钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术研究 被引量：4

1

作者 李术才 王鑫 +2 位作者 郭伟东 田箴言 石少帅 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期617-632,I0005-I0020,共32页

为适应我国隧道建设机械化、智能化、无人化发展趋势,围绕钻爆法机械化施工隧道,提出以凿岩台车破岩振动为震源的钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术。针对凿岩台车多震源连续激发带来的地震数据波场混叠、有效信息难以识... 为适应我国隧道建设机械化、智能化、无人化发展趋势,围绕钻爆法机械化施工隧道,提出以凿岩台车破岩振动为震源的钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术。针对凿岩台车多震源连续激发带来的地震数据波场混叠、有效信息难以识别问题开展相关研究,提出VMD-SVD-RobustICA三臂混合先导信号分离方法与脉冲反褶积-小波域互相关地震记录重构方法,可实现三臂混合先导信号的分离与有效反射信号的提取。工程实践证明,利用凿岩台车搭载式无线高精度探测装备,该技术可初步实现“边钻边探”,降低预报环节对钻爆法机械化施工隧道正常施工带来的影响。最后,明确该技术目前存在的问题及解决思路。 展开更多

关键词 钻爆法隧道 机械化施工 凿岩台车 随钻震源 超前地质预报

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铁路隧道绿色低碳建造技术工程实践与展望 被引量：3

2

作者 吕刚 刘建友 +3 位作者 于晨昀 陈慧 赵勇 石少帅 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期633-642,I0021-I0030,共20页

为实现铁路隧道全生命周期向绿色低碳方向发展,以京张高铁清华园隧道、新八达岭隧道和八达岭长城站为背景,采用数据统计分析的方法研究铁路隧道建设和运营阶段的碳排放,从隧道线位和车站站位选择、建筑、结构、通风、照明等方面提出隧... 为实现铁路隧道全生命周期向绿色低碳方向发展,以京张高铁清华园隧道、新八达岭隧道和八达岭长城站为背景,采用数据统计分析的方法研究铁路隧道建设和运营阶段的碳排放,从隧道线位和车站站位选择、建筑、结构、通风、照明等方面提出隧道减碳设计策略。研究结果表明,减碳设计策略主要包括增加碳汇和减少碳排放2大类。增加碳汇的措施有:1)采用隧道下穿方案可减少地表土地占用,增加地表绿化面积;2)隧道洞口可采用绿色格宾挡墙和绿色植被覆盖来增加碳汇能力。减少碳排放的措施有:1)合理选择隧道线位和车站站位,减少乘客交通接驳;2)车站采用群洞设计方案可减少土石方开挖和支护措施工程量;3)超大跨隧道采用围岩自承载的设计理念和方法可减少衬砌混凝土用量;4)地下车站采用无空调活塞通风系统、光源智能管理及光纤照明系统、电梯等大型设备智能管理系统等可减少运营阶段的能源消耗。最后,提出绿色结构物建造、全预制精巧化结构研发、设备智能管控技术、铁路带状光伏发电场、压缩空气储能电站等绿色建造技术。 展开更多

关键词 铁路隧道 低碳设计 绿色建造 碳减排

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岩溶区隧道暗河的综合预报及治理方案研究 被引量：34

3

作者 石少帅 李术才 +4 位作者 李利平 许振浩 武科 高阳 原小帅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期227-232,共6页

为确保岩溶区隧道施工安全,利用综合预报分析方法可准确地对地质异常体进行预测,可明显减少发生灾害的可能性。以大广南高速公路紫荆山隧道为工程背景,通过地质分析研究了紫荆山隧道的岩溶发育特征,利用TSP(隧道地震预测)超前地质预报... 为确保岩溶区隧道施工安全,利用综合预报分析方法可准确地对地质异常体进行预测,可明显减少发生灾害的可能性。以大广南高速公路紫荆山隧道为工程背景,通过地质分析研究了紫荆山隧道的岩溶发育特征,利用TSP(隧道地震预测)超前地质预报方法对ZK221+960处暗河位置进行了准确预报,并利用地质雷达对暗河的走向进行了短距离探测,探测结果与实际揭露走向基本吻合。针对紫荆山暗河,分析了各种暗河处治措施优缺点,最终制定了泄水洞方案。在保证隧道施工安全和工期的前提下,对泄水洞方案进行了优化处理,优化后的处理方案在紫荆山暗河治理中取得了较好的效果,其结果对类似工程具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 岩溶发育特征 暗河 TSP 地质雷达 泄水洞

