基于遗传算法和FLAC 3D的隧道围岩参数反演研究

隧道围岩参数对于隧道工程的稳定性而言至关重要。传统参数确定方法耗时长、成本高,且难以反映围岩实际状况。研究提出一种基于遗传算法和FLAC 3D的隧道围岩参数反演方法,以提高参数反演的效率和准确性。遗传算法通过模拟自然选择和遗传机制,优化全局搜索过程,而FLAC 3D则利用其三维连续介质数值模拟功能,精确模拟岩土材料行为。通过西南某山区隧道工程案例分析,反演得到最优围岩力学参数,模拟结果与实测值的最大误差仅为1.98%,验证了方法的准确性。

基于FLAC^(3D)的双孔隧道围岩稳定性数值模拟分析

针对双孔隧道在施工过程中产生的复杂应力场与位移场,通过有限差分软件FLAC^(3D)数值模拟,采用Drucker-Prager准则作为岩土体塑性屈服准则,计算得到双孔隧道开挖及支护后隧道的应力场及位移场分布规律。进而分析得到了双孔隧道需要支护的关键位置及锚杆最小设计长度要求。结果表明:采用喷锚支护能够有效阻止塑性区的扩大,对提高围岩承载能力影响显著。

数字媒体中三维动画与环绕声技术的融合研究

环绕声技术的引入显著增强了三维动画的视听同步性和空间感,深化了情感表达,并为创新叙事手法提供了可能。这种融合不仅提升了动画作品的艺术表现力和观众的沉浸感,还为数字媒体的发展开辟了新路径。基于此,首先介绍三维动画技术和环绕声技术的概念,其次分析三维动画与环绕声技术的融合实践,最后分析融合过程中的问题与挑战。

喷射混凝土围岩复合体受压力学特性及本构模型

为探究喷射混凝土围岩复合体受压力学特性,结合三维数字图像相关技术,针对4种不同喷射混凝土围岩复合体试件开展了单轴受压试验,探究了纤维和岩石种类对复合体破坏模式和受压性能的影响.基于Weibull统计损伤理论,构建了适用于复合体的受压应力应变本构模型.试验结果表明,不同围岩基复合体破坏模式存在显著差异,但微裂缝均先从喷射混凝土中发展.破坏时,围岩部分表现单一裂纹模式,而喷射混凝土部分呈现多裂纹扩展状态.4种复合体峰值强度均高于单一喷射混凝土破坏强度,且砂岩基复合体的峰值强度均高于花岗岩基复合体,平均高出5.55%.同种围岩条件下,纤维增强喷射混凝土复合体强度会存在轻微降低,较普通喷射混凝土复合体平均下降1.95%.此外,所建本构模型计算结果与试验数据吻合较好.

一种简化的虚拟3D声方法

提出了一种简化的在耳机重发中虚拟出3D（三维空间）声像的方法。理论和实验结果表明，借鉴多通路声产生空间声像的原理，用HRTF卷积的方法在耳机重发中虚拟出空间8个不同方向的虚拟扬声器，通过调节馈给虚拟扬声器的信号，即可产生不同方位的空间声像。这种虚拟空间声像的方法在产生运动声像和需要同时虚拟空间不同方位的多个声像时较现有的方法要简单。

煤矿深部复合地层TBM掘进巷道围岩稳定性控制工程实践

为探究深部复合地层在全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)掘进巷道时围岩稳定性控制机理,以淮南矿区某深部岩石巷道为背景,在同等支护条件下,基于Flac^(3D)数值模拟软件对硬岩、软弱岩层、复合岩层建立数值模型,通过分析位移云图、应力云图及围岩塑性区的分布演化规律,优化TBM掘进和支护方案。通过围岩变形和锚杆轴力监测,结合数值模拟和现场实测结果,得出复合岩层的位移、应力云图及塑性区出现明显的不对称性,在复合岩层中的软弱岩层应加大支护力度。

