博弈论在隧道及地下工程风险应对中的应用

隧道及地下工程由于所处环境的不确定性存在着巨大的风险,如何减小不确定性,降低工程风险已成为迫切解决的问题。本文把博弈论引入隧道及地下工程,认为工程的设计和施工可看成是建设者和大自然之间的博弈行为。通过分析,可以认为上述博弈属于两人零和博弈。根据博弈论的方法,可以同时考虑工程的安全性和经济性,找到建设方在工程建设中的最优控制措施,从而达到减小不确定性,降低工程风险的目的。为了更好的理解此方法,本文给出了一个实际工程应用案例。

侧压力系数对高地应力隧道力学行为的影响分析

针对长大深埋隧道的高地应力问题,采用ABAQUS软件建立了三维有限元数值模型,模拟分析了侧压力系数对高地应力状态下隧道围岩位移、喷层应力和锚杆受力等的影响规律,并根据分析结果,对高地应力条件下的公路隧道支护设计提出了建议。

软土地层盾构隧道施工期监测分析

通过对施工期现场的跟踪监测以及数据分析,对沿海软土地层下大直径泥水平衡盾构施工过程中开挖面距离及不同施工步序对地下水位、地表沉降、隧道整体变形等的影响进行研究,对部分监测数据进行分析及对比,得出相互之间的关系及沉降变化特征。其中地表沉降研究主要针对开挖面距离对地表沉降的影响以及实际沉降槽形状与理论结果的分析对比;隧道整体变形研究主要包括成环隧道沉降与开挖面距离的关系以及洞周收敛的变化规律。从分析结果可见:此工程泥水平衡盾构隧道在施工过程中的地表沉降以及隧道整体变形基本符合过往研究结果,其存在的差异性本文也从理论及现场实际情况两方面予以分析。以期对未来类似工程提供参考意见。

基于神经网络的UHPC力学性能预测模型

基于BP神经网络，建立了UHPC力学性能的预测模型，并利用相关试验数据验证模型的有效性。采用该模型系统研究了水胶比和聚羧酸减水剂掺量对于UHPC力学性能的影响，结果表明：在0．136～0．225的范围内，水胶比对UHPC力学性能的影响不显著，而且减水剂掺量越小，它的影响越不显著；聚羧酸减水剂掺量对UHPC力学性能的影响极为显著，掺量在0．7％左右的UHPC的力学性能最优。进一步通过试验验证了水胶比和聚羧酸减水剂掺量对UHPC力学性能的影响规律。对于今后UHPC的试配，在试验取得一定数据样本之后，能够通过该模型试验代替部分试配试验来减少试验工作量，同时为UHPC配合比设计和优化提供指导。

埋深对压气储能内衬洞室稳定性影响的定量分析

采用热力耦合数值模型定量分析埋深对压气储能内衬洞室稳定性的影响.通过建立洞室内空气能量和质量守恒方程、洞室传热控制方程以及热弹性受力变形控制方程,从而建立压气储能内衬洞室热力耦合计算模型.对不同埋深时的压气储能洞室其受力变形特征进行模拟,对一个周期内的应力及变形进行分析,获得了不同埋深对压气储能内衬洞室稳定性的影响.数值模拟结果表明:埋深对密封层第一主应力和第三主应力影响不大.埋深越大,衬砌拉应力越小,而压应力越大;埋深只影响衬砌一个周期内前几个小时以及后几个小时的第三主应力值,对其余阶段应力影响不大.埋深越大,围岩压应力越大,第一主应力波动幅度越小;埋深增加,第三主应力增加.埋深越大,水平位移越小.每个时间节点洞顶竖向位移均随埋深的增加而减小.

爆炸荷载下钢板对盾构隧道结构加固作用模拟与分析

旨在模拟盾构隧道结构在简化爆炸荷载下的位移响应，进一步研究和分析混凝土管片衬砌内部粘贴钢板对隧道所起的加固作用。采用ANSYS／LS—DYNA进行数值模拟，用简化的三角形爆炸荷载对加固前后的管片结构进行冲击加载，对比研究了管片的位移时程情况，进一步分析了粘结抗剪切刚度、钢板厚度对加固效果的影响。结果表明：钢板加固可以明显地减小结构的位移响应；钢板厚度以及钢板与管片之间的粘结性能均是影响加固效果的关键因素；在技术可行的条件下，通过提高粘结性能来增强加固作用更为经济合理。

盾构隧道渗漏水处置方法及现场监测数据分析

阐述了天津地铁2号线芥园西道站-咸阳路站区间盾构隧道的联络通道发生渗漏水后采取的加固措施,在粉质粘土层盾构隧道联络通道出现渗漏水后及时采取瞬凝水泥进行注浆控制可以较好控制险情;并从监测数据中得知,受渗漏影响地表沉降观测点在初期有明显沉降,最大可达30mm;左线出现渗漏水右线受到明显影响,左线影响范围达到30环。

压气储能内衬洞室的空气泄漏率及围岩力学响应估算方法

为评价压气储能内衬洞室的密封性及围岩稳定性,提出一种估算洞室空气泄漏率和围岩应力、位移的方法。该方法以一种计算压气储能洞室温度和压力的简化解为基础,结合高分子材料气体渗透方程和多孔介质径向流方程,还采用无限大平板孔口问题的弹性力学解,通过迭代计算的方式求解出洞室空气泄漏率和围岩应力、位移。通过5个算例对迭代计算方法进行验证,结果表明:该方法可以较为准确地估算压气储能内衬洞室的空气泄漏率以及洞室围岩的应力、位移,并且便于在计算机中编程实现,计算速度优于数值模拟,可以直接应用在压气储能内衬洞室研究的初始阶段(如选址、初设阶段),也可与精细数值模拟的结果相互印证,为后续研究提供指导。

碳纳米管在水泥基复合材料中的分散性研究

通过试验研究了碳纳米管在不同掺量、超声波分散以及表面活性剂作用下的分散性及其对水泥基复合材料力学性能的影响;采用SEM观测了碳纳米管改性水泥基复合材料的微观结构,讨论了影响碳纳米管在水泥基复合材料中分散性的因素;综合分析了分散性与力学性能的关系。结果表明:合理的碳纳米管掺量在超声波分散和PVP表面活性剂共同作用下能够显著提高碳纳米管在水泥浆体中的分散性,使水泥/碳纳米管复合材料的抗压强度提高14%。