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软弱夹层对隧道围岩稳定性影响规律研究 被引量：19

4

作者 石少帅 李术才 +2 位作者 李利平 隋斌 周宗青 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期836-842,853,共8页

宜巴高速公路石门垭隧道具有地质条件复杂、围岩软硬交替、高地应力等特点,施工过程中常发生围岩层状剥落、侧墙滑塌等现象,严重威胁隧道施工安全。为确保施工安全,有必要采取一些措施为实际施工提供技术指导,采用FLAC3D有限差分法分析... 宜巴高速公路石门垭隧道具有地质条件复杂、围岩软硬交替、高地应力等特点,施工过程中常发生围岩层状剥落、侧墙滑塌等现象,严重威胁隧道施工安全。为确保施工安全,有必要采取一些措施为实际施工提供技术指导,采用FLAC3D有限差分法分析软件,模拟分析了隧道含不同倾角及位置的软弱夹层时围岩的稳定性,通过分析围岩位移场、塑性区及应力场的分布特征,得出了软弱夹层倾角及位置对隧道围岩变形、破坏区及应力分布的影响规律。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 隧道工程 高地应力 软弱夹层 数值模拟 围岩稳定性

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基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估 被引量：188

5

作者 许振浩 李术才 +3 位作者 李利平 侯建刚 隋斌 石少帅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1757-1766,共10页

为控制岩溶隧道突水突泥风险,通过统计与理论分析相结合的方法,研究了相关工程实例,并基于层次分析法研究了岩溶隧道突水突泥控制因素与因素权值,提出了岩溶隧道突水突泥风险3阶段评估与控制方法。权值分析结果表明,不良地质、超前地质... 为控制岩溶隧道突水突泥风险,通过统计与理论分析相结合的方法,研究了相关工程实例,并基于层次分析法研究了岩溶隧道突水突泥控制因素与因素权值,提出了岩溶隧道突水突泥风险3阶段评估与控制方法。权值分析结果表明,不良地质、超前地质预报、地层岩性、地下水位是突水突泥风险的主控因素;其次为宏观前兆、监控量测、可溶岩与非可溶岩接触带、地形地貌、开挖支护;最后为微观前兆、岩层产状、层面与层间裂隙、围岩级别。3阶段评估包括初步评估、二次评估与动态评估,其中,初步评估是在施工方案制定前,为估计风险,对孕险环境(岩溶水文地质与工程地质条件)的评估;二次评估是在施工前,为评估施工组织设计合理性,综合考虑孕险环境与致险因子(施工因素)而进行的评估;动态评估是在施工期,为了动态评估与控制风险,综合考虑孕险环境、致险因子与风险控制反馈信息的评估。3阶段评估与控制方法可实时、有效、准确地控制岩溶隧道施工风险,实现风险的动态修正与管理。研究成果在翻坝高速鸡公岭隧道取得了成功应用,对类似工程具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 层次分析法 岩溶隧道 突水突泥风险 因素权值 三阶段评估

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岩溶隧道突水风险评价理论与方法及工程应用 被引量：94

6

作者 李术才 周宗青 +2 位作者 李利平 石少帅 许振浩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1858-1867,共10页

