隧道工程智能化建造课程教学方法探索与实践

在人工智能引发产业变革的大环境下,传统的隧道工程建设不再具备优势。为适应社会发展需求并促进隧道工程发展,迫切需要培养具有交叉型学科知识体系及技能的人才。本文结合笔者近年来在隧道工程智能化建造课程教学过程中积累的经验,总结了该课程当今的教学现状,并从行业特点及需求出发,对该课程的教学模式、教学特点等环节进行了探讨,提出了合理设置课时、多样化教学手段及加强实践环节的方法,以期进一步提升隧道工程智能化建造课程的教学效果。

盾构气压开舱条件下的泥膜闭气失效理论研究

近年来,泥水盾构工法在越江跨海隧道中被广泛应用,在泥水盾构施工过程中,带压开舱始终是一个高风险、高难度技术环节。盾构带压开舱能否成功的关键在于泥膜的闭气性能。然而,一直以来泥膜闭气破坏机制、闭气时间及其影响因素从理论上较少探讨。对此,首先考虑了气体对泥膜中孔隙水的驱替作用,建立了泥膜压气从渗流启动-击穿渗透带的多相流模型,提出了泥膜压气渗水量和闭气时间评估方法;然后开展了室内渗透柱泥膜压气破坏试验,验证了所提出理论方法的适用性;最后探讨了气压、地层参数、泥膜厚度、泥浆剪切强度等参数对闭气时间的影响规律,揭示了盾构带压开舱以“泥皮为主、渗透带为辅”的闭气作用。研究成果对泥水盾构带压开舱的安全保障有一定的借鉴意义。

考虑松动区渐进破坏的隧道松动土压力研究

浅埋盾构隧道所受松动土压力与松动区的渐进破坏和土拱效应密切相关,基于椭球体理论建立了椭圆形松动区模型,提出了土体损失量与松动区高度之间的关系,探明了松动区渐进破坏的演化过程和极限状态。考虑土体黏聚力和松弛区椭圆形状,基于大主应力迹线法给出了滑移面任意倾角下的侧向土压力系数,推导并验证了隧道拱顶松动土压力的迭代计算方法,针对极限状态和非极限状态展开参数分析,研究结果表明:(1)拱顶松动土压力随土体内摩擦角和黏聚力的增加而减小;(2)随松动区高度的增加,拱顶松动土压力先急剧减小,然后逐渐增加,最终趋于稳定。

盾构刀盘开口率对掘进参数影响的模型试验研究

文章通过模型试验,对盾构开挖过程中刀盘开口率对盾构各参数之间的影响进行了研究,试验监测了不同刀盘开口率条件下盾构土舱面板处压力的变化情况以及土压力的传递和分布状态,研究了盾构刀盘开口率引起的土舱内外压力变化规律,同时对开挖面和土舱面板之间的压差进行了讨论,基于试验研究内容,进一步利用粘性流体力学理论建立了相关公式,可以简要分析土舱内外压差的影响因素;讨论了刀盘开口率对刀盘挤土效应和刀盘扭矩的影响关系,提出了两种不同的挤土效应机制,试验结果显示仅靠刀盘推力引发的挤土效应约占全部挤土效应的70%,刀盘转动引发的挤土效应占30%左右,系统分析了刀盘开口率、刀盘扭矩以及挤土效应之间的内在关联。

砂土地层盾构隧道开挖面支护压力与地表变形关系模型试验研究

为研究砂土地层盾构隧道开挖面支护压力和地表变形的关系,文章通过自制模型试验系统,测量了砂土土样地表变形和开挖面支护压力,分析研究了地表沉降、隆起与开挖面支护压力之间的关系。通过测量不同覆土厚度情况下的扰动区域范围,建立了开挖面前方土体沉降和隆起破坏模型;试验得到了开挖面支护压力和地表变形相关关系曲线,在此基础上,提出了以0.2%开挖洞径变形量作为实际支护压力设定的参考点,并结合朗肯土压力公式给出了维持开挖面稳定的极限支护压力上下限值。为便于应用,建议了维持地表特定变形量下的支护压力值。

