探地雷达隧道地质预报智能化解译方法研究现状及进展

探地雷达地质预报具有高效、高精度及无损探测等优势,是当前桥梁、隧道及边坡等工程勘察领域理论与应用研究的热点。然而,传统探地雷达隧道地质预报解译推断因观测数据的欠定性,常常具有病态性、非线性和多解性;或定性依赖于解译人员的工程经验或简化方法,其强主观性常导致错误推断。随着人工智能的发展,基于机器学习的探地雷达隧道地质预报解译方法等成果不断涌现,但缺乏系统的归纳总结。本文首先回顾和阐述了探地雷达隧道地质预报智能化解译的研究现状及存在的问题;其次,介绍了人工智能探地雷达隧道地质预报解译基本原理;然后分别从人工智能算法框架、复杂环境人工智能训练集获取、跨域泛化能力的提高等方面阐述了当前探地雷达隧道地质预报的最新进展及其具体应用效果,最后,对探地雷达隧道地质预报智能化解译方法发展趋势进行了总结,指出针对不规则灾害预报学习模型构建、区域检测数据集驱动下增量学习及迁移学习等或将是未来极具潜力的发展方向。

凹槽对6063铝合金力学性能的影响

为探究凹槽对6063铝合金力学性能的影响,设计单凹槽和凹槽间距分别为1.0、2.0、3.0及4.0 mm的双凹槽等5种不同的板材试样,采用室温单轴拉伸实验结合数值模拟的方法进行力学分析。结果表明:局部凹槽使得板材的塑性大幅下降,断裂位移显著降低;带有凹槽的试样应力更高,应力集中更严重。

浅埋土岩复合段隧道冒顶分析与防治

通过对正习高速公路隧道浅埋段开挖过程中坍塌冒顶事件进行分析,提出冒顶处治措施,并建立隧道风化残积深度处于拱顶以及拱顶以下1 m的数值模型,进行无超前支护不同开挖步距的变形特征数值试验,试验表明无超前支护情况下即使采用上下台阶法对隧道进行开挖0.6 m,拱顶的围岩变形最大仍达到3.578、4.789 mm,隧道拱顶残积体对隧道开挖后续支护作业产生较大安全风险。在风化残积深度处于拱顶以下1 m时,原设计小导管纵向间距由2.4 m调整为0.6 m后,开挖0.6 m的拱顶最大变形由2.348 mm降低至1.747 mm,结合现场坍塌冒顶事件,为确保后续隧道浅埋土岩复合段落施工安全,提出了冒顶防治措施并在隧道开挖施工中取得良好的效果。

聚焦电流法隧道超前探测导电纸模拟

为了解决传统直流电法隧道超前探测易受旁侧影响的问题,文章根据侧向测井的电极系布置,研究和提出了三种聚焦电流法隧道超前探测电极布置方式。在导电纸实验中,通过不同的电极排列方式和实验参数设置,研究和分析了聚焦电流法隧道超前探测效果的影响因素及其探测曲线特征。导电纸实验表明:聚焦电流法具有较好的超前探测效果,并且数据处理解释简单。

点源场井-地电位测量三维有限元模拟

井地电法是深部地质矿产勘查的重要方法之一,研究高效率、高精度、适用于起伏地形等复杂条件下的正演模拟算法具有理论和实际意义.本文研究了点源场井地电位测量的三维有限元正演模拟,采用与井轴一致倾斜的计算区域,使剖分单元随地形起伏,用预处理共轭梯度法求解线性方程组,利用行压缩存储和改进的行压缩存储方式来存储刚度矩阵和预处理矩阵,实现了起伏地形和倾斜井情形下的正演计算.此外,本文利用仿射坐标变换技术,给出了平行五面体单元精确的单元积分公式,这种处理技术同样可推广应用于其他平行多面体单元的单元分析,相比于采用等参变换和高斯数值积分,能极大地提高计算效率.文中构建了一些模型算例,其计算结果验证了程序的可靠性和高效性.

坑道全空间直流聚焦超前探测模拟研究

常规坑道直流电阻率超前探测方法在掌子面后方观测,受到坑道腔体和工作环境的影响较大,增加了资料解释的难度.利用同性电流相斥原理,并参考地面电阻率垂向测深和直流侧向测井技术设计出适合坑道空间掌子面和侧壁测量的垂直聚焦电位和梯度电位超前探测方案.应用有限元数值模拟技术,对三维坑道空间中掌子面和侧壁探测方案的聚焦超前探测效果进行模拟研究.采用压缩存储技术及预条件迭代算法大大提高正演模拟的效率.有限元数值计算结果与全空间坑道模型解析解和土槽物理模拟实验结果对比,说明正演模拟结果可靠,设计的梯度及电位垂直聚焦探测装置能够实现聚焦超前探测的目的.对坑道垂直聚焦观测条件下的掌子面和侧壁组合模型进行模拟计算,结果表明该方案能够有效探测前方和旁侧存在的不良地质体.

