基于集对分析模型的岩溶区浅埋穿河隧道突涌水危险性评价

在岩溶区修建隧道常会面临突涌水等地质灾害,尤其是对于浅埋穿河隧道的建设,更是极具挑战性的一项工作。由于隧址区存在断层破碎带、岩体风化程度高、节理裂隙发育等,使得河水入侵隧道的可能性大幅增加。为了有效评价岩溶区浅埋隧道下穿河段突涌水发生的危险性,本研究根据隧址区地质条件及隧道特征,选取了地层岩性、修正的岩层倾角、可溶岩与非可溶岩接触带、围岩等级、断层带宽度、断层性质、裂隙发育程度、地表水流量、地表汇水面积、隧道埋深、施工干扰程度共11个影响突涌水的关键因素作为评价指标,建立了岩溶区浅埋穿河隧道突涌水危险性评价体系。首先,采用层次分析法构造判断矩阵确定评价指标的权重,利用集对分析法计算各评价指标的联系度,进而确定评价样本的综合联系度;其次,运用最大隶属度原则识别突涌水风险等级;最后,根据危险性等级与涌水量之间的对应关系,可初步预测突涌水量范围。针对跃龙门隧道下穿高川河浅埋段的突涌水风险,采用集对分析模型进行分析,计算结果显示,危险性评价预测的突涌水量范围为3 000～10 000 m³/d,现场开挖实际涌水量为7 000 m³/d。即危险性评价结...     

张集线旧堡隧道工程地质条件和岩体结构特征研究

新建的张集铁路（张家口 集宁段）旧堡隧道是全线关键性控制工程,位于河北省万全县旧堡乡与尚义县土夭村之间,隧道穿越由晚太古代马市口组(Arm)麻粒岩和黑云母斜长片麻岩组成的一套高级变质岩建造,断裂构造极为发育,岩体破碎。原设计Ⅱ、Ⅲ级围岩洞段占隧道线路总长的71.8%,而已施工揭露的工程地质条件较差,全部变更为Ⅲ级加强及Ⅳ、Ⅴ级围岩,变更率高达80.3%。施工过程中多次发生挤压大变形、塌方、突涌水等施工地质灾害,共处理大塌方段8处小塌方21处计130m,处理大变形18段计550m。本文分析了DK30+520～910洞段地层岩性、地质构造、地应力、地下水等隧道围岩主要工程地质条件,从结构面和工程地质岩组的物理力学特性出发,研究了该洞段特殊的岩体结构,指出该隧道围岩岩体结构特征主要受与隧道轴线小角度相交的构造挤压破碎带及软硬交替产出的岩组控制,隧道围岩变形破坏受岩体结构控制作用明显,并总结了施工中可能遇到的几种岩体结构。该研究对类似工程地质条件地区隧道工程围岩分类、支护设计和施工有一定的借鉴意义。     

西南某铁路隧道地质勘察中的几个问题

西南某铁路隧道全长8.5km,工程地质条件复杂,软岩变形、岩爆及涌水量的预测是本隧道勘察中需要解决的重要问题之一,通过在各勘察阶段综合采用遥感判释、现场调绘、综合勘探等方法,对隧址内工程地质条件进行了详查,查明了对隧道有影响的构造,地应力,地下水等的性质,为隧道的设计施工提供了依据.     

EH4电磁成像系统在高速公路长大深埋隧道勘察中的应用研究

EH4电磁成像系统是一套双源型电磁法数据自动采集和处理的物探系统,它是CSAMT和MT的结合体。本文介绍了EH4的原理、特点、工作方法和资料处理。该系统首次运用于高速公路长大深埋隧道勘察中,结合其他手段,成功解译出了隧道的软弱层、地下水及断层破碎带的位置,为划分隧道围岩类别提供了较好的依据,同时也为高速公路长大深埋隧道提供了一种新的勘察方法。     