考虑地下工程地质条件的复杂性和风险本身的不确定性,以属性数学理论为基础,提出一种可实现定量评价的属性区间评价理论与方法,其核心在于风险指标的取值是一个区间,并提出适用于该理论的综合属性测度分析和属性识别分析方法,结合工程... 考虑地下工程地质条件的复杂性和风险本身的不确定性,以属性数学理论为基础,提出一种可实现定量评价的属性区间评价理论与方法,其核心在于风险指标的取值是一个区间,并提出适用于该理论的综合属性测度分析和属性识别分析方法,结合工程实例给出属性识别分析方法的采用原则。选取岩溶突涌水灾害的7个主要影响因素,构成突水风险评价的指标体系,建立相应的风险评价模型,并采用综合赋权法进行突水风险指标的权重分析。针对某一隧道段落的突涌水风险,采用建立的评价模型进行计算分析,并与现场情况和属性数学模型的评估结果作对比,验证该理论与方法的合理性及可行性,为地下工程灾害风险定量评价提供一种有效的方法和途径。 展开更多

关键词 隧道工程 岩溶隧道 突水风险 属性区间评价理论 定量评价 工程应用

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基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究 被引量：106

7

作者 李利平 李术才 +3 位作者 陈军 李景龙 许振浩 石少帅 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1345-1355,共11页

突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌... 突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌水的孕险环境和致险因子,遴选出突涌水的典型影响因素作为模糊层次评估方法的影响因子,统计分析出各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系,采用综合赋权法确定评价指标的权重,建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型,进行隧道施工前勘察和设计2个阶段的突涌水风险预评价和施工中的动态评价。首先,据勘察资料对隧道突涌水的孕险环境进行初步评价,以确定隧道不同区段降低致险因子影响度的施工对策;然后,为检验其有效性,在设计阶段综合考虑孕险环境和致险因子进行突涌水风险的预评价;最后,在施工过程中,基于突涌水风险预评价结果的区段特征,全程动态追踪隧道揭露围岩的水文地质、力场和地球物理场等反馈信息,辨识隧道即将揭露区段突涌水风险的孕险环境和致险因子,进行突涌水风险等级的动态修正,并通过对不同风险等级区段的风险接受准则和风险控制对策的界定,实现隧道施工期突涌水风险的实时、准确和有效的风险管理,从而建立完善的基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制体系。经三峡翻坝高速公路3条高风险岩溶隧道试运行证明,基于突涌水风险评价的施工许可机制在岩溶隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 隧道工程 突涌水 风险评价 模糊层次分析 施工许可机制

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岩溶隧道突涌水危险性评价的属性识别模型及其工程应用 被引量：81

8

作者 周宗青 李术才 +3 位作者 李利平 石少帅 宋曙光 王凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期818-826,共9页

岩溶突涌水是岩溶地区隧道建设中的主要地质灾害之一,为有效控制岩溶隧道突水涌泥风险、确保隧道建设安全,基于属性数学理论建立了岩溶隧道突涌水危险性评价的属性识别模型。首先,根据隧址区岩溶水文地质及工程地质条件,选取地层岩性、... 岩溶突涌水是岩溶地区隧道建设中的主要地质灾害之一,为有效控制岩溶隧道突水涌泥风险、确保隧道建设安全,基于属性数学理论建立了岩溶隧道突涌水危险性评价的属性识别模型。首先,根据隧址区岩溶水文地质及工程地质条件,选取地层岩性、不良地质、地下水位、地形地貌、岩层产状、可溶岩与非可溶岩接触带及层间与层间裂隙等作为属性评价的一级指标,其中不良地质情况分为含水构造、岩溶水系统和断层破碎带3个二级指标。通过对典型岩溶隧道突涌水实例的系统收集与整理分析,采用频数统计法确定一级评价指标所占权重;采用层次分析法构造判断矩阵确定二级评价指标的权重;其次,对评价指标进行属性测度分析,通过构建各评价指标的属性测度函数以计算单指标属性测度及样本综合属性测度;最后应用置信度准则对隧道突涌水危险性进行属性识别。在工程应用中,采用建立的属性识别模型对三峡翻坝高速公路鸡公岭隧道突涌水危险性进行评价,评价结果与现场施工情况吻合较好,为岩溶隧道突涌水危险性评价提供了一种有效途径。 展开更多

