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《武汉理工大学》 2016年
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隧道塌方监测及预警技术研究

吴志超  
【摘要】:随着我国交通基础设施建设投入不断加大,近年来公路隧道工程在大量兴建,然而隧道工程由于施工复杂性、地质差异性等因素导致隧道塌方事故时有发生。新奥法的提出让塌方监测成为隧道工程的重要一环,然而传统隧道塌方监测及预警技术的研究存在一定的局限性,本文结合大狮子山隧道工程背景,对隧道塌方监测损失位移进行深入分析,探讨隧道塌方预警新技术,在方法上具有先进性,可为类似课题研究及工程实践提供参考。本文以大狮子山隧道位移监测数据为分析基础,采用FLAC3D-PSO-GPR协同优化算法对第一监测断面分析模型对应的围岩力学参数进行反演,该方法智能化程度高,具有较好的准确性和高效性。在反演的围岩力学参数的基础上通过FLAC3D正算获得包括损失位移的隧道开挖全过程围岩位移曲线,该计算曲线与平移监测位移曲线拟合精度高,分析表明损失位移占收敛位移比重不容忽略,以该计算位移曲线作为隧道开挖围岩真实位移曲线对隧道稳定性评价及施工安全性评定具有重要参考意义。本文对隧道塌方预警技术进行分析。首先,文章对隧道开挖围岩一般位移变化规律及隧道塌方预警指标进行分析,确定合理的预警指标。然后,文章在第一监测断面反演的围岩力学参数的基础上,通过插值法对围岩力学参数进行修正后运用于第三监测断面分析模型的FLAC3D数值模拟分析,计算隧道开挖过程中包括损失位移的围岩位移曲线,并结合国内外参考文献资料,确定适应监测工况的、考虑损失位移的隧道塌方动态预警值,并对预警值进行分级,以便于分级预警。最后,结合大狮子山隧道塌方监测项目,运用远程遥测新技术,建立无人值守、自动采集、自动预警的隧道塌方预警系统,该系统适用性强,具有一定的优越性,在大狮子山隧道的塌方预警实践中表现出良好的效果。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U456.33

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