厦门海底隧道围岩稳定动态反演分析

位移反分析法作为联系理论与实际的桥梁,为工程决策、设计与施工提供了切实可行和有效的方法。为解决海底隧道勘察、设计与施工技术难题,减小设计与施工风险,通过对先行服务隧道建立动态反演预测模型,及时对主隧道前方地质情况进行超前预报,并对围岩稳定性进行准确判断,根据反馈信息,对主洞前方设计与施工方案进行科学合理地组织,必要情况下须对原设计的隧道支护参数与施工方法作调整和修正,做到动态信息化设计与施工,确保海底隧道顺利穿越。     

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西南某铁路隧道全长8.5Km,工程地质条件复杂,通过在各勘察阶段综合采用遥感判释、现场调绘、综合勘探等方法,对隧址内工程地质条件进行了详查,查明了对隧道有影响的构造,地应力,地下水等的性质,为隧道的设计施工提供了依据。     

公路隧道大管棚超前支护技术与工程实践

超前大管棚支护是隧道施工中穿越软弱破碎围岩的一种有效的加固施工方法。通过介绍超前大管棚在不良地质隧道施工中的受力原理、大管棚设计与施工要点及适用范围等内容,并结合重庆玉峰山隧道出口洞口段超前大管棚施工实例,对超前管棚在施工中的应用价值做一论证,有助于该方法的应用推广。     

超前探测中探地雷达应用与结果的处理分析

在隧道施工中,由于地质条件的复杂性和勘察工作的局限性,往往造成地质勘查成果与开挖后的情况不一致,这就要求在隧道施工工程中进行超前跟踪探测,确保隧道施工的安全。本文主要介绍SIR-3000探地雷达系统在郴(州)宁(远)高速公路芒头岭隧道超前预报中的应用概况,并采用空间域滤波和希尔伯特变换等方法对探测结果进行处理,根据处理结果对隧道掌子面前方溶洞、裂隙等地质情况进行预测。隧道后期的开挖情况证明了雷达预测结果的正确性,取得了较好的预测效果,同时也说明了采用空间滤波、希尔伯特变换等处理方法对改进实测数据质量方面的有用性。     

浅埋双连拱隧道围岩——边坡体系变形机理及稳定性分析

双连拱隧道是一种新的隧道形式, 由于其整体跨度大、结构复杂、施工工序繁琐, 在地形偏压、地质条件复杂的情况下修建双连拱隧道难度较高, 尤其在洞口段容易出现衬砌开裂、边坡变形等一系列工程问题。结合安徽铜黄高速公路汤屯段富溪隧道进口段工程, 采用地质条件研究与数值模拟分析相结合的研究手段, 对复杂地质条件下偏压双连拱隧道围岩① 边坡体系在施工过程中应力应变发展过程进行了研究。综合分析表明, 富溪隧道进口段处于F5断层影响带内, 岩体呈碎裂结构,同时, 受到地形偏压影响, 隧道开挖后衬砌和围岩表现为沉降变形和侧向变形, 进口边坡在隧道围岩变形的诱导下, 表现为“蠕滑- 拉裂”变形破裂。根据以上研究成果, 提出了富溪隧道变形治理应以控制进口段隧道拱顶的变形为主。     

长距离叠交隧道施工过程三维有限元模拟研究

浦东南路站～南浦大桥站区间隧道工程全长2000米,在浦西段位于南浦大桥桩基间施工,为确保线型同时避让南浦大桥桥桩,采用长距离叠交隧道施工工艺,叠交距离达437．7米,为国际罕见。为了优化盾构施工的各项施工参数,有效进行施工过程控制,完善施工技术方案,保证科学合理、安全优质地完成隧道的设计与施工,同时为以后叠交隧道工艺及隧道线路规划、设计的优化提供借鉴,为类似工程施工提供经验积累,对盾构隧道长距离叠交施工进行三维非线性静力应力应变分析。通过模拟研究建立了三维有限元模型,经过计算分析,国内首次分析了长距离叠交过程中后建隧道盾构施工对已建隧道的影响,摸索出隧道推进过程中的周围土体的移动规律、地表面水平位移及地面沉降规律、已建隧道管片位移和变形及应力变化规律。     