小净距隧道群下穿既有运营隧道离心模型试验研究

以深圳地铁7号线、9号线四条小净距隧道近距离下穿既有地铁1号线工程为研究背景,通过离心模型试验方法,分析了小净距隧道群施工对周围土体应力影响规律,揭示了盾构多次近距离穿越施工引起既有线变形及受力变化机理。研究表明：（1）小净距四线隧道开挖具有明显的＂群洞效应＂,隧道群的形成会导致松动区扩大、土拱向上扩展,从而引起新建隧道承受竖向土压力增加;（2）既有隧道沉降随穿越次数的增多而增大,最终沉降为4次穿越叠加的结果,峰值位置基本位于4条隧道中心线正上方,盾构隧道每次穿越引起沉降增幅为13%~48%,穿越区域横向影响范围可达60 m以上;（3）新建隧道的开挖对既有隧道环向弯矩的影响不大,弯矩变化不超过10%,而对既有隧道纵向弯矩影响较大,随着穿越次数增加纵向弯矩明显增大,这也是隧道下穿施工引起纵向裂缝和渗漏水的主要原因。结合数值模拟计算进行对比分析,得到规律与试验相一致,进一步验证了试验结果对实际工程的可靠性。

高水压条件下泥水盾构开挖面稳定离心模型试验研究

开挖面稳定是越江跨海盾构隧道工程安全的关键,尤其是高水压条件下,开挖卸荷导致开挖面稳定控制更加困难。以越江跨海盾构隧道为背景,研制了一套包含材料和设备的高水压泥水支护形式的开挖面稳定模拟试验装置,通过大型离心模型试验研究了高水压下开挖面坍塌失稳破坏模式和土、水应力变化规律。研究结果表明:①高水压条件下开挖面失稳具有突发性,土体呈现由局部-整体形式急速发展破坏,极小的泥水压力变化幅度即可导致土体迅速发展为整体破坏并传至地表,失稳过程中可观测到滑移倾角减小、破坏范围扩张;②随着泥浆压力的降低,开挖面前方土压力呈现先减小后增大最终趋于稳定值,开挖面失稳可以划分为微观变形、局部破坏、土拱形成、整体失稳四个阶段;③开挖面发生主动破坏时,孔隙水压会发生突然降低现象,这是由于高应力条件下密砂具有剪胀效应,从而引起负孔压导致孔隙水压力急剧下降。这种孔压波动会对开挖面失稳带来不利影响,加速开挖面失稳进程、导致失稳区域的扩大。研究成果对越江海水下隧道工程具有指导意义。

考虑动态泥膜效应的盾构开挖面稳定理论研究

泥水盾构工法被广泛应用于高压富水复杂地质环境中修筑隧道,其中开挖面稳定控制是工程成败的关键,在盾构掘进时,由于刀盘不断旋转切削地层,开挖面上的泥膜处于“形成―破坏―再形成”的动态循环过程,泥膜透水性增强,这种动态泥膜作用下开挖面的稳定如何评价有待于进一步探索。对此,对泥水盾构掘进过程中的动态泥膜进行了分类,提出了考虑盾构运动和泥浆渗滤特征的动态泥膜理论。在此基础上,采用空间离散法将泥水压力引入旋转体模型,建立了考虑动态泥膜效应的开挖面稳定力学模型,提出了泥水盾构动态掘进过程中开挖面临界泥浆压力及泥浆支护效率评估方法,研究指出:当盾构在强渗透性地层中掘进时,在尽量提高泥浆成膜率的同时,应注重泥浆黏度调节,充分发挥渗透力支护作用,同时可适当提高盾构掘进速度并降低刀盘转速,有利于开挖面稳定控制。以泥浆成膜率、等效渗透系数为依据给出了泥浆支护效率设计图,研究工作对盾构掘进支护压力控制和泥浆配置有一定的借鉴意义。