关键词 岩溶隧道 突涌水 危险性评价 属性识别 工程应用

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浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制 被引量：72

9

作者 周宗青 李术才 +3 位作者 李利平 隋斌 石少帅 张乾青 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1375-1382,共8页

塌方是浅埋隧道施工过程中的主要地质灾害之一,利用风险动态评估模型及风险规避方法进行实时控制是确保隧道施工安全的有效途径。首先,采用洞内外相结合的地质调查方法,分析隧址区地质特征及塌方灾害风险诱因,并建立浅埋隧道塌方风险模... 塌方是浅埋隧道施工过程中的主要地质灾害之一,利用风险动态评估模型及风险规避方法进行实时控制是确保隧道施工安全的有效途径。首先,采用洞内外相结合的地质调查方法,分析隧址区地质特征及塌方灾害风险诱因,并建立浅埋隧道塌方风险模糊层次评价模型,进行基于孕险环境的静态风险评估;其次,根据隧道施工过程中揭露的动态信息,对孕险环境进行动态修正,并汲取大气降水、开挖支护措施及监控量测等施工信息,进行隧道施工过程中的动态风险评估;最后,基于动态评估结果提出了风险规避方法,通过对施工方案的审核和优化,达到逐渐降低隧道施工风险、规避地质灾害的目的。该方法成功应用于宜巴高速公路段家屋隧道施工过程中,有效地规避了塌方地质灾害的发生,可为同类工程所借鉴。 展开更多

关键词 浅埋隧道 地质灾害成因 风险分析 动态评估 风险控制

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岩溶隧道突水灾害形成机理及发展趋势 被引量：97

10

作者 李术才 王康 +3 位作者 李利平 周宗青 石少帅 柳尚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期22-30,共9页

岩溶隧道突水灾害具有"强突发、高水压、大流量、多类型"等显著特点,其灾变演化过程复杂、动力失稳规律尚不清楚.本文系统提出了不同类型突水灾害的发生条件、判据及安全厚度分析方法,剖析了近期研究进展及发展趋势.首先,给... 岩溶隧道突水灾害具有"强突发、高水压、大流量、多类型"等显著特点,其灾变演化过程复杂、动力失稳规律尚不清楚.本文系统提出了不同类型突水灾害的发生条件、判据及安全厚度分析方法,剖析了近期研究进展及发展趋势.首先,给出了隧道突水灾害的概念、类型及构成三要素,从系统论角度分析了隧道突水的灾变过程;其次,总结了隧道突水灾害致灾机理、力学模型、失稳判据和最小安全厚度等方面的近期研究成果;最后,从构成三要素角度分析了隧道突水致灾机理方面的现状与问题,并提出了今后的发展趋势与方向,主要有:(1)灾害源固液气三相置换机制与释能模式,(2)突水通道多相物质迁移与流态演化规律,(3)隔水阻泥结构动力灾变演化机理,(4)突水通道破裂形成过程的模拟分析方法等. 展开更多

关键词 岩溶隧道 突水突泥 力学机理 发展趋势

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基于应力-渗流-损伤耦合效应的断层活化突水机制研究 被引量：65

11

作者 李利平 李术才 +1 位作者 石少帅 许振浩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期3295-3304,共10页