井-地充电法圈定矿体边界异常特征研究

采用有限单元法对井-地充电法进行了数值模拟,通过对水平、倾斜等不同形态板状矿体在不同地电条件下井-地充电法异常的计算和讨论,研究了矿体的空间分布与电位梯度分布之间规律,并提出深宽比和深峰比的概念以讨论异常形态与地下地质体间的对应关系.计算结果表明:电位梯度峰值位置和矿体边界位置有一定的对应关系,利用电位梯度等值线形态及其峰值位置可有效获得矿体走向、倾向和边界等信息.

坑道直流电法环境影响三维数值模拟与结果分析

针对坑道直流电法异常受坑道空腔及坑道内各种良导设施的影响发生严重畸变,给实测资料解释和异常体的准确定位带来困难,用有限元法对坑道直流电法环境影响进行了三维数值模拟,首先研究了坑道特殊条件下电阻率有限元计算方法并编制了计算程序,并设计3个不同模型计算坑道环境对周围异常体探测的影响,再使用比较法、差值法和综合改正法对坑道环境影响进行消除。计算结果表明,坑道直流电阻率法实测数据解释前必须进行坑道环境影响消除,比较法、差值法和综合改正法等都可以消除坑道环境影响。

杭州萧山路堑高边坡岩体稳定性勘查分析

对杭州萧山路堑高边坡岩体稳定性勘查方法进行了详述。利用小深度钻孔布设电极和检波器,采用布设在高边坡之上的高密度电阻率测深、反射地震剖面法、地震面波勘探等物探方法对高边坡岩体进行勘查。结果表明,直接布设在高边坡表面的物探剖面对探测岩体稳定性是有效的。勘查结论为管理部门后续处理工作提供了依据。

下穿省道公路隧道施工变形与控制技术研究

文章对某高速公路下穿省道的隧道单洞进洞段施工开挖进行数值试验分析,并结合施工过程监测数据对其变形机制进行研究。结果表明:随着隧道进洞开挖,对地表影响范围逐渐增加,其表面变形、地表沉降随着开挖进尺增加而增加;地表变形主要以沉降变形为主,有无支护均对隧道拱顶上方1.0倍路基区域范围产生较大影响;采取对下穿隧道进行地表变形控制、提高超前支护以及初期支护刚度、减少开挖循环步距等措施对路基变形进行控制能够取得良好效果,但绝对控制路基基底变形与沉降变形存在较大难度。

基于神经网络的探地雷达数据去噪

探地雷达数据在实际工程检测过程中常被各种随机噪声污染,而数据中的噪声会降低数据的信噪比和分辨率,进而给后续的反演和解释等工作带来不利影响。对此,本文开展了基于神经网络的探地雷达数据去噪研究。首先,建立1个多层神经网络,向无噪声数据加入高斯白噪声破坏数据。然后,将破坏后的数据和其对应的噪声的patch建立训练数据,通过反向传播算法更新模型各层神经元权重,使得模型训练损失值最小。最后,将两个合成数据和实测雷达数据输入到已训练好的模型,用其训练得到噪声特性权重计算模型输出。通过与曲波法的数值模拟试验结果对比验证了本文方法的有效性和鲁棒性,且本文方法对结构复杂、幅值较弱区域的噪声压制更彻底,有效信号展现得更清晰。

不同类型纤维对MICP处理钙质砂物理力学性能的影响

文章通过吸水率和无侧限抗压强度(UCS)测试,研究三种不同类型的纤维(玻璃纤维、聚酯纤维、大麻纤维)对MICP处理钙质砂的物理和力学性能的影响。结果表明:添加纤维可以改善样品的破坏应变和延展性;与对照组相比,这三种纤维增强钙质砂的吸水率均降低,UCS均增加,聚酯纤维效果最好,其次是玻璃纤维和大麻纤维;玻璃纤维和聚酯纤维的最佳掺量分别为0.20%和0.25%,大麻纤维的最佳掺量在0.20%~0.25%。SEM图像显示,在大麻纤维周围仅发生了少量方解石沉淀,与玻璃纤维和聚酯纤维相比,粘合效果较差,因此建议使用聚酯纤维来改善生物胶结砂的性能。

软弱粉砂岩隧道开挖变形特征研究

文章以Ⅴ级浅埋围岩段初期支护的变形特征为研究对象,根据监控量测结果结合数值分析(围岩纵向变形曲线),对粉砂岩地区隧道开挖后围岩变形在空间上的分布特性进行研究。通过确定软弱粉砂岩隧道开挖后围岩扰动范围及分布特性,为指导现场安全施工及风险评估提供重要依据。

