有理函数在隧道监测数据回归分析中的应用

目前隧道施工均以新奥法为基础,其重要的一个特征就是在隧道施工过程中进行隧道围岩变形的量测,根据量测数据确定二次砌衬的施工时间,但是由于观测值有较大的离散性,因此必须经数学处理后才能使用,本文以某工程为例,采用有理函数模型对观测数据进行回归分析,可用有关回归曲线预测该断面的沉降值,并与规范推荐的回归函数进行了对比分析,结果表明,有理函数模型与实测数据较为吻合,误差较小,从而保证了工程质量和施工的安全性。

NATM公路隧道围岩时间效应统计分析与变形稳定性评价指标

基于几十座两车道NATM高速公路隧道的现场监测数据,通过对大量的围岩收敛变形和拱顶下沉数据的统计分析,探讨隧道Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩随时间的变形特性,分析不同级别围岩从开挖到变形稳定时的时间以及与围岩级别的关系;得到变形稳定时的收敛和拱顶下沉值,以此作为隧道不同级别围岩变形的稳定性评价指标;为隧道施工阶段围岩的稳定性评价以及二次衬砌的合理施作时机提供了依据。

浅埋软岩隧道拱顶下沉预测及二衬合理支护时机

考虑浅埋软岩隧道随掌子面推进距离及围岩弹塑性、流变特性引起的拱顶下沉,再加上掌子面开挖前的拱顶下沉量,推算出拱顶下沉函数的经验计算公式。利用非线性最小二乘拟合对现场数据进行计算,得到拱顶下沉预测总量,依据规范得出浅埋软岩隧道二衬的合理支护时间。

一元非线性回归分析在隧道监控中的应用

根据新奥法原理中岩体开挖的时间效应,对毛栗坡右线隧道的监控量测结果进行一元非线性回归分析,找出岩体变形量与时间的关系,以制定科学的施工方案,保证工程质量和施工的安全性。

地铁车站隧道监控量测数据的回归分析

以重庆轨道交通六号线二期工程曹家湾车站为例,对拱顶下沉、隧道周边收敛位移进行监控量测,利用Origin软件实现对量测数据的绘图、非线性拟合等处理,可以预测隧道拱顶沉降的最终值为11 mm,隧道的周边收敛为8 mm,采用围岩稳定性判断标准对监测数据进行回归分析,可以得到隧道围岩是处于安全状态,因此通过对量测数据的分析处理,可以掌握围岩稳定性的变化规律。

MMF生长模型在隧道监测数据分析中的应用研究

在隧道施工过程中进行隧道围岩变形的量测具有重要的意义,当观测数据趋于平稳时,进行回归分析,推算出最终值和变化规律,对于二次衬砌的施作具有重要指导意义,因此找到恰当回归函数是问题的关键,本文以某工程为例,采用MMF四参数生长模型,得到了较好的回归曲线,找出了岩体变形量与时间的关系,从而保证了工程质量和施工的安全性。

浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究

本文以在建的浅埋暗挖法施工的北京地铁五号线某标段的双线隧道为例,通过现场各实验断面实测数据的分析研究,得到在第四纪覆盖层,主要为粉质粘土的地质条件下隧道开挖过程中地表沉降、速率和拱顶沉降变化趋势。并指出在掌子面0.5D～0.75D范围内,地表沉降速率增长较大,施工中应在该范围内及时进行初期衬砌的支护。通过监测数据的统计分析,地表累计沉降主要发生在掌子面2D范围内,在此区域内地表变形速率较大,超出3D后,地表变形速率趋于平缓;沿隧道纵向地表沉降最大值超前发生于主断面。其影响最大的范围是在4D～4.5D的范围内。在施工中适时用小导管注浆法加固土体效果显著。分析结果对北京地铁后期建设和同类地层地铁施工环境控制具有重要借鉴和参考价值。

青坑隧道监控量测数据的成果分析

以青坑隧道为例,对隧道在开挖过程中的监控量测数据和超前地质预报的结果进行了分析,指出了它们的工程作用,为设计变更及施工方法改变提供工程地质依据。

监控量测在姚村坦隧道施工险情预报中的应用

以景(德镇)婺(源)黄(山)高速公路姚村坦连拱隧道施工中出现的险情为例,结合地表沉降、洞内净空收敛及拱顶下沉进行观测及现场观察,针对隧道出口段围岩失稳导致中导洞右侧工字钢严重内敛现象进行了动态预报,从而为及时采取有效措施排除险情争取了时间,避免了重大事故的发生,以此进一步说明了监控量测在隧道修建过程中的必要性。

隧道拱顶下沉时序遗传算法神经网络预测模型

传统神经网络算法不可避免会出现局部极值问题,可能导致训练失败。因此,作者在分析了隧道拱顶下沉规律及其主要影响因素的基础上,采用基于遗传算法的神经网络建立了隧道拱顶下沉时序的预测模型。模型在綦万高速公路麒麟寺隧道施工中成功应用,结果表明采用基于遗传算法的神经网络能够有效避免局部极值问题,收敛速度较快,能对隧道拱顶下沉时序进行较为准确的预测。

隧道围岩应变非线性回归分析

本文以小岩头隧道为依托,根据监控工作的实测资料,按照新奥法基本原理中岩体开挖的时间效应,应用数学的方法对量测所得的净空收敛数据进行回归分析,指出在隧道开挖过程中围岩变形的时间效应,为修改设计与指导施工提供理论依据。

