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基于钻进参数和岩性的钻爆法隧道围岩智能分级模型 被引量：1
1
作者 夏覃永 王明年 +2 位作者 孙鸿强 林鹏 赵思光 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1410-1421,共12页
为进一步提高基于钻进参数的围岩智能分级模型判识准确率,引入围岩岩性作为已知条件,对不同岩性分别建立基于钻进参数的围岩智能分级模型。首先,依托宜兴高铁、郑万高铁隧道工程中凿岩台车采集到的钻进参数,将其根据围岩岩性划分为白云... 为进一步提高基于钻进参数的围岩智能分级模型判识准确率,引入围岩岩性作为已知条件,对不同岩性分别建立基于钻进参数的围岩智能分级模型。首先,依托宜兴高铁、郑万高铁隧道工程中凿岩台车采集到的钻进参数,将其根据围岩岩性划分为白云岩、花岗闪长岩、灰岩、砂岩、页岩5类子数据集;然后,进行数据清洗、特征提取,对各子数据集及原始数据集按照4∶1的比例拆分为训练集和测试集,分别以提取的特征和原始特征均值2类特征集合作为输入;最后,使用机器学习随机森林算法建立5个基于钻进参数和岩性的围岩智能分级模型以及基于钻进参数的围岩智能分级模型,评估每个模型的泛化性能。结果显示:1)以提取特征集合为输入的白云岩、花岗闪长岩、灰岩、砂岩、页岩5种围岩智能分级模型在测试集上的准确率分别为85.48%、92.16%、88.62%、85.00%、89.47%,不考虑岩性的围岩智能分级模型的测试集准确率为84.91%。2)相比不考虑岩性的围岩智能分级模型,基于钻进参数和岩性的围岩智能分级模型测试集准确率提高0.09%~7.25%;相比不进行钻进参数特征提取,围岩智能分级模型准确率提升1.61%~13.82%。由此表明:进行钻进参数特征提取能够有效提升围岩智能分级模型的准确率;相比不考虑岩性的围岩智能分级模型,考虑岩性的围岩智能分级模型稳定性提高,模型的泛化能力提升。 展开更多
关键词 隧道工程 围岩智能分级 随机森林算法 钻进参数 特征提取 岩性
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新能源汽车非排放产物生成规律及其对隧道需风量的影响研究
2
作者 刘媛 于丽 +2 位作者 王雪 郭晓晗 路明 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期41-50,共10页
随着我国新能源汽车的推广使用,隧道中的污染物组成比例发生变化。为明确新能源汽车对隧道需风量的影响,采用资料调研、理论分析等方法,量化新能源汽车的污染物生成特性及与内燃机汽车的区别,探明在坡度与车速影响下大、中、小型3类车... 随着我国新能源汽车的推广使用,隧道中的污染物组成比例发生变化。为明确新能源汽车对隧道需风量的影响,采用资料调研、理论分析等方法,量化新能源汽车的污染物生成特性及与内燃机汽车的区别,探明在坡度与车速影响下大、中、小型3类车型的新能源汽车在不同混入比情况下对隧道运营阶段需风量的影响规律,对《PIARC2019》隧道需风量计算公式进行修正,给出修正系数的计算方法,并根据工程情况给出详细的通风设计方法。研究结果为:(1)基于4种生成途径下非排放类污染物PM生成机理,给出了非排放类污染物PM生成量与汽车重量之间关系的计算公式;(2)大型、中型和小型新能源汽车的非排放颗粒基准排放量修正因子分别为1.127、1.093和1.088;(3)考虑隧道坡度、车速、混入比影响,给出了临时施工运输隧道与普通公路隧道的运营通风需风量修正系数计算方法;(4)建立了运营通风需风量计算时不修正、修正、宜设置除尘机3个层次的适用条件判别公式。 展开更多
关键词 公路隧道 新能源汽车 非排放类污染物 需风量 通风方案 修正系数
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堆积层滑坡偏角比预警模型
3
作者 饶云康 富海鹰 杨涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2540-2551,共12页
建立有效的滑坡预警模型对于防范滑坡灾害具有重要意义。为建立堆积层滑坡偏角比预警模型,开展堆积层滑坡变形失稳全过程试验,基于试验监测结果,提出具有方向性和统一性的位移动力学参数——偏角比、以及相应的偏角比预警模型,并用3个... 建立有效的滑坡预警模型对于防范滑坡灾害具有重要意义。为建立堆积层滑坡偏角比预警模型,开展堆积层滑坡变形失稳全过程试验,基于试验监测结果,提出具有方向性和统一性的位移动力学参数——偏角比、以及相应的偏角比预警模型,并用3个实际滑坡的监测数据验证该预警模型。结果表明:堆积层滑坡演化过程中,偏角比总体上呈现出先波动后平稳的规律,F范数为0.2可较好地作为偏角比波动段和平稳段的分界值。偏角比的平稳特征可以指示堆积层滑坡所处的变形阶段,基于此,提出F范数单点预警判据和多点预警判据。 展开更多
关键词 边坡工程 堆积层滑坡 滑坡预警 偏角比 F范数 变形失稳全过程