基于大量煤矿断层突水案例的系统调查分析和归类统计,研究充填型断层滞后突水的灾变演化机制,分析采动条件下断层形态产状、充填性、导水性的变化及其对断层活化突水通道形成过程的影响。以承压水下开采的充填断层为例,分析充填介质距... 基于大量煤矿断层突水案例的系统调查分析和归类统计,研究充填型断层滞后突水的灾变演化机制,分析采动条件下断层形态产状、充填性、导水性的变化及其对断层活化突水通道形成过程的影响。以承压水下开采的充填断层为例,分析充填介质距含水层远近的弹性区和应变软化区的力学特性和渗流特征,将水致弱函数引入充填介质的剪应力和变形的本构关系中,建立断层充填结构滑移突水的燕尾突变模型,由系统势能函数的分叉集导出突水灾变演化路径的主控因素;对于承压水上开采的充填型断层,分析充填介质失效过程的渗流损伤特征。考虑充填介质的压剪和拉剪双重破坏准则,引入适合描述充填介质损伤前后阶段的应力-渗流-损伤耦合方程,采用有限元数值仿真真实再现采动应力扰动和高压承压水双重作用下底板采动裂隙演化、断层介质活化直至突水通道形成的灾变演化过程。通过对不同断距和倾角的断层突水过程的仿真分析,揭示突水通道形成过程中岩体应力场、渗流场以及损伤场的耦合效应,实现对不同突水通道形成轨迹的路径记录和准确定位,归纳出断层活化突水的4种典型破裂通道类型。研究结论对我国煤矿突水机制与灾害防治的认识具有一定的指导和借鉴意义。 展开更多

关键词 采矿工程 深部开采 断层活化 充填介质 突水通道 灾变演化机制

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一种典型的岩溶隧道衬砌压裂突水灾害成因与防治 被引量：47

12

作者 许振浩 李术才 +3 位作者 李利平 陈军 张之淦 石少帅 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1396-1404,共9页

通过季家坡隧道衬砌压裂突水工程实例分析,研究隧址区岩溶发育特征,提出高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造形式,分析其形态、充填物性质和致灾机制;采用裂隙封堵、周壁注浆、排水泄压、结构置换、信息化注浆效果评估的水害处治措施治理隧道... 通过季家坡隧道衬砌压裂突水工程实例分析,研究隧址区岩溶发育特征,提出高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造形式,分析其形态、充填物性质和致灾机制;采用裂隙封堵、周壁注浆、排水泄压、结构置换、信息化注浆效果评估的水害处治措施治理隧道衬砌压裂突水。高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造呈高角度裂缝状产出,降雨后,极易在其裂隙空间内积水形成高水压;此外,由于其通透性较差,沉积物运移速度慢,易于在其底部堆积,在自重应力和高水压压实作用下,充填介质沉积、胶结成坚硬与半坚硬状,透水性较差,开挖揭露初期,不出水或仅少量涌水,易于被忽视;但揭露后一段时间,裂隙内充填介质不断流失,最终导致充填物产生管涌、流土或被整体挤出,进而将上方暗河水、溶腔水或地表水等导入隧道,造成衬砌压裂、隧道突水等灾害。研究成果不仅成功应用于季家坡隧道突水灾害处治,对于避免类似突水事故的发生和灾害防治亦有较强的借鉴意义。 展开更多

关键词 隧道工程 岩溶隧道 衬砌压裂 高陡倾充填型岩溶裂隙 突水成因 注浆封堵

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山岭隧道塌方风险评价的属性识别模型与应用 被引量：35

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作者 李术才 石少帅 +3 位作者 李利平 周宗青 郭明 雷霆 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期147-158,共12页

塌方是山岭隧道施工中最为常见的事故之一,为确保隧道施工安全,本文基于属性数学理论建立了隧道塌方风险分级的属性识别模型.在综合分析塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、隧道埋深、偏压角度、岩体完整情况、地下水影响和施工因素6... 塌方是山岭隧道施工中最为常见的事故之一,为确保隧道施工安全,本文基于属性数学理论建立了隧道塌方风险分级的属性识别模型.在综合分析塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、隧道埋深、偏压角度、岩体完整情况、地下水影响和施工因素6个主要因素作为评价指标,结合超前地质预报方法对指标进行定量描述,确定各评价指标的分级标准;对评价指标进行属性测度分析,通过构造属性测度函数计算样本的单指标属性测度和综合属性测度;应用置信度准则对隧道样本的塌方风险进行属性识别.在工程应用中,通过属性识别模型并结合超前地质预报数据,对郑家垭隧道进行塌方风险评估,结果与实际施工情况一致;并且与模糊层次分析法和可拓综合评估法的结果吻合性较好,说明建立的属性识别模型对有无地质预报数据的样本都能得出准确的风险评估结果,有更好的适用性,为山岭隧道塌方的风险评估提供了一个有效的途径. 展开更多

