基于收敛-约束法和ZSI的隧道初期支护时机研究

为了解决隧道开挖后初期支护的时机问题,提出了基于收敛约束原理和围岩局部安全评价方法单元状态指标(Zone State Index,ZSI)的初期支护时机确定方法。该方法首先计算得到隧道的围岩特征曲线,结合围岩位移速率先对最佳支护时机对应的围岩应力释放率进行初步判定;然后再利用单元状态指标ZSI对围岩局部稳定性进行确认评价,增加了支护时机选择的正确性。最后以相同变量围岩位移为基础将围岩特征曲线和纵向变形曲线进行耦合分析,建立起应力释放率和掌子面与监测断面间距之间的对应关系,得出以支护与掌子面控制间距为依据的最佳支护时机选择。以甄峰岭2号隧道为例,建立FLAC^3D有限差分数值模型,采用该方法确定了多种工况下隧道合理的支护时机。研究结果表明,围岩特征曲线的形状和斜率受围岩级别和隧道埋深的影响较大;以单元状态指标ZSI与围岩位移速率相印证,可以增加支护时机选择的准确性,为隧道支护时机的选择方法提供了一种新思路;计算所得的支护与掌子面的控制间距对实际工程起到很好的指导作用。

DC-Ⅰ型混合植物沥青混合料路用性能评价及改善

采用玉米加工过程中的副产品DC-Ⅰ型植物沥青,制备了混合植物沥青(BDC-Ⅰ)及SBS改性混合植物沥青(BMDC-Ⅰ),评价了其混合料的路用性能,并针对混合料水稳定性提出了改善措施.首先,采用原子力显微镜(AFM)研究了2种沥青的组分相容性;其次,针对不同路面层位对沥青材料性能的要求,利用BDC-Ⅰ及BMDC-Ⅰ分别拌制AC-25和AC-20混合料,并综合评价了其路用性能,结果表明DC-Ⅰ型植物沥青的掺入使混合料的高温性能有所改善,对低温性能影响不大,但明显降低了其水稳定性;最后,基于马歇尔试件浸水20d的试验结果,明确了造成混合料水稳定性不足的主要原因是DC-Ⅰ型植物沥青具有一定的水溶性.因此,选用3种外掺剂Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ对其进行化学改性,通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验发现外掺剂Ⅰ的效果较明显,其混合料水稳定性大幅改善.研究表明,经外掺剂改性后植物沥青混合料路用性能优良,其化学改性将是未来研究的重点.

基于高斯进程模型下区域公路边坡稳定性评估

边坡失稳破坏是一种严重的自然灾害形式,其能够导致巨大的社会、经济、环境损失。为了预防边坡失稳破坏,本文提出了区域公路边坡稳定性高斯进程评估方法。方法中五种协方差函数形式被考虑,由于其是高斯进程中最重要的一部分,决定着从高斯进程中抽取的样本函数的性质。通过对比发现,应用常规平方指数协方差函数(CSE)下高斯进程评估模型和常规有理二次多项式协方差函数(CRQ)高斯进程评估模型快速评估研究区区域某些公路边坡的稳定性是较为合适的。

基于高斯进程模型的区域公路边坡稳定性评估

边坡失稳破坏是一种严重的自然灾害形式,能够导致巨大的社会、经济、环境损失,为了预防边坡失稳破坏,基于人工智能领域的相关知识及理论,为边坡稳定性评估计算提出了一种新型智能计算算法——高斯进程评估算法,通过评估效果综合分析,得出合理的评估模型。