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隧道坡度对烟气蔓延特性及临界风速影响研究
4
作者 王建 于丽 +3 位作者 王雪 刘媛 陈勇良 赵灵吟 《公路交通技术》 2024年第4期94-102,共9页
隧道长大纵坡产生的“烟囱效应”增加了火灾烟气控制难度。为研究隧道坡度对烟气蔓延规律的影响,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探明了隧道坡度对烟气蔓延特性的影响,建立了适用于有坡隧道的临界风速计算模型。结果表明:1)火源上... 隧道长大纵坡产生的“烟囱效应”增加了火灾烟气控制难度。为研究隧道坡度对烟气蔓延规律的影响,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探明了隧道坡度对烟气蔓延特性的影响,建立了适用于有坡隧道的临界风速计算模型。结果表明:1)火源上游烟气长度减小的变化率大于火源下游烟气长度增长的变化率;2)拱顶较高一侧烟气的稳定流速与隧道坡度呈二次方增长关系;3)无坡度隧道与单面坡隧道内最高温度升温曲线变化趋势不同,隧道无坡度时,温度先迅速升高后趋于一条直线,当隧道存在坡度时,温度随时间变化先升高后降低,最后逐渐趋于平稳;4)距离火源30 m左右为隧道内横断面上可视度分布规律变化的临界距离,坡度越大,人眼特征高度2 m处最低可视度越高;5)提出了坡度隧道临界风速修正系数,建立了适用于有坡隧道的临界风速计算模型,给出了不同火灾规模的烟气控制措施。 展开更多
关键词 隧道坡度 公路隧道 数值模拟 烟气扩散 临界风速
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基于炮孔钻进参数的隧道掌子面围岩三维精细化分级方法
5
作者 王明年 赵思光 +3 位作者 童建军 夏覃永 易文豪 李泽星 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期163-173,共11页
长进尺、大断面开挖条件下,隧道开挖掌子面-未支护段围岩三维稳定性具有更大挑战,围岩三维精细化分级是解决该问题的关键。基于现场收集的大量钻进参数样本,运用极端随机树算法,建立围岩智能分级机器学习模型;在此基础上,利用凿岩台车... 长进尺、大断面开挖条件下,隧道开挖掌子面-未支护段围岩三维稳定性具有更大挑战,围岩三维精细化分级是解决该问题的关键。基于现场收集的大量钻进参数样本,运用极端随机树算法,建立围岩智能分级机器学习模型;在此基础上,利用凿岩台车扫描定位系统及坐标系转换关系确定各炮孔钻进参数对应的三维坐标,并利用克里金空间插值技术构建开挖循环范围内钻进参数三维数据空间;结合隧道工程实际,进一步将钻进参数三维数据空间纵向分段、横向分块(分层、分区),利用围岩智能分级模型实现各尺度三维精细化分级,为制定、调整施工方案提供建议。研究有助于促进基于钻进参数的围岩智能分级的应用,提升施工阶段的围岩分级水平,为精细化设计奠定基础。 展开更多
关键词 隧道 钻进参数 围岩分级 三维空间插值 精细化设计
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低温环境下基于压电陶瓷监测技术的土体强度试验研究
6
作者 辜世旺 全晓娟 +2 位作者 龚禹为 钟官峰 汪波 《冰川冻土》 CSCD 2024年第6期1860-1870,共11页
冻土强度对评估冻土区构筑物的稳定与安全具有重要作用。然而受制于冻土复杂的四相介质体系,目前尚无成熟的手段来实时监测土体力学性能。以东北地区某工程现场粉砂土为对象,基于压电陶瓷测试技术,结合低温三轴试验,对不同负温状态下土... 冻土强度对评估冻土区构筑物的稳定与安全具有重要作用。然而受制于冻土复杂的四相介质体系,目前尚无成熟的手段来实时监测土体力学性能。以东北地区某工程现场粉砂土为对象,基于压电陶瓷测试技术,结合低温三轴试验,对不同负温状态下土体的力学性态进行定量研究。结果表明:随着温度的降低,土体的破坏强度、弹性模量、黏聚力均呈现出先快后慢的增长趋势。同时,传感器接收到的压电信号时域图像呈延伸和扩展态势,且主要信号频率范围逐渐向高频方向移动,压电信号能量对土体强度变化有很强敏感性。基于小波包分析得到的分解信号能量,建立粉砂土强度强化指标,该指标能很好地反映负温与土体强度的关系。研究结果可为压电陶瓷测试技术的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 冻结三轴试验 土体强度 压电陶瓷 小波包分析
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高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响:以玉龙雪山隧道工程为例
7
作者 马建华 尤著刚 +5 位作者 王化武 雷飞 胡雯杰 胡自强 杨刚铭 郝艳妲 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第10期4265-4275,共11页