关键词 山岭隧道 塌方 风险评价 属性识别模型 工程应用

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岩溶隧道施工过程中大型溶洞的综合预报及治理方案研究 被引量：41

14

作者 袁永才 李术才 +3 位作者 李利平 石少帅 周宗青 雷霆 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期192-197,共6页

根据尚家湾隧道隧址区地表水文点观察情况,并结合地形地貌特征、岩性和构造条件,判断尚家湾隧道在施工过程中可能揭露大型溶洞,出现突水突泥等工程灾害。文章针对前期隧道施工风险评价结果,采用综合地质预报方法对隧道前方不良地质体进... 根据尚家湾隧道隧址区地表水文点观察情况,并结合地形地貌特征、岩性和构造条件,判断尚家湾隧道在施工过程中可能揭露大型溶洞,出现突水突泥等工程灾害。文章针对前期隧道施工风险评价结果,采用综合地质预报方法对隧道前方不良地质体进行探测:采用TSP(隧道地震预测)法对ZK67+835处溶洞位置进行了准确预报;采用地质雷达法准确预报了YK67+805处的溶洞;采用超前钻探探明了溶洞在隧道底板下方的具体位置、走向及规模。探测结果表明,左右线隧道溶洞相互连通,为特大下伏无充填型溶洞。针对揭露的溶洞特点,分别采取填堵法和跨越法进行治理。左线在雨季期间无水流通过,采取填堵法;右线采取跨越法,梁板分离,分别承担隧道结构荷载和路面车辆荷载。通过对治理后围岩的变形监测,验证了治理方案的有效性,为后期类似溶洞治理提供了借鉴。 展开更多

关键词 岩溶隧道 大型溶洞 地质预报 溶洞治理

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基于风险动态评估与控制的岩溶隧道施工许可机制 被引量：38

15

作者 许振浩 李术才 +2 位作者 李利平 陈军 石少帅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1714-1725,共12页

翻坝高速鸡公岭隧道穿过寒武系石龙洞组强岩溶含水层,地下水位高于隧道底板约150~200 m,施工中极易发生大型突水突泥灾害。为控制施工风险,研究了隧址区岩溶发育特征,突水突泥风险孕险环境、致险因子、动态管理与控制方法,建立了基于综... 翻坝高速鸡公岭隧道穿过寒武系石龙洞组强岩溶含水层,地下水位高于隧道底板约150~200 m,施工中极易发生大型突水突泥灾害。为控制施工风险,研究了隧址区岩溶发育特征,突水突泥风险孕险环境、致险因子、动态管理与控制方法,建立了基于综合赋权专家评分法的初步评估、二次评估与动态评估模型,首次提出并成功实施了一种基于隧道施工风险动态评估的风险控制新机制：施工许可机制。该机制不仅可在岩溶隧道施工风险控制过程中应用,对于其他类型隧道与工程施工风险控制亦有借鉴意义,已成功应用于翻坝高速鸡公岭隧道突水突泥施工风险控制,并开始应用于宜巴高速隧道施工中,岩溶、软岩大变形、塌方等灾害风险控制。 展开更多

关键词 隧道 岩溶发育特征 施工许可机制 突水突泥 风险评估

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隧道岩质围岩亚级分级可靠度分析方法及其工程应用 被引量：21

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作者 李术才 贺鹏 +4 位作者 李利平 张乾青 石少帅 徐飞 刘洪亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期967-976,共10页