大断面公路隧道下穿水塘超前预支护技术研究

近年来我国市政公路隧道迅速发展,与此同时遇到的施工条件也越来越复杂,当隧道下穿河道、水塘时,采用超前预支护措施尤为重要。该文结合依托工程,对上半断面帷幕注浆段和不注浆段地表沉降、拱脚收敛、拱顶下沉进行了分析研究,验证了大跨浅埋隧道下穿水塘时采用上半断面帷幕注浆进行加固止水的可行性。得出如下结论:(1)采用袖阀管进行上半断面帷幕注浆可以有效控制注浆量、注浆压力、注浆范围,保证帷幕注浆的质量;(2)失水固结沉降是构成水塘附近地表沉降的主要原因,掌子面钻取注浆孔时,地表沉降速率产生突变,注浆后地表会产生一定的隆起,采用洞内上半断面帷幕注浆可以有效控制隧道开挖引起的地表沉降;(3)采用上半断面帷幕注浆可以有效控制拱脚收敛,对墙脚收敛控制作用不明显;(4)采用上半断面帷幕注浆可以有效减小隧道拱顶下沉值,但对前期拱顶下沉速率的控制作用不明显,施工中应当及时施作拱部初支来控制拱顶下沉速率。

地层倾角对浅埋偏压隧道拱顶沉降的影响研究

借助FLAC3D有限差分软件,着重考虑地层倾角,结合现场量测,对重庆黔江蒲草沟Ⅴ级浅埋偏压隧道进行结构稳定性分析,探讨不同地层倾角下隧道的拱顶沉降特征。研究表明:所构建的数值模型对拱顶沉降的预测值与现场实测值变形规律基本吻合,且最大差值仅为0.87 mm,验证了本次数值模拟的正确性;随着砾岩夹砂岩层倾角增大,拱顶沉降呈加速增大趋势,开挖面处拱顶沉降变化率也显著提高;砾岩夹砂岩层倾角与地形一致导致的误差为16.4%,倾角为水平导致的误差为11.9%,误差均较大。由此可知,在砾岩夹砂岩层倾角变大的情况下,应提高隧道结构的强度,在数值计算中简化地层倾角会导致较大的计算误差。研究成果可推广应用于砾岩夹砂岩层的浅埋偏压隧道。

王家湾隧道围岩变形监测与分析实例研究

阐述了隧道施工中监控量测工作的目的、方法及测点布设原则,结合王家湾隧道工程的建设实践,对监控量测数据进行处理,并对监控量测成果进行分析与应用。得出王家湾隧道围岩变形监测量较大,拱顶变形在仰拱初支封闭后,变形得到有效抑制,周边收敛使用格栅钢架初支能保证释放围岩的应力,允许围岩有一定变形,拱顶在加固圈形成后还可以优化隧道截面曲率,使隧道结构受力得到优化。

双侧壁导坑法隧道不同施工阶段变形分析

以武汉市光谷一路—高新四路排水通道工程为例,运用有限元分析软件PLAXIS,对双侧壁导坑法隧道的施工过程开展数值模拟,重点对不同施工阶段产生的地表沉降和拱顶沉降等进行分析。计算结果表明:在隧道开挖过程中,洞周土体均发生不同程度的变形,不同施工阶段对应的地表横向沉降槽形状基本与Peck曲线相近,且地表沉降的最大值在隧道轴线对应的地表处,其中S6a、S6b区段施工完成后发生的地表沉降最大值分别为2.1、1.2 mm;另一方面,S6b、S6a区段双侧壁导坑法的拱顶沉降最大值分别为6.9、2.8 mm,拱底隆起最大值分别为7.9、7.3 mm,且最大值发生位置均在隧道轴线对应的拱顶及拱底处。

地铁施工拱顶下沉安全监测研究

论述了地铁施工中拱顶下沉测量的意义,具体对测点布置以及几种常用的测量方法作了探讨,并分析了不同测量方法的优缺点及适用范围,为具体工程中测量方法选择提供了技术指导。

双侧壁导坑法隧道施工引起的地表沉降分析

以哈尔滨地铁大断面隧道为背景,对双侧壁导坑法施工诱发的地面沉陷及隧道本身的变形规律进行研究。利用MIDAS/GTS建立空间有限元模型,采用数值模拟和实际监测数据相结合的方法,对地表沉降、拱顶下沉进行分析。研究结果表明:地表沉降曲线呈"漏斗"状,且沿开挖导洞中线呈对称分布,影响范围约为2. 5D(D为隧道洞径);左上导洞(1号导洞)、右上导洞(2号导洞)、中上导洞(5号导洞)开挖是引起地表下沉的主要原因;拱顶沉降主要发生在距开挖面15 m(1倍隧道洞径)范围内,最大下沉值为-17. 79 mm,占拱顶总沉降量的66%;采用超前加固的方式控制拱顶下沉效果显著,数值仿真结果与实际监控量测数据吻合较好。MIDAS/GTS有限元数值仿真软件可以有效地预判地层变形。

小净距黄土隧道错距施工对既有隧道影响的数值模拟分析

近接工程中,新建隧道施工必然会引起既有隧道拱顶应力场和位移场的改变,合理选择并优化小净距双线隧道的施工方式及施工错距等参数,对既有隧道的安全稳定具有重要意义。以新桥双线公路隧道上穿蒙华铁路隧道为工程背景,采用ABAQUS有限元数值模拟方法,分析了新建隧道双线错距开挖施工对既有铁路隧道衬砌结构受力及变形的影响,对既有隧道拱顶沉降、横向位移、拱顶应力变化进行分析,并结合现场监测数据进行对比验证。结果表明,新建隧道采用同步开挖对既有隧道衬砌结构的拱顶沉降和应力增量影响最大,建议增大错距施工。