基于2D模板与3D包围式标定块的鱼眼相机标定

对于视野范围超过半球的鱼眼相机,用于标定的2D平面模板通常不能覆盖整个鱼眼图像。直观上,一个3D包围式模板在鱼眼图像上能覆盖整个视野,因而在标定鱼眼相机时,能够比应用2D平面模板的标定获得更准确的相机参数。然而,到目前为止还没有这方面的报告。本文在给出3D包围式模板的鱼眼相机标定方法的基础上,对本文方法和2D平面模板鱼眼相机标定方法进行了比较,分别应用两种标定方法估计了鱼眼镜头的径向变形参数,主点的标准差以及特征点的反投影误差。模拟实验及真实图像实验结果表明本文的方法能获得较高的校正精度。

佛子岭抽水蓄能水电站地下厂房施工开挖过程的FLAC^(3D)数值模拟

选取佛子岭抽水蓄能水电站地下厂房区,采用三维快速拉格朗日法(FLAC3D)模拟施工开挖过程,研究了洞室群围岩的开挖变形形态和应力状态,分析了围岩和调压井高边坡在自重荷载作用下的开挖稳定性。通过对地下厂房洞室群区的加固处理,分析了围岩在加固后的力学特性。利用FLAC3D程序的Ubiquitous模型,引入了一组主要节理裂隙,分析了此组节理裂隙对地下洞室群围岩的开挖变形及整体稳定性的影响,并与无节理裂隙的数值模拟结果进行对比,综合评价了节理裂隙对洞室群围岩稳定性的影响。

红庆梁矿12301胶运巷耦合支护研究

随着开采深度的增加,软岩巷道占比逐年加大,合理的软岩巷道支护方案为矿井安全高效开采提供了重要保障。为了研究掘进巷道不同数量锚杆、锚索耦合支护的效果,以鄂尔多斯红庆梁矿12301胶运巷掘进巷道为研究对象,利用FLAC^(3D)软件研究在不同数量锚杆、锚索联合支护条件下,12301胶运巷掘进巷道围岩塑性区和围岩应力规律。结果表明:在方案1的支护条件下,减少2根帮锚杆,围岩剪切破坏区明显增大,而在减少两根顶锚杆的情况下,围岩剪切破坏区变化不大。方案2在方案1减少两根顶锚杆的前提下,巷道顶板最大垂直应力增加了20%,巷道两帮最大垂直应力增加了0.3%.方案3在方案1减少2根帮锚杆的前提下,巷道顶板最大垂直应力增加了40%,巷道两帮最大垂直应力增加了0.93%.

昆明白泥井3号隧道围岩稳定性FLAC^(3D)模拟

应用FLAC3D数值模拟软件对昆明白泥井3号隧道围岩稳定性进行了分析和评价。结果表明隧道支护后围岩的最大变形出现在隧道右侧拱顶,为1.00cm;隧道支护后左侧拱和右侧拱脚处剪应变明显增大,为应力集中区;围岩可以通过自身应力、应变和能量的调整,使整个隧道围岩处于稳定状态;同时也表明FLAC3D用于隧道围岩变形分析是可行的。

余音绕梁 如闻天籁——3D环绕声技术发展述评

对目前主流的3D环绕声技术进行了分类,比较分析了各类3D环绕声技术的特点及其商业应用前景,预言3D环绕声技术的创新正在推动21世纪声音技术的发展。

基于GeoSMA-3D隧道建模及坍塌破坏分析

针对隧道围岩的非连续特性,结合李家营隧道工程实例,在现场岩体结构面调查和体表信息采集的基础上,利用自行开发的GeoSMA-3D程序建立了该隧道三维数值模型,搜索隧道开挖诱发的关键块体。将所建立的空间模型导入非连续变形分析方法 DDA,并进行开挖过程的计算分析,模拟了该隧道在无工程措施情况下围岩坍塌破坏全过程,为工程施工和关键地段及时处理提供借鉴。