在隧道工程岩体分级中,由于岩土体参数本身的不确定性,加之各定性、定量评定指标在获取过程中由仪器误差、人为操作等产生的离散性及随机性,往往是应用同一评价体系及分级标准,却得出不同的评判等级,尤其是在围岩亚级分级中,评定结果鲁... 在隧道工程岩体分级中,由于岩土体参数本身的不确定性,加之各定性、定量评定指标在获取过程中由仪器误差、人为操作等产生的离散性及随机性,往往是应用同一评价体系及分级标准,却得出不同的评判等级,尤其是在围岩亚级分级中,评定结果鲁棒性差,甚至出现跳级,这就决定了围岩类别的可靠性的存在。据此,基于《工程岩体分级标准》,通过分析岩石强度及岩体完整程度等评价指标的概率分布规律,引入体系可靠度分析理论,构建不同围岩等级的功能函数,经Monte Carlo法计算围岩隶属于各评定等级的可靠概率,进而提出了基于国标BQ法的围岩亚级分级可靠度分析方法。该方法充分利用了分类系统本身蕴含的信息,考虑了评价指标的不确定性及离散性,所计算可靠性指标可更为直观地对围岩等级作出稳健评估,且可靠概率在一定程度上综合考虑了包括局部破碎带、软弱夹层等掌子面围岩信息的离散程度。研究成果应用于济南绕城高速老虎山超大断面隧道的围岩亚级分级中,所评价结果与实际围岩等级完全吻合,且各等级可靠指标的延续性可对隧道施工过程中地质属性的变化情况进行定量表征,有助于工程地质人员据此对围岩质量的渐变过程进行动态评估,为合理确定工法转换区间,优化支护参数提供数据支撑。研究成果对类似超大断面隧道的围岩亚级分级有一定参考价值。 展开更多

关键词 围岩亚级分级 可靠度分析理论 不确定性分析 BQ法 工程应用

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超大断面隧道软弱破碎围岩台阶法施工过程力学效应规律研究 被引量：26

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作者 宋曙光 李术才 +3 位作者 李利平 刘钦 原小帅 石少帅 《隧道建设》 2011年第S1期170-175,共6页

超大断面软弱围岩隧道施工过程中,采用台阶法施工方案容易引起大面积塌方,但是可以有效缩短施工工期,从安全性的角度出发,台阶法施工特别是作为台阶法核心问题的台阶高度选择值得进一步分析。依托兰渝铁路两水隧道,采用三维数值仿真手段... 超大断面软弱围岩隧道施工过程中,采用台阶法施工方案容易引起大面积塌方,但是可以有效缩短施工工期,从安全性的角度出发,台阶法施工特别是作为台阶法核心问题的台阶高度选择值得进一步分析。依托兰渝铁路两水隧道,采用三维数值仿真手段,分别建立台阶高度取H/3,H/2,2H/3和最大宽度处模型,模拟了铁路隧道在极软弱围岩中采用台阶法施工选择不同台阶高度的施工过程,对比不同台阶高度下隧道的拱顶沉降、水平收敛和掌子面挤出变形,揭示了台阶法施工过程中围岩力学效应的演化规律,并最终得出最优台阶高度,为工程施工提供参考。 展开更多

关键词 超大断面 铁路隧道 软弱破碎围岩 台阶法施工 台阶高度优化 数值模拟

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尚家湾强岩溶隧道突水突泥伴生灾害源综合分析 被引量：25

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作者 袁永才 李术才 +3 位作者 李利平 张乾青 孙柏林 石少帅 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期203-211,共9页

通过采用长期预报和短期预报相结合的方式,准确预报尚家湾强岩溶隧道突水突泥伴生灾害源的规模与空间位置,结合超前钻探建立综合超前预报体系。针对发生的3次突水突泥灾害,通过现场踏勘和水文地质分析,查明突水突泥伴生灾害源的来源,揭... 通过采用长期预报和短期预报相结合的方式,准确预报尚家湾强岩溶隧道突水突泥伴生灾害源的规模与空间位置,结合超前钻探建立综合超前预报体系。针对发生的3次突水突泥灾害,通过现场踏勘和水文地质分析,查明突水突泥伴生灾害源的来源,揭示尚家湾隧道突涌灾害源的赋存特征、致灾模式及其致灾机理,提出突涌灾害是由压力水、泥砂相结合的伴生灾害源和突涌通道2部分组成,伴生灾害源是内在源动力,突涌通道是灾害源的优势运移路径。同时,建立集内外结合(隧道内部揭露围岩与地表环境)、综合预报、"循环推进,交叉评价"、动态补探、综合治理相结合的伴生灾害源探测及防治技术,提出相应的治理原则、治理方案及后续施工的预防措施。 展开更多

