地下工程数字孪生研究进展与若干关键理论技术 被引量：13

1

作者 李涛 李晓军 +1 位作者 徐博 张琦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期29-37,共9页

智慧化转型对地下工程数字化与信息化提出了新的要求,数字孪生可有效支撑地下工程真实特征感知、高保真建模、虚实映射与多物理仿真,但目前地下工程数字孪生研究仍处于初始阶段,概念框架、关键理论与技术方向仍不清晰。基于文献调研,分... 智慧化转型对地下工程数字化与信息化提出了新的要求,数字孪生可有效支撑地下工程真实特征感知、高保真建模、虚实映射与多物理仿真,但目前地下工程数字孪生研究仍处于初始阶段,概念框架、关键理论与技术方向仍不清晰。基于文献调研,分析地下工程数字孪生的研究现状,提出地下工程数字孪生的定义与三维结构,指出其在信息、时间、物理与技术四个维度的关键特征。结合地下工程特点与智慧化转型需求,提出地下工程数字孪生研究中复杂系统精准映射、高保真孪生建模、多物理耦合分析等关键理论技术问题,以期为地下工程的数字孪生理论与技术发展提供参考,推进地下工程全寿命周期智慧化。 展开更多

关键词 地下工程 数字孪生 概念框架 关键理论技术

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基于数字孪生的边坡工程及时施工安全控制策略

2

作者 阿迪力·如苏力 李晓军 +3 位作者 芮易 吕艳云 王圣涛 张磊 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期1361-1371,1456,共12页

提出了基于数字孪生(digital twin,DT)的边坡工程“及时(just-in-time,JIT)”施工安全控制策略。该策略通过引入DT技术,增强对施工过程的感知与响应能力。为提升DT技术在跨专业协同与数据复用中的适应性,进一步构建“场景‒实体‒关系‒事... 提出了基于数字孪生(digital twin,DT)的边坡工程“及时(just-in-time,JIT)”施工安全控制策略。该策略通过引入DT技术,增强对施工过程的感知与响应能力。为提升DT技术在跨专业协同与数据复用中的适应性,进一步构建“场景‒实体‒关系‒事件‒控制”(SERIC)建模方法,以支持跨域的信息共享与协同控制。将所提出的JIT施工安全控制策略应用于黄梅山隧道改扩建工程,并融合先进的数据采集、解译与聚合技术,实现对施工状态的动态感知与精准干预。应用结果表明,该策略在提升边坡施工自动化水平、作业效率及安全管控精度方面成效显著。 展开更多

关键词 边坡工程 施工安全控制 数字孪生 点云

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基于iS3平台的隧道工程数据融合分析方法与案例研究 被引量：3

3

作者 沈奕 钟铧炜 +3 位作者 李林 郑涵滨 石来 李晓军 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期103-109,148,共8页

针对目前隧道工程数字模型中地质数据、工况数据和监测数据缺失,以及数字模型与数值分析程序难以自动对接的问题,基于iS3平台提出了结合隧道工程数字模型与勘察、施工和监测全过程数据的无缝融合方法,实现隧道工程多源、异构数据的可视... 针对目前隧道工程数字模型中地质数据、工况数据和监测数据缺失,以及数字模型与数值分析程序难以自动对接的问题,基于iS3平台提出了结合隧道工程数字模型与勘察、施工和监测全过程数据的无缝融合方法,实现隧道工程多源、异构数据的可视化高效管理,并为自动化数值分析奠定基础。基于此数据融合方法,对海口文明东越江隧道各类型的数字模型进行搭建,可实现项目工程计划的动态调整。研发与工程信息管理平台相关联的工程二维数值计算的自动建模程序,将其作为平台的工具模块并进一步扩展功能,可将计算结果数据接入平台中,并实现计算结果的自动绘制。通过将该程序部署在该工程中,完成勘察、设计、施工、力学等多源异构数据的融合,最终实现工程的自动化数值分析,提升工程的数字数值一体化水平。 展开更多

关键词 隧道 iS3平台 数据融合 分析方法 工程应用

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60°倾角正断层黏滑错动对山岭隧道影响的试验研究 被引量：53

