不耦合装药爆炸波分离及衰减规律的试验研究

通过混凝土中爆炸试验,实测不耦合装药系数K为2.0,2.5,3.0和3.5时,距爆源中心距离R在8～16 cm范围内的爆炸波径向动应变信号和爆后混凝土损伤变量D分布;将爆炸波分离为爆炸冲击波区、应力波区及爆生气体膨胀作用区,并就各分离区的应力峰值σmax、加卸载应变率峰值εmax、质点运动速度峰值umax与K和R之间的关系进行研究.研究结果表明:爆炸冲击波σmax为752～1 720 MPa,umax为95.9～184.0m/s,作用时间约3μS,加卸载应变率ε以(4.85～10.00)x 104/s的峰值呈周期变化,σmax,εmax和umax随K和R的增大而减小;应力波作用形式以压、拉应力为主,加卸载应变率ε和质点运动速度u在2.6～3.8μs内近似呈周期变化,σmax,εmax和umax随K和R变化复杂,且在损伤边界显著增大;爆生气体膨胀作用区以持续的拉或压应力为主,也在损伤边界显著增大,ε和u近似为0,作用时间约17μs,σmax随K的增大基本不变.     

基于正交设计的Ⅳ,Ⅴ级围岩相似材料

为配制满足地质力学模型试验分析的Ⅳ,Ⅴ级围岩相似材料,基于正交设计法,使用水、石英砂、粘土、石膏和洗衣液这5种原材料,配制成9组混合材料。以围岩的重度γ、粘聚力c以及内摩擦角φ作为相似材料参照指标,通过直径、高度测量,称重及三轴压缩试验获得了混合材料的试验数据。将原始数据整理后,通过极差分析方法讨论了原材料各因素对相似材料特性的影响。然后调整材料配制比开展重复试验,并进行回归分析。试验结果表明,配制材料的粘聚力、内摩擦角、重度试验值基本覆盖相似材料指标的要求范围;洗衣液对相似材料粘聚力影响最大,而石膏的影响最小;洗衣液对内摩擦角的影响显著,之后依次是石膏、洗衣液和水;对材料的重度影响最大的是土砂比,其次分别为水和石膏,而洗衣液的影响甚微;重复试验配制成的材料符合Ⅳ,Ⅴ级围岩相似材料指标要求;回归分析得到了相似材料配制经验方程。     

浏阳河隧道过风化槽段施工安全性评估

针对浏阳河隧道过风化槽地段施工过程中遇到的易坍塌等问题,分析其主要原因,据现场情况修正原方案,提出施工应对措施,如加强超前地质预报和初期支护,采用"台阶法+竖向钢支撑"的开挖方法,进而应用数值模拟和现场监测分析其安全性,并基于强度折减法研究隧道整体稳定性.研究结果表明:竖向支撑可以很好地减少拱项沉降;隧道安全系数为1.8,且应以拱项沉降作为围岩失稳的主要指标.其研究成果可为同类隧道工程过风化槽等地段施工提供参考.     

基于遗传算法和神经网络的隧道围岩位移智能反分析

基于正交试验设计和FLAC3D建立的学习样本以及测试样本,通过工程现场获取的围岩位移信息,用神经网络建立待反演参数与围岩位移之间潜在的映射关系。研究结果表明:利用该神经网络的仿真预测功能,结合遗传算法搜索反演参数的最优解,从而实现位移反分析;可将反演结果反馈于隧道支护结构的设计,实现隧道的信息化施工与设计。     

隧道施工风险人-机-环境系统综合评估

借鉴人机工程学原理,对隧道施工风险的多指标人机环境系统综合评估进行探讨.在分析人子系统、机子系统和环境子系统各自内涵的基础上,结合相关规范、专家法和隧道实际施工技术,构建开放式的评价指标体系,即指标数目可根据具体隧道增加或减少,确立评估流程—首先考虑学术背景、职称和从事专业时间等因素量化专家自身的权重,根据专家法确定指标层的值,在熵度法计算指标层权重、层次分析法和专家法计算准则层权重的基础上,评估指标层风险、各子系统风险和人机环境系统的综合风险.将该模型应用到某隧道施工风险评价中,根据评估值提出了具体的改善措施,结果表明该模型是合理可行的.     

雪峰山隧道原岩应力场和开挖二次应力场特征分析

为了解雪峰山隧道原岩应力场和隧道开挖后围岩的二次应力场分布特点,应用有限元软件建立仿真模型,模拟河谷下蚀和隧道开挖过程.为了验证数值模型的可靠性,对比分析相应位置的现场测试应力和数值模拟应力,并以现场应力测试值对应力边界的应力进行反演分析.研究结果表明:应力数值模拟值和现场测试值较接近,说明所建模型可靠;隧道轴线剖面主应力可分为应力平稳带和浅表生改造影响带;在应力平稳带的硬、软相间部位或断层带附近出现应力分异现象;浅表生改造影响带通常为应力降低区,地形明显变化处可造成应力局部增高;隧道周边的最大主应力出现应力集中;随着与隧道周边的距离增加,最大主应力很快降低;隧道周边未出现拉应力,开挖影响范围为地表至1倍洞径之间.