利用MVDR算法削弱多波束测深声纳的隧道效应

分析了海底多波束测深声纳中存在的隧道效应及其产生机理,指出旁瓣干扰是引起隧道效应的重要因素,隧道效应的出现导致多波束测深声纳把相对平坦的海底误测成凹面向上的水平半圆柱面海底地形。研究了基于GSC结构的自适应波束形成算法,推导提出了MVDR算法的连续自适应实现方案,并利用该算法对多波束测深声纳湖试数据中存在的隧道效应进行处理,结果表明该算法能够有效削弱多波束测深数据边缘波束中存在的旁瓣干扰。     

深埋隧道精细地应力场反演研究——以滇西南双江至沧源高速姜染山隧道为例

针对复杂地质条件下深埋隧道精细应力场准确反演以及主要地质条件对地应力场影响问题,以滇西南双江至沧源高速姜染山隧道为例开展研究。采用精细DEM数据、实测地质资料建立隧址区精细地质模型,以地应力实测数据和GPS速度场数据作为联合约束条件,开展姜染山隧道工程区精细地应力场反演计算,揭示了隧址区精细应力场特征及主要地质条件影响作用。结果表明：隧道区模拟变形速度场与GPS观测结果基本一致,模型能够较好反映工程区现今构造应力环境;隧址区地应力场存在应力水平西高东低、主应力方向局部偏转的特征,近E-W向的小黑江断裂对研究区地应力场的影响主要表现为造成主应力方向小幅偏转,未造成应力量值急剧变化,局部次级断裂和地形叠加影响作用有限;隧道沿线最大主应力在7.47～27.23 MPa之间,中间主应力在1.59～15.12 MPa之间,最小主应力在0.01～6.71 MPa之间,隧道沿线应力水平总体上未表现出明显异常特征;基于反演精细应力场数据的岩石应力强度比方法计算结果显示,现今地应力条件下,隧道岩石强度应力比结果总体在0.20～0.48之间,表明隧道围岩整体为无岩爆和轻微岩爆情况。本研究实例表明,复杂地质...     

西南岩溶区深埋隧洞涌水条件分析及涌水量预测——以滇中引水工程大坡子隧洞为例

隧洞涌水预测是隧洞安全施工的重要保证,而分析涌水条件、识别涌水来源是涌水量预测的前提。本文以滇中引水工程大坡子隧洞为研究对象,通过分析研究区地层岩性、地质构造,结合地下水水化学特征、同位素结果,厘清了研究区地下水的水文地质条件,确定了隧洞涌水补给来源;在此基础上,利用解析法和数值法对隧洞最大单位涌水量和正常单位涌水量进行计算,并将预测涌水量与实测涌水量进行了对比。其中,基于FEFLOW构建的地下水流数值模型,耦合模拟区域宏观流场的同时,采用多时间序列与各类内边界综合赋值的方法刻画动态施工过程。结果表明：解析法可以在工程初勘设计阶段高效计算隧洞涌水量,但不能动态预测隧洞涌水变化且在地下水位较高区段预测精确度不如数值法;数值法能够精细刻画含水系统结构、参数分布以及隧洞施工工况,能较精确预报施工涌水量变化;故采用解析-数值方法可以显著提高涌水量预测效率和精度。本文采用的方法和模型对于大风险隧洞突涌水灾害防控具有重要意义。     

溶槽水位波动对隧道衬砌的力学影响模拟分析

岩溶隧道通常面临季节性溶槽水位波动带来的水害风险,文章结合工程案例,通过数值模拟,量化分析不同水位和不同位置溶槽蓄水对隧道衬砌受力影响,以揭示隧道水害风险的发生机制和演化特征,主要结论：（1）溶槽在季节性强降雨时发生水位波动,隧道外水压力变化频繁,导致隧道衬砌内力变化显著;水位升高时,结构受力恶化,安全性大幅削减,其中拱顶、边墙仍以小偏心受压模式承载,而隧底部位承载模式由小偏心受压逐步发展为大偏心受压;高水位时衬砌结构存在开裂、破损的风险;（2）边墙部位溶槽蓄水对隧道造成偏压水荷载,边墙安全系数最高下降1.1;地下水位上升,偏压水荷载逐渐演化为均布水荷载,结构受力影响差异性逐渐减小;（3）季节性强降雨来袭,加强泄水降压是解决水头上升、水压过大致使衬砌破坏的关键,并重点关注边墙、隧底衬砌结构安全。     