泥水盾构中劈裂压力影响因素研究

泥水盾构在软弱含水地层中掘进时,泥水支护压力过大容易导致掌子面发生水力劈裂,从而引起掌子面坍塌。研究掌子面劈裂压力的影响因素对防止水力劈裂的发生有重要意义。由于现场试验实施困难、风险高,故设计制作了一种水力劈裂装置,并采用盲孔试样模拟隧道劈裂的发生。通过正交试验配制不同强度的人造黏土用于研究劈裂压力与强度的关系,并采用不同黏度的泥浆进行盲孔试样劈裂试验,分析泥浆黏度对劈裂压力的影响。研究结果表明:在两种加载条件下,劈裂压力随着无侧限抗压强度的增大线性增大。当泥浆黏度小于27s时,劈裂压力随泥浆黏度增大而增大,但随时间增长,增大速度变缓;当泥浆黏度大于27s时,随着黏度的增大,劈裂压力稳定在一定值基本不再增大;盲孔试样破坏后具有明显的劈裂面,且不同泥浆黏度时试样的劈裂面基本一致,均自盲孔底端斜向上延伸。

围术期有创动脉压监测66例体会

有创动脉压监测是用套管针直接穿刺桡动脉（RA）、股动脉（FA）或足背动脉（DPA），作为监测每次心搏的血压，能直接、客观地反映动脉收缩压、舒张压和平均动脉压，为现代医疗临床的诊断、治疗及判断病情的转归提供客观、数字化的依据．该项技术在麻醉、ICU等科具有重要的应用价值．我科于2008年7月到2009年9月，对急危重症手术患者行有创动脉穿刺测压66例应用于围术期监测和指导用药，在麻醉安全与质量方面取得了良好的效果，现报告如下．

巩膜隧道小切口治疗青光眼滤过术后小瞳孔硬核性白内障的疗效观察

目的方法结果结论观察青光眼滤过术后小瞳孔硬核性白内障行巩膜隧道小切口白内障摘出人工晶体植入术的疗效。46例54眼青光眼滤过术后小瞳孔硬核性白内障,行颞上或颞侧巩膜隧道小切口白内障摘出人工晶体植入术,术后随访6-12个月,观察术后视力、眼压、滤过泡以及并发症等眼部情况,并评价其疗效。46例54眼术后视力均不同程度提高,眼压控制于正常范围,并保留原功能性滤过泡。采用巩膜隧道小切口白内障摘出人工晶体植入术是一种治疗青光眼滤过术后小瞳孔硬核性白内障的有效方法。

“市场经济地位问题”解析

根据市场经济地位问题的由来及判定标准,针对我国具体情况,本文通过对比分析,指出了我国市场经济地位问题的解决途径。

山东省C市交通运输部门人力资源管理优化研究

通过分析山东省C市交通运输部门的人力资源管理现状发现,该部门存在招聘与选拔不当、培训与发展不足、职工年龄结构不合理、人才流动不畅等问题。研究发现传统的性别观念和文化对性别平等的影响、招聘和选拔机制不完善、绩效考核的不公平等方面都是形成这些问题的原因所在,可以通过改良招聘与选拔程序、完善培训与发展计划、优化职工年龄结构、拓宽人才流动渠道等措施优化该部门人力资源管理效率。

富水砂层盾构开挖面支护压力与地层变形关系离心模型试验研究

为探究富水砂土地层盾构隧道开挖面支护压力与地层变形特征的关系,通过自主研发的离心模型试验系统,依托武汉地铁8号线大盾构越江隧道工程,研究了不同埋深情况下的开挖面支护压力对开挖面稳定及地层变形特征的影响,得到了开挖面支护压力与地表变形之间的关系曲线。研究结果显示:(1)当隧道埋深较浅(<1.5D,D为盾构直径)时,支护压力对地表变形的大小及扰动范围的影响均随着埋深的增加而减小;当隧道埋深较深(>1.5D)时,不管支护压力过小还是过大,开挖面支护压力对地层变形的影响很难延伸到地表。(2)当支护压力过大时,对地层的扰动呈现为鱼尾型,主要可分为挤密区、顶隆区、顶沉区以及沉降区,其中地表距离开挖面约1D范围内为沉降区,1D~2D范围内为隆起区。(3)当支护压力过小时,对地层的扰动主要为沉降,影响范围为开挖面前方1D左右,且随着埋深的减小,影响范围会增大。该研究通过离心模型试验得到了不同埋深条件下基于变形控制的支护压力设定范围的建议值,旨在为实际工程中支护压力的控制提供指导。

