隧道工程智能监测及信息管理系统的研究现状与展望

隧道信息化施工是保障隧道安全施工的重要思想,其中监测信息采集和监测信息管理是信息化施工的主要内容,也是隧道监测信息管理系统的核心。随着测量技术的发展,隧道施工智能监测技术已成为目前隧道信息化施工发展的大趋势。基于以上背景,在系统整理国内外相关文献的基础上,从隧道监测技术和监测信息管理系统两方面总结了目前的研究现状,指出隧道监测技术及信息管理系统存在的监测技术单一、监测系统集成化、自动化程度低、系统缺乏整体性等问题。针对这些问题,提出研发一种“隧道健康监测与智能信息管理评估系统(简称THMIIMES)”的构想,并结合最新的研究情况,展望未来隧道智能监测技术及信息管理系统发展的新趋势。希望本文所提观点起到抛砖引玉的作用,为今后本领域的科学研究提供一定借鉴。     

公路隧道钢管混凝土拱架偏压长柱承载机理研究

通过对不同尺寸的钢管混凝土长柱进行偏压试验,对比分析了试验结果与数值模拟结果,主要研究了核心混凝土以及钢管的力学性能和破坏特征,研究结果表明:(1)钢管是影响钢管混凝土压弯承载力的主要因素,钢管的直径、壁厚与钢管混凝土长柱在偏压荷载作用下的承载能力有较大关联;(2)偏心距的增大会减小钢管混凝土长柱的承载力,但影响程度与钢管尺寸有关,钢管截面尺寸越小,偏心距对其承载力的影响越小;(3)钢管在承载时表现出明显的弹塑性特性,在达到极限承载力时,钢管弯曲部位由于受压屈服导致破坏;(4)核心混凝土在承载过程中主要承受压力。由于钢管对核心混凝土的约束效应,虽然核心混凝土已经进入塑性阶段,但在钢管的约束下仍有一定的承载能力;(5)在轴向压力作用下,钢管混凝土的破坏过程是整体达到屈服极限,但由于整体变形的差异导致弯曲破坏。     

基于复合胶凝材的喷射混凝土抗渗性能研究

喷射混凝土的抗渗性能与喷射混凝土的使用年限、承受水压力、喷射混凝土的龄期等因素密切相关。以喷射混凝土的渗水高度作为其抗渗性能的评价指标,通过室内试验研究了基于复合胶凝材的喷射混凝土渗水高度与加压时间、承受水压力、混凝土龄期的相关关系;并进一步研究了喷射混凝土回弹率、吸水率等,以及这些指标与抗渗性能的相关性。通过研究得到,掺加复合胶凝材对提高喷射混凝土的抗渗性能有显著作用;加压时间和水压力量值对渗水高度的影响很大,加压时间与渗水高度呈正比关系,水压力大小与渗水高度成近似正比关系;随着龄期的增加,渗水高度逐步减小,28 d龄期后渗水高度趋于稳定;单掺复合胶凝材的喷射混凝土吸水率低于掺加复合胶凝材和聚丙烯纤维的喷射混凝土,抗渗性更好一些;但是加入聚丙烯纤维后,与只掺加复合胶凝材的混凝土比较,其回弹率大大降低。     

喷射混凝土单层衬砌抗渗机理及防水技术研究设想

近年来随着喷射混凝土施工工艺和质量性能的提高,单层衬砌技术得到了迅速发展,在世界上许多国家都有了不同程度的应用,然而喷射混凝土单层衬砌的抗渗性能及防水技术却阻碍着该技术的全面推广。在此背景下,该文对国内外喷射混凝土单层衬砌抗渗及防水技术进行了调研,提出进一步深入研究的思路和设想。主要基于两个层面：一个是基于多元复合胶凝材的喷射混凝土抗渗性能的研究,包括抗渗性能评价、渗透机理分析以及抗渗技术措施等;另一个是喷射混凝土单层衬砌结构的抗渗计算的研究,通过建立渗水预测模型,求解渗水高度和各支护层渗透系数之间的关系,并优选最佳方案,实现对整个支护体系的抗渗计算。     

溜井缓冲料仓的加固措施

针对溜井中跑矿难以准确预测和检测，对缓冲料仓及破碎机峒室端墙进行加固。     

切槽式换拱方法在隧道病害整治中的应用

成昆线耳足一号隧道全长270．26m，由于山体滑坡，在K384 845．31-K384 910．31段约65m，拱顶大范围下沉侵入净空，严重影响了列车的正常行驶。文章论述在隧道整治中，采用切槽式换拱方法，的施工组织方案，以及针对设计中的拱圈形状进行优化计算的方法。     

ЭП220涡轮叶片涂层的分析

镍基合金零部件在高温和腐蚀环境中长期使用时,其抗氧化性能及抗热腐蚀性能总是不能满足要求。所以近20年来,较为广泛地采用了涂层防护工艺,以便合金在使用状态下具有良好的表面化学稳定性。本文分析了220涡轮叶片的涂层防护工艺,并对叶片表面层的化学成分及组织结构作了试验测定及分析。     

狭窄场地超小半径泥浓式推盾工法关键技术

220KV永福电力隧道工程北段存在周边环境复杂、场地狭窄、线路转弯半径小、地质条件差、施工风险大等技术难题,采用传统工法难以克服以上困难。本论文提出采用泥浓式推盾工法取代传统工法,采用双主动铰接辅助仿形刀、微型固定技术、注浆、导向系统等技术克服了超小半径连续转弯技术难题;采用顶管盾构转换技术、先顶管后盾构法施工、分体始发等技术解决了始发场地狭窄等技术难题;通过向刀盘前端面喷浓泥浆、向管节喷加塑剂等技术措施以减少对周围土体的扰动,减少地面沉降,确保隧道结构自身及周边建筑物的安全。目前本段隧道已顺利贯通并投入运营,实践证明,本论文提出的设计方案及技术措施合理、安全、可行。     

隧道单层衬砌研究现状及评述

综述了目前国内外隧道单层衬砌的支护形式、耐水性能、平整度及设计方法的研究成果，并在此基础上提出了一些新的观点。国内外单层衬砌在硬质国岩及软弱岩层中都有应用，研究内容主要是支护结构形式及在个别隧道中的实际应用，缺乏对单层衬砌作用机理的系统研究；设计方法有基于挪威法的Q系统支护设计、极限状态法及能量原理设计法等，但基本上都是基于支护结构本身的设计方法，对衬砌混凝土的耐久性涉及很少。因此有必要对隧道单层衬砌的作用机理及设计方法作更深入的研究，确定在隧道施工中使用单层衬砌的科学合理性和经济性。     

一种测井岩性识别的寻优模型

岩土作为一种极其复杂的材料,通常会受到外界多种因素的影响而发生变化,这些影响因素既包括断层、裂隙、雨水冲刷和腐蚀等天然环境因素,也包括众多的人为因素,从而导致测井岩性的识别会产生大量的干扰数据。在对大数据量的信息寻优处理的算法中,支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种受到广泛关注的寻优方法。但是传统的SVM寻优方法存在耗时长的缺陷,因此将传统SVM寻优当中的留一交叉法改为K折交叉法,并利用这种优化的SVM对测井岩性数据进行寻优处理,来进行测井岩性的识别。对比试验结果表明,相对于传统支持向量机的寻优算法,该方法具有识别正确率高、收敛速度快等优点。