4

作者 刘学增 王煦霖 林亮伦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期121-128,共8页

通过1∶50室内模型试验,模拟了60°倾角正断层黏滑错动下,与之正交的隧道结构的受力变形破坏过程,并布置传感器监测了隧道顶部和底部的地层压力、隧道轴向的应变和隧道环向的应变。试验结果表明,地层的永久变形和地层-结构的相互作... 通过1∶50室内模型试验,模拟了60°倾角正断层黏滑错动下,与之正交的隧道结构的受力变形破坏过程,并布置传感器监测了隧道顶部和底部的地层压力、隧道轴向的应变和隧道环向的应变。试验结果表明,地层的永久变形和地层-结构的相互作用,导致了围岩压力在剪切带附近发生显著变化,上盘和剪切带范围内拱顶压力显著增大,下盘拱顶压力次之,上盘和剪切带隧道底部压力减小,下盘底部压力显著增大,隧道与下部围岩可能局部脱空以适应断层的剪切位移;上盘和剪切带范围内纵向弯矩为正,下盘范围内为负,隧道偏心受压;以原型混凝土压坏来判定衬砌破坏,初步确定原型结构破坏所容许的最大断层位移D=0.3m,理论上该值略偏大;隧道衬砌破坏区域,在剪切带和下盘范围分别为0.75和1.5倍隧道宽度。 展开更多

关键词 正断层 公路隧道 黏滑错动 模型试验

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隧道不同损伤衬砌套拱加固对比试验研究 被引量：9

5

作者 刘学增 王煦霖 何本国 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4610-4617,共8页

研制马蹄形隧道套拱加固模型试验加载装置,对衬砌任意位置加载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,实现了衬砌"二次受力"试验过程。采用破坏性模型试验,研究松动荷载作用下,不同损伤状态衬砌套拱加固构件变形特性、力学响应、... 研制马蹄形隧道套拱加固模型试验加载装置,对衬砌任意位置加载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,实现了衬砌"二次受力"试验过程。采用破坏性模型试验,研究松动荷载作用下,不同损伤状态衬砌套拱加固构件变形特性、力学响应、加固效果和破坏模式。研究结果表明:衬砌结构刚度随荷载增加逐渐退化,衬砌承受极限承载力时,套拱加固后承载力提高86%;衬砌在剩余承载力13.8%时套拱加固后,极限承载力提高110%。起拱线以上30°位置可作为地层抗力分界线,加固时机越早,最终破坏荷载越高。套拱加固构件呈延性破坏,关键控制截面是拱顶和拱脚;拱顶易发生大偏心压弯破坏,建议增加套拱拱顶内侧纵向配筋,提高抗拉承载力;拱脚出现压剪破坏,应增设套拱拱脚箍筋,以提高抗剪切能力。 展开更多

关键词 套拱加固 损伤衬砌 二次受力 刚度退化

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逆断层黏滑错动对跨断层隧道影响机制的模型试验研究 被引量：19

6

作者 刘学增 唐精 +2 位作者 桑运龙 师刚 李学锋 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第4期481-489,共9页

为指导隧道穿越活动断层时的抗错断设计,避免逆断层黏滑错动造成跨断层隧道结构的严重破坏,以棋盘石隧道为工程背景,通过1∶50相似模型试验,研究逆断层黏滑错动所引起的山岭隧道破坏模式,分析隧道和地层变形过程及破坏特征,得到以下结论... 为指导隧道穿越活动断层时的抗错断设计,避免逆断层黏滑错动造成跨断层隧道结构的严重破坏,以棋盘石隧道为工程背景,通过1∶50相似模型试验,研究逆断层黏滑错动所引起的山岭隧道破坏模式,分析隧道和地层变形过程及破坏特征,得到以下结论:1)逆断层错动在断层迹线附近地层形成剪切带,剪切带沿着断层线略微凸向试验装置上盘的弧线方向发展。2)断层错动对试验装置上盘内隧道变形破坏的影响大于下盘,最大土压力和最大纵向应变主要分布在上盘隧道中;土压力和纵向应变变化规律相似,均随错动位移的增加而不断增加。3)隧道最终破坏为逆断层下的剪切破坏,局部伴随张拉破坏,剪切破坏主要表现为变形缝两侧隧道衬砌脱落和纵向裂缝;断层错动对隧道影响区域主要集中在断层破碎带及附近2 D(D为隧道洞径)区域,尤其是试验装置上盘部分,在跨断层隧道的设计阶段需引起足够重视。 展开更多