基于HJC模型的盾构刀具切削混凝土数值模拟

为了揭示盾构刀具切削混凝土材料时的阻力大小及变化规律,研究Holmquist-Johnson-Cook动态本构模型(HJC模型)参数的确定方法,并据此对混凝土受切削破坏过程进行数值模拟.设计室内混凝土试块切削试验,根据试验结果对HJC模型参数进行修正,进一步计算分析切削速度与切削深度对切削阻力的影响.研究表明,基于HJC模型的数值计算结果可基本反映盾构刀具切削混凝土的阻力大小及变化规律;刀具在切入混凝土表面时,法向切削阻力的波动幅度较大,在切削接近试块自由面时会出现剩余材料整块脱落、切削力骤降为0的现象,该过程在数值模拟中相对平缓;在相同条件下,率效应参数主要影响法向切削阻力的波动幅度,损伤参数则同时影响法向切削阻力的平均值与波动幅度;法向切削阻力随切削速度呈指数形式增加,随切削深度呈线性增加;HJC模型可反映混凝土压碎破坏与材料应变率间的关系及法向切削阻力随深度的线性叠加效应.

船模纯粹自航随动系统装置的研制与测试

叙述了船模纯粹自航随动系统装置的原理与设计特点，给出了原理框图，这种新仪器不仅可用于船模纯粹自航试验，也可用于船模强迫自航试验，因而通用性强，全部测试数据的电信号可由车载计算机采集与屏幕显示，也可通过拖车滑线或池内激光通道传送到船池外的操纵台进行数据处理。

基于随机森林的复合地层盾构切口泥水压力预测与分析

盾构切口泥水压力是维持开挖面稳定最重要的因素。针对目前切口泥水压力与盾构掘进参数之间关系不明确的问题,基于Python提出了一种随机森林预测模型。以京张高铁清华园隧道工程为依托,考虑盾构几何参数、施工掘进参数以及泥水参数等因素的影响,通过网格搜索方法以及5折交叉验证法进行模型超参数调整,建立了盾构切口泥水压力的随机森林预测模型。研究结果显示随机森林模型对于复合地层盾构切口泥水压力预测具有较高的准确性与泛化性,在训练集与测试集的表现得分分别为0.963与0.946,结合RMSE和R2等各项数据的评估再次验证了该模型的预测能力。最后通过重要度分析得到对模型预测影响较大的参数分别为泥舱压力、埋深比、推力和扭矩。该研究可为同类条件下盾构开挖面切口泥水压力的预测提供一种有效的方法,对于泥水盾构开挖面的预测控制具有重要的现实意义。

羟基磷灰石义眼座眶内植入治疗眼窝凹陷的临床观察

目的：探讨羟基磷灰石义眼座眶内植入术治疗眼窝凹陷的手术方法和临床效果。方法：对48例眼球摘除术后9月～12年患者行羟基磷灰石义眼座眶内植入术，术后随访6月-2年。结果：48例眼窝凹陷均得以矫正，术后外观满意，义眼活动度增加。无感染、移位和脱出等并发症发生。结论：羟基磷灰石义眼座眶内植入术治疗眼窝凹陷疗效满意。

基于非线型滑动面假设的盾构隧道松动土压力计算模型研究

对于盾构隧道而言,由于上覆土体位移控制较严,松动区边界难以达到传统的竖直线型滑动面状态,而现有的松动土压力计算理论对滑动面形状的假设并不完全适用于这种情况。对此,引入滑移线场理论,考虑非关联流动法则,推导得出盾构隧道松动区边界面的解析表达式,并考虑主应力轴旋转效应,提出了适用于盾构隧道的松动土压力计算模型。将本文模型的计算结果与现场实测结果进行对比,验证了计算模型的合理性;同时与其他经典模型进行比较,并分析了关键参数对计算结果的影响。研究结果表明:松动区的宽度随着剪胀系数的减少而增大;地层的内摩擦角越大,竖向应力分布形式的非线性越为明显。