虚拟支护力时空演化规律，推导了粘弹性围岩的虚拟支护力表达式。研究表明粘弹性围岩位移释放率在隧道纵向上可划分为未扰动状态、时空效应共同影响和时间效应控制阶段，与弹性围岩相比在空间效应影响基础上耦合了时间效应，其演化更为复杂；开挖面前方位移释放率波动较小，可采用统一表达式进行描述，而后方随开挖速度变化较大，为此将其分为时间控制型、空间控制型和时空效应共同影响型三种，并分别给出了相应的拟合公式；粘弹性围岩虚拟支护力受时空效应共同影响，不能参照弹性围岩通过位移释放系数翻转直接获得，而需通过围岩特性曲线耦合求解；不同围岩参数对应的虚拟支护力分布较为集中，且主要受开挖速度影响，据此给出了虚拟支护力的简化拟合公式以供初步设计时使用。研究结果可为流变软岩隧道的支护设计提供理论基础。

关键词：隧道工程粘弹性围岩围岩变形纵向变形曲线虚拟支护力时空效应

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同方期刊数据库

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引发全尾砂料浆触变特征的临界粒径研究

中国有色金属学报 2024年第3期34卷 970-983页

作者：杨柳华李金仓焦华喆尹升华寇云鹏洪紫杰河南理工大学土木工程学院焦作454000 河南理工大学河南省地下工程与灾变防控重点实验室焦作454000 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 山东黄金集团有限公司充填工程实验室莱州261441

细粒径尾砂颗粒絮凝−分解是充填料浆产生触变性的根本原因,然而目前对引发充填料浆触变性的临界粒径研究极少。通过对不同粒径尾砂制备的充填料浆开展触变试验与微观结构的演化测试,结合Patwardhan提出的非牛顿流体理论分析尾砂颗粒间... 详细信息

细粒径尾砂颗粒絮凝−分解是充填料浆产生触变性的根本原因,然而目前对引发充填料浆触变性的临界粒径研究极少。通过对不同粒径尾砂制备的充填料浆开展触变试验与微观结构的演化测试,结合Patwardhan提出的非牛顿流体理论分析尾砂颗粒间相互作用力,推导引发全尾砂料浆触变性能临界粒径的理论值,最终建立了充填料浆触变性模型。结果表明:充填料浆触变性能与剪切速率、质量分数、尾砂细颗粒含量呈正相关,通过理论推导得出引发充填料浆触变性能的临界值为45μm。由此可以认为,当充填料浆中含有粒径实验结果采用Hattori−Lzumi理论构建触变性模型,并结合流变测试结果拟合得到了充填料浆触变性系数。

关键词：充填料浆触变特征临界粒径触变性模型

天山胜利隧道敞开式TBM钢管片支护作用效果研究

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隧道建设（中英文） 2024年第5期44卷 984-990页

作者：李林峰谭忠盛周振梁彭文波北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056

针对TBM穿越断层破碎带地层洞壁围岩松动掉块严重的问题,依托乌尉天山胜利隧道,采用数值模拟的方法,通过对比研究传统支护方式与新型钢管片支护方式下围岩变形和围岩塑性区情况,研究钢管片支护的作用效果;同时,为说明不同支护的适用条件... 详细信息

针对TBM穿越断层破碎带地层洞壁围岩松动掉块严重的问题,依托乌尉天山胜利隧道,采用数值模拟的方法,通过对比研究传统支护方式与新型钢管片支护方式下围岩变形和围岩塑性区情况,研究钢管片支护的作用效果;同时,为说明不同支护的适用条件,采用现场调研方法开展不同支护方式下施工效率和经济性对比分析。结果表明:1)断层破碎带地层中,当围岩出露护盾后,变形量与塑性区范围增大,围岩破坏程度加剧,以锚杆和钢拱架为主的传统支护方式无法较好地控制围岩变形和塑性区发展。2)断层破碎带地层中,钢管片支护较传统支护的围岩累计沉降值降低53%,围岩变形收敛快,能更好地控制围岩变形和发展。3)钢管片支护较传统支护的围岩塑性区范围小,其中边墙的最终塑性区缩小44%,且钢管片支护可实现早封闭、及时支护,塑性区均匀,更有利于围岩的稳定。4)一般地层中,传统支护方式的经济性和效率更佳;断层破碎带地层中,钢管片支护方式可提供安全作业空间,减小钢拱架+喷锚支护作业量,较传统支护经济性和施工效率更佳。

关键词：天山胜利隧道敞开式TBM 断层破碎带支护方式围岩稳定性钢管片支护