关键词 隧道 逆断层黏滑错动 模型试验 剪切带 破坏模式

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隧道不同损伤状态二次衬砌预养护试验研究 被引量：5

7

作者 刘学增 刘文艺 +1 位作者 桑运龙 何本国 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期706-713,共8页

采用1∶10破坏性模型试验,研究隧道不同损伤状态衬砌预养护构件变形特性、破坏模式与承载力.研究表明:预养护试件整体破坏由原衬砌拱腰极限承载力控制;预养护损伤衬砌受力过程为"加载—原裂缝贯通—套拱拱顶裂缝贯通—试件破坏&quo... 采用1∶10破坏性模型试验,研究隧道不同损伤状态衬砌预养护构件变形特性、破坏模式与承载力.研究表明:预养护试件整体破坏由原衬砌拱腰极限承载力控制;预养护损伤衬砌受力过程为"加载—原裂缝贯通—套拱拱顶裂缝贯通—试件破坏",整体结构刚度逐渐退化.关键部位破坏顺序为"拱顶开裂—拱腰脆性断裂—拱顶延性破坏".裂缝深度为1/3衬砌厚度损伤状态可作为合理预养护时机;不同损伤状态衬砌预养护曲率突变点一致,可作为加固构件养护控制基准;提出衬砌预养护构件破坏荷载与损伤状态关系简易计算公式,计算结果与试验误差约5%. 展开更多

关键词 分离式套拱 损伤衬砌 预养护 模型试验 刚度退化

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隧道衬砌裂缝的远距离图像测量技术 被引量：34

8

作者 刘学增 叶康 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期829-836,共8页

针对远距离数字照相所采集的隧道衬砌裂缝图像自身特点,结合实验数据拟合标定曲线的相机标定方法,采用图像增强预处理、循环迭代法裂缝区域提取、数学形态学修整、亚像素边缘检测等图像处理手段,提出隧道衬砌裂缝识别及宽度量测新算法.... 针对远距离数字照相所采集的隧道衬砌裂缝图像自身特点,结合实验数据拟合标定曲线的相机标定方法,采用图像增强预处理、循环迭代法裂缝区域提取、数学形态学修整、亚像素边缘检测等图像处理手段,提出隧道衬砌裂缝识别及宽度量测新算法.经室内试验验证,当拍摄距离小于8m时,算法精度较高,裂缝宽度量测误差一般小于0.40mm;根据现场实际情况可知,该算法误差最大为0.37mm,最小为0.08mm,平均误差为0.20mm,满足工程测量的要求. 展开更多

关键词 数字图像处理 隧道衬砌裂缝 区域提取 亚像素 边缘检测 标定方法

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富水地区深基坑封底榫槽关键参数研究 被引量：2

9

作者 张芳 韩林芳 +4 位作者 赵怡琳 桑运龙 刘学增 高尚 杨研 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第11期1913-1920,共8页

为解决富水地区高承压水环境条件下深基坑抗浮稳定性技术难题,提出在封底与地下连续墙之间设置榫接结构的新思路,采用理论分析的手段,研究榫槽几何参数及布置方式对承载性能的影响,得出几何参数设计原则及双榫的参数设计步骤。同时,利... 为解决富水地区高承压水环境条件下深基坑抗浮稳定性技术难题,提出在封底与地下连续墙之间设置榫接结构的新思路,采用理论分析的手段,研究榫槽几何参数及布置方式对承载性能的影响,得出几何参数设计原则及双榫的参数设计步骤。同时,利用上述方法对上海某富水地区基坑风井封底进行双榫设计,并通过数值模拟方法对榫槽设计的合理性进行验证。结果表明:1)榫槽底部长度、榫槽宽度、榫槽侧向接触面高度是影响榫槽抗剪承载力的关键几何参数,且各参数之间不是独立的,而是存在相互影响、相互制约的关系;2)当封底受力不均衡时,对称分布的双榫几何稳定性更高;3)深基坑数值模拟结果显示,在榫接结构作用下封底稳定且受力合理,验证了榫槽设计方法的合理性,为基坑抗浮提供了一种新方法。 展开更多