复杂煤层组隧道围岩与支护结构施工力学行为

隧道开挖穿越倾斜煤系地层时,容易出现因围岩变形过大而导致的坍塌,严重时进而诱发瓦斯突出、爆炸等次生灾害发生。为保证富煤隧道安全高效施工,以天城坝隧道为背景工程,采用数值模拟软件FLAC^(3D)结合现场监测的方法,探究五种厚度下复杂煤层组的围岩变化规律以及施工工法的适用性。研究结果表明:①随着煤层厚度的增大,煤层组围岩变形均越来越大,变形在开挖步数50 m左右处达到峰值。②对比分析两种工法下五组煤层围岩变形量和初期支护应力,三台阶预留核心土法相较于三台阶法能有效降低围岩变形。③将三台阶预留核心土开挖模拟结果与现场实测数据对比,拱顶和仰拱数据差值率分别为5.69%和5.68%,均在允许范围内。这说明三台阶预留核心土法施工能有效控制隧道施工对洞周围岩的扰动,可保证复杂煤层组隧道的安全高效开挖。

三维DDA方法的验证及其在隧道围岩垮塌控制中的应用

为准确模拟隧道围岩垮塌灾害演化过程与锚杆加固处置,通过嵌入锚杆支护算法实现了三维非连续变形分析方法(DDA)中的锚杆支护模拟.首先,介绍了三维DDA方法模拟块体运动的基本原理,提出了三维DDA方法中锚杆支护算法;其次,针对隧道围岩垮塌灾害中的不同运动模式,采用三维DDA方法模拟了块体滑移、转动以及碰撞过程,验证了三维DDA方法模拟块体运动的准确性;最后,采用三维DDA方法模拟了工程尺度的节理岩体隧道围岩垮塌过程.结果表明:无支护条件下隧道洞周块体垮塌高度为3.9 m,洞周块体位移呈现出明显的各向异性特征;有支护条件下隧道洞周块体保持稳定状态,隧道左拱肩部位锚杆轴力较大,实际施工过程中可增加该区域锚杆长度.

倾斜摄影三维建模的环绕航摄参数优化

针对消费级无人机采用传统航带式影像采集进行倾斜摄影测量效率低以及精细度不够的问题,提出采用环绕式航摄采集像片进行倾斜摄影三维建模。采用正交试验法对环绕航摄所涉及的参数进行优化研究,创建满足1∶500精度要求的非大高差场地的实景三维模型,得到兼顾建模效率和模型精细度的最优参数组合。基于航带式航摄(五架次)与环绕航摄的对比实验结果表明,采用最优参数组合的环绕航摄倾斜摄影三维建模既能保证建模精度又能极大提高建模效率和模型精细度,可应用于非大高差场地实景建模,促进城市信息模型基础平台的建设。

耳机虚拟3D技术在电子音乐创作中的应用探究

本文对电子音乐创作中的虚拟3D音频技术进行了探讨,并对其定位和重放的原理进行论述,同时利用MatLab软件对其进行了简单的音频合成。

考虑时空效应的岩溶隧道围岩稳定性分析

采用全息三维激光扫描仪精确探查溶洞并获取三维点云数据,快速获取溶洞的几何特征和空间分布等基础数据,基于溶洞分布特征与隧道相对位置提出4种隧道岩溶处置措施。综合考虑施工工艺与工程经济效益,采用C20混凝土回填方案进行溶洞处治。利用MIDAS/GTS-NX对毛家坡隧道岩溶段的溶洞处治及处治后隧道的开挖-支护进行数值模拟,以高精度三维激光扫描探测到的溶洞形态、位置及大小为基础建立空溶洞模型,溶洞处治完成后进行隧道开挖-支护模拟。通过收敛-约束法获取岩溶隧洞开挖推进过程中围岩的纵向变形规律,对岩溶段隧道开挖前后的围岩应力与破坏特征进行研究,分析岩溶段与非岩溶段的围岩支护稳定性。研究结果表明:对比隧道非岩溶段和岩溶段的拱顶沉降与周边收敛,处治后岩溶段的拱顶沉降与水平周边收敛减小,岩溶段的处理措施合理。对比岩溶隧道不同进尺下的围岩纵向变形,开挖进尺与支护结构力负相关。选择合理的开挖进尺,既能保证围岩变形满足规范要求,又能使得支护刚度得到合理运用。