钢带-锚杆联合支护体系在软岩隧道中的受力特性研究

针对软岩隧道开挖后变形大,变形速度快,传统支护结构无法充分发挥支护效果的问题,文章使用FLAC 3D模拟计算软件,对台阶法开挖的双车道公路隧道中使用的钢带-锚杆联合支护结构进行数值分析,研究该柔性支护结构对不同条件软岩隧道的适用性,并计算得到其对软岩隧道的支护效果及受力特性。结果表明:钢带-锚杆联合支护体系在不同围岩条件下的软岩隧道中支护效果不同,与Ⅳ3级围岩相比,该结构在Ⅴ1级围岩隧道的适用性更高;当其他条件一致时,在Ⅳ3级围岩与Ⅴ1级围岩隧道中,钢带-锚杆联合支护体系的支护效果要略优于传统支护结构;在临界破坏荷载范围内,钢带-锚杆联合支护体系对于围岩条件越差、埋深越大、地应力越高的软岩隧道周边围岩的变形控制效果越明显。

气盾坝在城市河道治理中的应用

随着城市的不断发展,城市里的渠道治理越来越引起人们的重视,在渠道治理过程中不可避免的会出现各种挡水设施、装置,气盾坝便是其中的一种,通过对深圳市茅洲河流域水环境综合整治工程-松岗河综合整治工程松岗泵站集涝渠暗涵出口处、东方渠出口处及东风村处气盾坝安装施工进行归纳总结,以便更好的推广应用。

EPB盾构隧道排土同步灌浆再利用研究

对EPB盾构隧道产生的大量排土进行回收综合利用,具有重要的现实意义和工程应用价值。同步注浆作为盾构施工的关键工序之一,需要大量的膨润土、水泥、粉煤灰、沙子等材料。文章以郑州地铁工程为例,开展了盾构渣作为同步灌浆材料的再利用研究;采用室内试验和XRD研究了EPB盾构隧道排放土的物理性质,结果表明盾构渣能够满足同步灌浆材料中膨润土和细砂的性能要求;综合考虑渗流场、应力场和注浆及时性的综合影响,采用有限差分法分析了注浆压力对地表沉降、管片变形能的影响,结果表明,注浆压力为0.18 MPa时,地表沉降和管片变形能得到较好控制。

频谱激电三维有限元正演研究

在忽略电磁效应的情况下引入Cole-Cole激电模型,实现了与地下介质物性分块连续变化特点相切合的复电阻率三维有限元正演模拟的方法。从异常复电位的边值问题出发,推导其变分问题,采取六面体剖分的有限元法,结合偶极-偶极装置得到地表复电阻率值,进而算出复电阻率各分量。利用一维滤波算法验证算法有效性,并给出两种典型地电模型在不同频率下的计算结果。结果表明利用各分量可以多角度有效地刻画地下复杂介质结构特征。

CT质量控制检测结果分析与探讨

本文对近3年广东省部分医院的CT机性能检测结果进行了汇总与分析。其中诊断床定位精度、扫描架倾角、重建层厚偏差和均匀性在3年的检测中均合格；定位光精度、CTDIW、噪声和低对比度可探测能力在3年的检测中各出现1次不合格情形；CT值（水）、CT值线性和高对比分辨力在3年的检测中是出现不合格情形较多的参数，尤其是高分辨条件下的高对比分辨力。2013～2015年的整机合格率分别为89.87%、95.00%和96.00%，不合格参数所占比例呈下降趋势。说明卫生监管部门、医疗机构和测试机构近几年的工作推进了在用医疗设备的质量保证工作，为临床服务提供了保障。

高密度电法中多尺度反演提高深部异常的分辨能力研究

针对高密度电阻率法反演中关于提高深部目标体分辨能力问题进行了探讨。首先对实测视电阻率数据进行第一尺度反演,其次将第一尺度反演的结果进行正演,并将得到的视电阻率值采用"比值法"对实测视电阻率数据进行校正,将校正后的视电阻率数据进行第二尺度的反演,得到基本不包含浅部信息二次反演的地电断面,最后采用二次反演得到的地电断面构造"比值参数"对第一尺度反演的结果进行修正,得到反映全区域地电信息的反演断面。通过模型计算表明,该方法能有效提高深部异常的分辨能力。

丝光多单元逆流净洗工艺

分析了多单元逆流水洗的一般方程,认为多单元逆流水洗净洗效率取决于液体流动比和水洗槽数量。生产实践中,增加水洗槽数量,同时采用一点给水的低给水量方式,可确保全部水洗槽均有效参与水洗,获得极高的净洗效率;每吨布可节约成本419元,用水量减少80%以上,蒸汽量减少34%左右,碱回收率达93%左右。