基于同震位移的隧道抗震设计及其工程应用

首次在隧道抗震设计中考虑地震同震位移场,通过搜集历史地震破裂信息估计工程区地震位错,采用"分裂节点法"获得隧道周边的同震位移场,并联合拟静力隧道抗震设计方法,成功应用于某公路隧道。研究表明:基于同震位移的隧道抗震设计方法能够为我们估算未来可能的地震灾害提供有力的定量分析工具;当地层自振周期和基岩反应谱未知,可以利用同震位移场估算远场剪应变开展隧道拟静力抗震设计;例如对于云南某隧道,如果龙陵—澜沧断裂带发生地震,隧道南北两端强制位移约为6 cm。如果龙陵—瑞丽断裂发生地震,由于强制位移导致隧道南北部分出现反向运动,将会对隧道中部产生剪切作用,且隧道出现明显的横向和垂向差异运动。     

四川省宣汉县炉厂坪井田炉坪煤矿充水因素分析

炉坪煤矿矿井涌水量主要受大气降水影响较大,同时井下涌水量还随煤层开采面积的扩大和开采深度的增加而增加。炉坪煤矿矿井主要充水因素有大气降水、直接裂隙充水含水层水、采空区积水、断层水及老窑积水,其中尤以浅部老窑及老采空区积水的渗漏补给量突然溃入矿井危害最大。     

深部隧道围岩分区破裂颗粒流模拟研究

深部岩体处于"三高"环境下,表现出不同于浅埋岩体的性质,其变形破裂规律更为复杂(分区破裂、片帮、塑性流动、岩爆等),为了准确描绘深部隧道围岩变形破裂规律,采用PFC从微观角度研究深部岩体的宏观响应。研究发现:随着隧道埋深增加,压力增大,由浅部围岩表面塑性破坏变为深部围岩破裂扩展,破裂区域呈交替分区破裂向深部发展,破裂区的间距与岩性和埋深有关;从横断面看,拱腰先出现破裂,然后拱脚出现破裂,最后贯通形成破裂区;若围岩表面施加外力,破裂区域减小,分区向深部移动,因此预应力锚杆有效地改善了围岩承载特性;研究结果与模型试验吻合,符合深部岩体卸荷作用下的变形破坏规律。结论可为深部岩体工程设计施工提供参考。     

基于强度折减法的隧道洞口段地震稳定性研究

近年来,强度折减法在岩土工程静、动力稳定性分析领域快速发展。基于该方法,相关学者研究了边坡和隧道的动力稳定安全系数。隧道洞口段是围岩、边坡和衬砌结构相互作用的三维复杂结构体,当前对其地震稳定性研究多集中于定性描述,尚不能给出量化的指标。依托振动台试验,建立相应的洞口段三维数值模型,采用强度折减法,引入结合突变理论的塑性区应变能和其他判据,获得洞口段的动力稳定安全系数。结果表明:结合突变理论的塑性区应变能和其他判据得到的安全系数的最大相对误差较小,在洞口段的地震稳定性分析中采用该判据具有简便、量化等优势;计算出的洞口段的动力安全系数与动力加载降低结构稳定性的一般规律相一致;安全系数为1.52说明洞口段有较高的地震稳定性,与振动台试验的实验现象符合。     

沉管隧道抗震研究

以南京长江沉管隧道为例,利用动力有限元法对沉管隧道进行抗震分析;对埋深、地质条件、水等因素对沉管隧道地震反应的影响进行分析,并从中得出了一些有益结沧,供有关人员进行抗震设计和抗震分析参考。