铁路施工期岩溶地质宏观预测专家系统研究

岩溶的发育受到多种因素控制,具有不确定性,在结合宜万铁路齐岳山隧道、八字岭隧道、野三关隧道、马鹿青隧道以及渝怀铁路圆梁山隧道等多座岩溶地区山岭隧道的岩溶洞穴发育分布特征分析研究的基础上,提出了包括地层岩性、地质构造、地形地貌、地表水、地下水、隧道设计等因素在内的隧道工程岩溶超前预报的地质分析指标体系,明确了岩溶灾害发生危险性的高、中、低3个等级的工程地质标志性特征,应用专家评价法研究了各个指标的权重,构建了超前地质预报专家系统知识库,研制了山岭隧道岩溶超前地质预报专家系统,通过宜万铁路具体隧道工程的实际应用探讨了专家系统预测的可靠性。     

宜万铁路八字岭隧道岩溶管道冲积物特征实验研究

岩溶山区的隧道工程建设中,隧址区的岩溶管道连通性对隧道设计中涌水量、水压力等指标的确定以及隧道施工防灾具有重要意义。以宜万铁路八字岭隧道为例,系统分析了岩溶管道粗颗粒沉积物的粒度、岩石及矿物成分、圆度度组合等特征,通过对比分析,探讨了碎屑沉积物的地质联系,研究了沉积物的来源,以此为基础分析了隧址区岩溶管道的连通性,为工程设计施工提供参考。     

铁路深埋隧道区岩溶发育特征研究

对圆梁山隧道毛坝向斜段揭露溶洞进行分析的基础上 ,结合向斜区岩溶分布的勘察 ,对毛坝段深层岩溶发育特征及影响因素进行了研究。认为岩溶水在水力坡度或压力水头 ,尤其是水重力的作用下有不断向深层运移的趋势 ,所以在水具有侵蚀性的前提下 ,岩溶也具有向深层发育的趋势 ,并在厚层隔水底板及排泄基准面附近形成岩溶较发育带。而岩溶分布的层位及构造部位 ,在同一地质单元中的浅层和深层区具有类似性     

椭圆形溶洞对邻近深埋圆形隧洞的影响分析

将深埋溶洞-隧洞所处的地下空间转换为平面应变情况下的弹性半空间,溶洞为似椭圆形;由于圆形断面隧洞埋深与孔径相比比较大从而不考虑重力梯度影响,考虑隧洞衬砌法向支撑力的影响,且考虑溶洞先于隧洞形成等因素,利用复变函数中的柯西积分法结合Schwarz交替法求解出弹性半空间内椭圆形溶洞及圆形隧洞周边任意一点处的应力值和位移值解析解的具体显式表达式。采用有限元分析对理论推导的椭圆形溶洞-圆形隧洞体系的解析解进行验证。     

A numerical modelling study of the flow and salinity structure in the Godavari Estuary,east coast of India

The Godavari Estuary in Andhra Pradesh (a state bordering the east coast of India) communicates with the Bay of Bengal. Conditions in the estuary are characterized by a seasonally varying freshwater discharge and an intrusion of salt water from the bay dependent upon the flow associated with the semi-diurnal component of the astronomical tide. A numerical model is applied to simulate the flow and salinity structures, which in the case of the Godavari Estuary have also been determined observationally and are documented in the literature. Observational data on the flow and salinity structure during two seasons are used in a comparison with theoretical results derived using a turbulent energy equation. Reasonable agreement is obtained between the model results and the observational data; in particular, streamlines are computed for the tidally averaged (or mean) component of the density-controlled flow.     