为研究高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响,依托玉龙雪山隧道工程,基于现场长期监测数据,结合有限差分程序FLAC3D建立数值分析模型,研究超前平导对主洞围岩应力、围岩位移和塑性区分布的影响,探明主洞与平导间最优间距。研究... 为研究高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响,依托玉龙雪山隧道工程,基于现场长期监测数据,结合有限差分程序FLAC3D建立数值分析模型,研究超前平导对主洞围岩应力、围岩位移和塑性区分布的影响,探明主洞与平导间最优间距。研究结果表明:主洞开挖过程中,当掌子面超过监测面3.63倍主洞宽度的距离后,监测面拱顶沉降、上收敛、中收敛和下收敛值占最终变形值的80%以上,围岩变形稳定后上收敛值和中收敛值均大于拱顶沉降;平导超前开挖可有效改善主洞围岩应力环境,主洞与平导间距较大时,围岩应力改善效果不佳,随着二者间距逐渐减小,围岩应力改善效果逐渐增强,但主洞与平导间距过小时,二者开挖产生的塑性区会贯通,综合考虑,确定主洞与导洞最优间距为3.5倍导洞宽度;主洞拱顶沉降值和仰拱隆起值随着主洞与平导间距的减小而增大,左右拱腰水平位移值随着主洞与平导间距的减小先减小后增大。 展开更多
关键词 应力释放 最优间距 超前平行导洞 塑性区 现场监测
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隧道斜向超前系统锚杆支护效果及承载规律
8
作者 杜佳敏 何川 +3 位作者 汪波 徐国文 陈旭 徐昆杰 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第8期1617-1631,共15页
为研究渝昆高铁斜向超前系统锚杆支护体系的力学特性,在乐业隧道开展了斜向超前系统锚杆现场试验,结合有限差分数值模拟,基于支护应力场的概念,实现斜向超前系统锚杆有效支护范围的定量描述,采用多指标(隧道位移差、围岩塑性区、围岩最... 为研究渝昆高铁斜向超前系统锚杆支护体系的力学特性,在乐业隧道开展了斜向超前系统锚杆现场试验,结合有限差分数值模拟,基于支护应力场的概念,实现斜向超前系统锚杆有效支护范围的定量描述,采用多指标(隧道位移差、围岩塑性区、围岩最小主应力)对斜向超前系统锚杆的支护效果进行定量评价。通过分析锚杆轴力、钢拱架轴力的分布特征,确定斜向超前支护体系的承载规律,并与现场试验结果进行验证和对比分析。结果表明:1)隧道开挖后,锚杆支护会形成支护应力场,即在开挖面附近形成了最大主应力增大区,而最大主应力的增大提高了岩体抵抗变形的能力;2)随着掌子面空间效应的减弱,斜向锚杆需要承担的围岩荷载逐渐增大,其有效支护的范围也逐渐增大;3)在掌子面附近,斜向锚杆支护提高了围岩的自承载能力,降低了拱顶、拱肩和拱腰处钢拱架的轴力,改善了钢拱架的受力特征。 展开更多
关键词 隧道 斜向超前系统锚杆 支护应力场 有效支护范围 支护效果 支护体系承载规律
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盾构施工克泥效浆液扩散性能试验研究
9
作者 张志强 张康健 陈豪 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期60-66,共7页
研究目的:盾构隧道近接既有结构穿越工程中逐渐引进克泥效工法进行辅助施工,克泥效浆液在地层中的扩散性能对中盾壁后注浆效果有重要影响。基于自主研制的克泥效浆液恒压注浆扩散试验系统,开展A液水粉比、净注浆压力、地层渗透系数对浆... 研究目的:盾构隧道近接既有结构穿越工程中逐渐引进克泥效工法进行辅助施工,克泥效浆液在地层中的扩散性能对中盾壁后注浆效果有重要影响。基于自主研制的克泥效浆液恒压注浆扩散试验系统,开展A液水粉比、净注浆压力、地层渗透系数对浆液在地层中扩散性能(终浆量、终浆时间、扩散距离)影响试验。结合宾汉姆流体砂土扩散模型,对比浆液扩散距离的理论值和试验值,验证模型试验系统和试验结果的可靠性。研究结论:(1)克泥效浆液的屈服应力和塑性黏度随着A液水粉比的增加先增后减,且在A液水粉比3.0时出现极大值;(2)克泥效浆液在土体中的扩散行为表现出填充扩散和渗透扩散的明显差异,填充扩散阶段主要出现在注入的前30 s内,可达到终浆量的70%~80%;渗透扩散阶段浆液注入缓慢,与注浆终浆时间密切相关;(3)随着A液水粉比增加,注浆终浆量、终浆时间先减后增;随着净注浆压力增加,注浆终浆量、终浆时间均增加;克泥效浆液扩散距离与浆液黏度负相关,与净注浆压力正相关;(4)各因素对浆液扩散距离的影响强弱为:地层渗透系数>A液水粉比>净注浆压力;(5)本研究成果可为克泥效工法的工程运用和施工参数选取提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 盾构施工 克泥效 扩散性能 注浆试验 宾汉姆流体
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