关键词 富水地区 深基坑 封底 榫槽 参数设计

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设置中隔墙的盾构隧道收敛变形移动测量点云数据融合方法

10

作者 王嘉烨 刘新根 +1 位作者 刘学增 庞高兆 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第6期1202-1209,共8页

为解决设置中隔墙的单洞双线大直径盾构隧道左、右线激光扫描点云数据配准难、收敛变形移动测量精度低的技术难题,构建基于盾构隧道管片环缝自动识别的点云数据定位算法,提出基于隧道结构特征点和距离最小偏差的盾构隧道管片环整体-局... 为解决设置中隔墙的单洞双线大直径盾构隧道左、右线激光扫描点云数据配准难、收敛变形移动测量精度低的技术难题,构建基于盾构隧道管片环缝自动识别的点云数据定位算法,提出基于隧道结构特征点和距离最小偏差的盾构隧道管片环整体-局部动态迭代点云自动配准方法,实现隧道左、右线对应管片整环点云数据精准融合。对融合后的管片整环点云数据进行除噪、距离最小二乘法椭圆拟合处理,可获得设有中隔墙的盾构隧道整体水平收敛变形值。集成点云数据融合算法,研制搭载三维激光扫描仪的轨道交通隧道结构检测车TDV-SD及配套数据处理软件,并进行工程试点应用与人工对比验证。结果表明:时速为20 km时,隧道水平收敛变形检测车移动测量与人工测量绝对值最大偏差为2.0 mm,与外直径比值为0.16‰,二者测量结果具有较好的一致性,移动测量精度可基本满足大直径盾构隧道管片收敛变形影响评价指标的行业要求,验证了左、右线管片点云数据融合算法的可行性。 展开更多

关键词 单洞双线盾构隧道 大直径盾构隧道 中隔墙 移动测量 收敛变形 数据配准融合

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岩石隧道工程地质数据标准化及其应用 被引量：5

11

作者 杨党锋 成涛 +3 位作者 李晓军 庞琦 许墨陶 芮易 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期110-118,共9页

岩石隧道工程建设与周边地质环境关系紧密,建设过程中积累了大量的地质数据。由于其格式各异,条块割裂严重,难以在参建各方高效共享并重复使用,时常造成勘探、试验和测量等工作的重复进行甚至是地质信息的错误解读。为了解决这一问题,... 岩石隧道工程建设与周边地质环境关系紧密,建设过程中积累了大量的地质数据。由于其格式各异,条块割裂严重,难以在参建各方高效共享并重复使用,时常造成勘探、试验和测量等工作的重复进行甚至是地质信息的错误解读。为了解决这一问题,建立适用于岩石隧道工程的地质数据标准,包含其各阶段工程地质信息,基于地质相关规范,通过规范字段语义、统一数据单位及类型构建数据表,有利于工程地质数据的交换共享。最后基于智慧基础设施iS3平台,依托云南老营隧道项目开展工程应用研究,实现工程地质数据的规范存储、组织、动态管理. 展开更多