倒虹吸形成深饱水带大型充填溶洞的典型实例——圆梁山隧道毛坝向斜深饱水带特大型充填溶洞的形成及充填物成灾机制分析

圆梁山深埋特长隧道是渝怀铁路越岭线路方案的关键性控制工程,隧道总长11.070km。隧道穿越四周被志留系和泥盆系泥岩包围的二叠系及三叠系碳酸盐岩构成且受众多NW～NWW向横张断裂切割的毛坝紧密向斜。穿越毛坝向斜碳酸盐岩长度约2.2km。地表多为岩溶洼地及槽谷,岩溶泉、泉群、暗河多出露于横张断裂端部碳酸盐岩与下伏泥岩接触带。泉出露高程,亦即向斜岩溶水局部排水基准面,多在850～900m以上。隧道高程低于局部排水基准面400～450m。隧道施工开挖揭示,向斜核部和东翼在隧道洞身附近当地地下水位400m以下发育有3个罕见的特大型充填溶洞。其中平切面积达6000m2充填有紫红色粉细砂的2#溶洞多次发生涌砂突水灾害,总涌砂量高达6×10⁴m³。3#溶洞则发生过极其特殊的黏性土爆喷型突出灾害。初步综合分析认为：向斜核部的层间滑脱和纵向张裂隙以及东翼茅口碳酸盐岩中部的层间错动带,被NW～NWW向横张断裂所交切,为岩溶水的深循环提供了较通畅的原始通道; 横断层间的水头差,导致岩溶水在此通道中做倒虹吸循环; 长期差异溶蚀使原始导水能力强的裂隙或断裂发展为溶洞,其中的水流转化为管道流。强烈溶蚀冲刷与顶板坍塌导致向斜核部吴家坪组碳酸盐岩中的层间滑脱与纵向张裂隙分别发育为1#、2#溶洞,东翼茅口碳酸盐岩中的层间错动带则发展为3#溶洞; 后因深部径流条件改变而被充填,形成现今这种罕见的深饱水带特大型充填溶洞。     

Experimental Data for CFD Validation of the Intake Ingestion Process in STOVL Aircraft

Intake ingestion can cause many major problems (e.g. compressor surge) for a Short Take-Off and Vertical Landing (STOVL) aircraft in ground effect. As part of a program of experimental work on ingestion problems, a generic jet discharge/intake model was designed, constructed and tested in a water tunnel specially designed for STOVL flow applications. Laser Doppler Velocimetry (LDV) surveys were conducted to identify the mean velocity and turbulence structure of twin-jet and twin-jet plus intake configurations. The LDV measurements confirmed that the flow pattern produced with the impingement height and velocity ratio parameters selected from this study were typical of practically occurring re-ingestion flow fields. Sufficient profiles of velocities and turbulence quantities have been measured for this data set to serve as benchmark validation data for time-averaged turbulence-model-based RANS CFD predictions. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

铁路隧道工程勘察中高频大地电磁测深应用效果研究

铁路隧道周围一定范围内的岩溶洞穴及断层构造,都将对隧道施工产生安全隐患,本文阐述采用EH?4电导率成像系统的高频大地电磁法能够准确快速的探测一定深度范围内的溶洞、断层等地质构造,对施工区的地质构造和岩溶的赋存状态进行超前的宏观预测,并将野外的成功实例进行分析。     

大瑶山隧道岩溶涌水系统分析

本文以系统论和控制论为指导分析了大瑶山燧道岩溶涌水系统。通过利用地质结构特征、水化学场和同位素场的综合信息分析,详细阐述了岩溶涌水的补给来源和范围以及水动力的补排关系。建立了较逼真的岩溶涌水水文地质模型和数学模型,并对涌水过程进行了数值模拟分析。最后分析了涌水所造成的地面塌陷机理并给出其整治方案。     

某大型水电枢纽坝基埋藏型岩溶发育特征及深层承压水研究

作者在现场工程地质勘察、试验基础上, 对我国西南某大型水电枢纽坝基所遇特殊的复杂埋藏型岩溶、承压水问题进行了研究, 弄清了坝基岩溶、承压水形成条件及发育特性, 对坝址选择及工程处理的决策具有重要意义。