关键词 岩溶隧道 突水突泥 灾害源 综合预报

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地下工程流–固耦合试验新技术及其在充填型岩溶管道突水模型试验中的应用 被引量：17

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作者 周毅 李术才 +6 位作者 李利平 张乾青 石少帅 宋曙光 王康 陈迪杨 孙尚渠 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1232-1240,共9页

在地质力学模型试验技术的基础上,根据大型交通、水利水电及矿山工程的需要,开展大比尺流–固耦合模型试验技术研究,包括新型流–固耦合相似材料、三维可视化固液耦合试验系统以及多物理场信息监测分析技术。提出了流–固耦合相似材料... 在地质力学模型试验技术的基础上,根据大型交通、水利水电及矿山工程的需要,开展大比尺流–固耦合模型试验技术研究,包括新型流–固耦合相似材料、三维可视化固液耦合试验系统以及多物理场信息监测分析技术。提出了流–固耦合相似材料的配制原则,选择了多种性能耦合较小的调节剂,实现了强度、渗透性、重度等指标的独立调节,大大提高了材料的相似度,保证材料能够在水长期作用下保持稳定的性质,很好地模拟中、低强度的岩体、破碎带及充填物。三维可视化固液耦合试验系统具备了自动化静力加载和数字化水压加载功能,实现了复杂地质条件下有压水体与相似材料的大面积直接作用,为流—固耦合条件下渗流和突涌水过程的模拟提供了可视化的试验场所。光纤技术、电阻元件柔性防水技术和自动化数据采集分析系统,实现了水环境下模型体内部渗压、应变和位移的精确采集和分析。最后,依托湖北省保康至宜昌高速公路尚家湾隧道,开展了充填型岩溶管道失稳突水的大比尺三维模型试验研究,真实再现了工程中的突涌水过程,揭示了充填型岩溶管道突水的灾变特征。流–固耦合试验新技术得到成功应用,为试验的顺利进行提供了技术保证。 展开更多

关键词 地下工程 流–固耦合 模型试验技术 充填型岩溶管道 突水

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隧道围岩结构面数字识别及完整性评价方法 被引量：16

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作者 张延欢 李利平 +2 位作者 刘洪亮 杨为民 石少帅 《隧道建设》 北大核心 2016年第12期1471-1477,共7页

针对当前隧道围岩结构面信息获取方法难以满足隧道快速施工需求的问题,进行基于数字摄影测量系统——CAE Sirovision获取岩体结构面几何信息的研究,详细介绍了双目立体摄影测量的基本原理及结构面产状提取方法。针对具体工程,采用全站... 针对当前隧道围岩结构面信息获取方法难以满足隧道快速施工需求的问题,进行基于数字摄影测量系统——CAE Sirovision获取岩体结构面几何信息的研究,详细介绍了双目立体摄影测量的基本原理及结构面产状提取方法。针对具体工程,采用全站仪空间前方交会法进行控制测量,以尼康D7000数码摄像机为摄影工具,采用CAE Sirovision系统进行物像关系模型构建;通过交互式操作方式实现结构面识别及提取,以测线法RQD指标获取方法为基础,针对传统RQD指标仅能反映隧道轴向结构特性的局限,构建隧道径向RQD评价体系;针对岩体结构空间差异性,提出隧道径向RQD玫瑰花图,实现了结构面获取、RQD分析、RQD直观显示的集成化处理,为隧道数字化施工提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 隧道围岩 CAE Sirovision 近景摄影测量 围岩结构面 RQD 玫瑰花图

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