关键词 岩石隧道 数据标准 信息交换 iS3平台

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隧道智能施工研究的可视化分析与展望 被引量：6

12

作者 李君馨 朱合华 沈奕 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期1-11,共11页

随着信息化、人工智能等概念的提出,隧道智能施工的相关研究也逐渐成为一个热点话题,为总结我国隧道智能施工的阶段成果、明确未来的发展方向,利用文献计量分析的手段进行相关文献的可视化分析,并通过已有的研究,梳理智能施工的发展脉... 随着信息化、人工智能等概念的提出,隧道智能施工的相关研究也逐渐成为一个热点话题,为总结我国隧道智能施工的阶段成果、明确未来的发展方向,利用文献计量分析的手段进行相关文献的可视化分析,并通过已有的研究,梳理智能施工的发展脉络和关键问题。首先,基于CiteSpace软件和中国知网的文献分析功能,对我国隧道智能施工领域的文献进行可视化分析,依据年发文量、关键词时间线图谱、关键词共现图谱及来源机构共现图谱,阐述我国隧道智能施工领域的研究现状。其次,通过阅读文献、调研、专家访谈等手段,梳理智能施工的研究框架,对智能施工的研究重点:施工设备机械化、施工数据的获取与处理、搭建信息集成平台,做进一步论述。在施工设备、数据获取与处理、信息管理等方面,我国已有一定成功的实践,但随着信息化和智能化技术的不断发展,智能施工也被赋予了更高的期待,我国的隧道施工距离实现全过程的智能施工还有较大发展空间。 展开更多

关键词 隧道智能施工 文献计量分析 共现聚类 可视化分析

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基于WaveNet网络的盾构刀盘扭矩超前预测方法 被引量：2

13

作者 王伯芝 丁爽 +5 位作者 黄永亮 陈文明 谢浩 彭子晖 吴炜枫 王嘉烨 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第7期27-33,42,共8页

[目的]刀盘扭矩是表征盾构掘进安全和设备运行状态的关键参数,为了解决刀盘扭矩预测难、掘进参数难以及时修正的问题,提出一种基于WaveNet网络的盾构刀盘扭矩超前预测方法。[方法]介绍了工况数据的预处理方法,并提出基于WaveNet网络的... [目的]刀盘扭矩是表征盾构掘进安全和设备运行状态的关键参数,为了解决刀盘扭矩预测难、掘进参数难以及时修正的问题,提出一种基于WaveNet网络的盾构刀盘扭矩超前预测方法。[方法]介绍了工况数据的预处理方法,并提出基于WaveNet网络的初始静态模型基本架构和构建方式;提取初始50 m掘进距离内的盾构施工监控历史数据,并构建训练集;基于当前状态前20个施工步的盾构监控数据,超前预测5个施工步后的刀盘扭矩;随着盾构掘进距离的增加,每隔5个施工步就利用新产生的数据集重新训练和更新模型,提出刀盘扭矩超前预测的长期动态模型;以济南轨道交通1号线玉符河站—王府庄站区间盾构隧道左线数据为例,对刀盘扭矩预测效果进行分析及验证。[结果及结论]前50 m掘进距离超前预测的刀盘扭矩值与实际值变化趋势基本一致,且其平均相对误差为10.07%,初始静态模型具有较高的预测精度。随着掘进距离的增加,初始静态模型相对误差从10%上升至30%左右,而连续更新的长期动态模型相对误差始终稳定在10%左右。长期动态模型每次的更新时间基本分布在1~6 s,平均耗时为3.92 s,可满足模型高效动态更新的需求。 展开更多

关键词 城市轨道交通 WaveNet网络 刀盘扭矩预测

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盾构隧道结构三维参数化设计方法及平台研制 被引量：2

14

作者 刘新根 蔡荣 +1 位作者 刘学增 丁爽 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第11期2241-2250,共10页

为解决当前盾构隧道三维正向设计地层-结构模型脱节、建模仿真效率低、数据跨系统调用丢失严重等问题,首先,提出基于地层层序全自动界定和子钻孔递归的三维地层建模方法,采用差异化建模技术在不同区域创建差异化三维地层模型;然后,提出... 为解决当前盾构隧道三维正向设计地层-结构模型脱节、建模仿真效率低、数据跨系统调用丢失严重等问题,首先,提出基于地层层序全自动界定和子钻孔递归的三维地层建模方法,采用差异化建模技术在不同区域创建差异化三维地层模型;然后,提出基于布尔运算和虚拟钻孔探针的三维地层模型与隧道结构数物模型耦合方法,以及三维地层模型几何边界自动提取与有限元网格重构方法,构建基于三维精细化几何模型二维映射和轮廓拾取的二维自动出图方法;最后,集成盾构隧道结构三维参数化设计方法,开发集三维地层建模分析、结构三维设计、数值分析、自动出图为一体的盾构隧道三维参数化设计平台(FDP-ST3D)。FDP-ST3D已在济南地铁S1线、苏州轨道交通S1线、深圳市妈湾跨海通道工程盾构段、苏通GIL管廊隧道等工程中试点应用,应用表明:该平台数据传递高效准确、复用率高,管片结构二维出图只需要15 min,相比人工出图,设计效率与准确性显著提高。 展开更多