断层交会对地下支护洞室围岩变形影响研究

赋存于地下洞室区域的断层是围岩开挖变形与稳定的主要影响与控制因素,而与单断层条件相比,断层交会条件下围岩变形特征和破坏机制将更为复杂。结合浙江磐安抽水蓄能电站主变排风洞的工程地质条件和支护方案,以FLAC 3D为工具模拟支护条件下双断层交会区地下洞室的围岩变形,并比较无断层、仅断层F1存在、断层F1与F2交会3种情况下围岩的变形差异。结果表明:单断层经过洞室时,断层上盘围岩有向断层倾向方向水平变形的趋势,下盘围岩变形方向相反,支护条件下单断层对位于断层上盘的围岩变形起主控作用;双断层交会时围岩变形体现出明显的断层叠加效应,但是由于预应力锚索等支护措施干预、断层与洞室相交情况差异等因素的存在,叠加效应带来的变形增长现象仅在围岩部分位置较为明显;仅存在单断层时,洞室围岩变形随着断层强度提升而减小,双断层交会时断层强度对洞室变形的影响仅在洞室部分位置呈现清晰规律,开展断层力学参数反演时应优先考虑使用这些位置的监测数据。

不同角度辅助通道进入正洞围岩响应分析

利用有限差分软件FLAC^(3D),建立辅助通道以不同角度(30°,45°,60°,75°,90°)进入隧道主洞的模型,对不同围岩级别下的工况进行模拟。得到以下结论:在相同围岩条件下,主洞开挖阶段,角度越大,交叉口处隧道围岩的竖向变形量越小;主洞开挖阶段,交叉角越大,最大主应力越小,最小主应力越大,交叉口处的拱顶及仰拱的形变值随角度的增大而减小,且为非线性变化;交叉口处隧道的最大主应力在主洞开挖前后的变化量随角度的增大而减小,最小主应力的变化量随角度的增大而增大;主洞开挖前后,拱顶围岩位移变化量大于仰拱围岩位移变化量。

金川水电站大型地下厂房洞室群施工期围岩质量评价方法

金川水电站地下厂房洞室群规模大且地质构造条件复杂,给施工期带来极大的安全风险,鉴于地下厂房的重要性及特殊性,查明开挖洞室围岩类别及不良地质现象可以为洞室群施工期安全快速施工提供保障,因此本工程迫切需要一种针对地下厂房洞室群在施工期的围岩质量评价方法去解决当下面临的问题。为此,基于前期勘探成果、借助三维地质建模软件建立地下厂房三维围岩质量分级模型,在施工期洞室开挖前采用TGS360Pro系统进行掌子面前方100 m洞段的超前地质预报,对该段的三维围岩质量分级模型进行动态修正,进行地下厂房开挖后地质编录结果和地质预报结果的对比分析。结果表明:采用该方法可深入研究探明局部Ⅳ类围岩等不良地质现象对围岩稳定性的影响,可实现最大限度地降低不良地质部位开挖风险,为工程的顺利修建和安全运行提供技术保障。TGS360Pro超前地质预报技术可以实现精准的超前地质预测预报,进一步查明不良地质现象位置及分布范围,可作为完善地质三维围岩分级模型的重要依据。该围岩质量评价方法及超前地质预报方式对金川水电站大型地下厂房洞室群可实现快速开挖支护提供了技术支撑。