关键词 盾构隧道管片 三维参数化 地质模型 数字数值 二维出图

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基于模糊一维云模型的隧道排水对生态环境影响评价方法

15

作者 丁蔚 乐玲 +5 位作者 孙怀远 刘鹏程 王飞 李晓军 芮易 吕艳云 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第S2期566-574,共9页

山岭隧道施工中对地下水的排放是造成生态环境破坏的主要原因之一。为了量化隧道涌水量及其对生态环境破坏的程度,并对隧道涌水量进行量化,根据模糊一维云模型,提出了排水量-生态环境评价方法。首先构造风险隶属度函数,通过正向点云发... 山岭隧道施工中对地下水的排放是造成生态环境破坏的主要原因之一。为了量化隧道涌水量及其对生态环境破坏的程度,并对隧道涌水量进行量化,根据模糊一维云模型,提出了排水量-生态环境评价方法。首先构造风险隶属度函数,通过正向点云发生器得到风险评价的模糊一维云模型。建立风险因素指标体系,并利用多源数据融合动态生成数据集,得到基于模糊一维云模型的排水量-生态环境评价方法。为验证该评价方法的适用性与可行性,对某山岭隧道施工中的排水量进行评价,并与实际结果进行对比。对比结果表明,提出的基于模糊一维云模型的排水量-生态环境评价方法可以有效预测隧道涌水量,并为隧道的涌水防控措施及安全预警提供参考。 展开更多

关键词 山岭隧道 地下水生态环境负效应评价 模糊一维云模型 限排量 多源数据融合

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基于DEMATEL与系统动力学的隧道施工数字孪生应用效益分析

16

作者 丁万钦 周耘辛 +4 位作者 许墨陶 王晋 李涛 吕艳云 庞波 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期197-203,共7页

为推演钻爆法隧道施工数字孪生的应用在成本、效率、质量、安全4方面的投入与效益,分析复杂因素及相互依赖关系,提出一种DEMATEL(决策试行与评价实验室)方法和系统动力学结合的方法,对各方面指标的依赖关系进行解构与建模。首先,确定17... 为推演钻爆法隧道施工数字孪生的应用在成本、效率、质量、安全4方面的投入与效益,分析复杂因素及相互依赖关系,提出一种DEMATEL(决策试行与评价实验室)方法和系统动力学结合的方法,对各方面指标的依赖关系进行解构与建模。首先,确定17个系统动力学模型行为指标与绩效评价指标;其次,采用DEMATEL方法定量分析指标之间的依赖关系和传递作用,并基于综合关系矩阵构建系统动力学模型复因果循环图(causal loop diagram, CLD),以降低系统动力学模型构建的主观性;最后,基于CLD以及云南某隧道实际数据,构建考虑多因素的隧道施工数字孪生效益分析系统动力学模型。结果表明:当机械成本小于7%洞身工程总造价时,施工效率显著下降,传感器与机械投入近似线性提高各项绩效,而信息化投入超过0.9%总造价后存在边界效应。 展开更多

关键词 钻爆法隧道 数字孪生 效益分析 系统动力学 DEMATEL 因果循环图

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45°倾角正断层粘滑错动对隧道影响试验分析 被引量：31

17

作者 刘学增 王煦霖 林亮伦 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期44-50,共7页

通过1∶50室内模型试验,模拟了45°倾角正断层粘滑错动下,与之正交的隧道结构的受力变形破坏过程,并布置传感器监测了隧道顶部和底部的围岩压力、隧道轴向的应变和隧道环向的应变.结果表明,围岩压力在剪切带附近发生显著变化,上盘... 通过1∶50室内模型试验,模拟了45°倾角正断层粘滑错动下,与之正交的隧道结构的受力变形破坏过程,并布置传感器监测了隧道顶部和底部的围岩压力、隧道轴向的应变和隧道环向的应变.结果表明,围岩压力在剪切带附近发生显著变化,上盘和剪切带范围内拱顶压力显著增大,下盘拱顶压力次之,上盘和剪切带隧道底部压力减小,下盘底部压力显著增大,隧道与下部围岩可能局部脱空以适应断层的剪切位移;上盘和剪切带范围内隧道纵向弯矩为正,下盘范围内为负,隧道偏心受压;以原型混凝土压坏来判定衬砌破坏,初步确定原型结构破坏所容许的最大断层位移D=0.7m,理论上该值略偏大;隧道衬砌破坏区域长度,在剪切带和下盘范围分别为1.7和2.8倍隧道宽度. 展开更多

关键词 隧道 正断层 粘滑错动 模型试验

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逆断层粘滑错动对公路隧道的影响 被引量：30

18

作者 刘学增 林亮伦 桑运龙 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1008-1014,共7页

结合大量地震断层的案例,针对逆断层倾角为75°,60°,45°三种工况通过模型试验研究不同倾角逆断层粘滑错动下隧道应变分布规律和整个破坏过程.试验结果表明:断层倾角越小,上盘范围内隧道顶部的纵向拉应变越大,并且拉应变... 结合大量地震断层的案例,针对逆断层倾角为75°,60°,45°三种工况通过模型试验研究不同倾角逆断层粘滑错动下隧道应变分布规律和整个破坏过程.试验结果表明:断层倾角越小,上盘范围内隧道顶部的纵向拉应变越大,并且拉应变进入过载状态时的错动位移值越小.当断层倾角为75°时,隧道的主要破坏形式为直接剪切破坏;当断层倾角为45°时,隧道的破坏形式以弯曲拉破坏为主;45°倾角工况下隧道的破坏范围为上盘距离断层面2.0 D(D为隧道洞径)至下盘距离断层面0.2 D,75°倾角工况下隧道的破坏范围为上盘距离断层面0.8 D至下盘距离断层面0.4 D. 展开更多

关键词 公路隧道 粘滑错动 逆断层 模型试验

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叠合式套拱加固带裂缝隧道衬砌受力机理分析 被引量：25

19

作者 刘学增 桑运龙 包浩杉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期127-134,共8页

采用1∶1带预制裂缝的隧道衬砌试件开展套拱加固衬砌荷载结构试验,原衬砌预制裂缝深度分别为衬砌厚度的1/3和2/3,原结构和新增套拱之间充分粘结,试验得到叠合式套拱加固带裂缝衬砌的变形破坏规律和影响因素。叠合套拱加固试件受弯过程为... 采用1∶1带预制裂缝的隧道衬砌试件开展套拱加固衬砌荷载结构试验,原衬砌预制裂缝深度分别为衬砌厚度的1/3和2/3,原结构和新增套拱之间充分粘结,试验得到叠合式套拱加固带裂缝衬砌的变形破坏规律和影响因素。叠合套拱加固试件受弯过程为"加载—套拱开裂—叠合面产生裂缝—破坏",共3个阶段。叠合面裂缝的出现将使衬砌刚度急剧降低,预制裂缝高度为1/3衬砌厚度的试件,其开裂弯矩、短期刚度和受弯承载力比按照完整钢筋混凝土梁计算的短期刚度减少3.19%、23.58%,19.35%,预制裂缝为竖向扩展,破坏模式为延性破坏;预制裂缝高度为2/3衬砌厚度的试件,其开裂弯矩、短期刚度和受弯承载力比理论值减少14.39%、54.37%、37.78%,预制裂缝为斜向扩展,破坏模式为脆性破坏。根据试验结果提出叠合式套拱的开裂弯矩、短期刚度和受弯承载力计算方法。 展开更多

关键词 叠合式套拱 隧道加固 承载力计算 足尺试验 衬砌裂缝

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基于iS3的隧道智能建造系统及其应用 被引量：8

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作者 陈超 李晓军 +3 位作者 武威 芮易 李华明 朱合华 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S02期12-19,28,共9页

隧道智能建造是隧道工程建设发展的方向。隧道智能建造在围岩智能判释、支护智能设计、机械智能施工和协同管控方面存在难点问题,需要通过智能建造理论方法和各类智能技术协同解决,其中集成系统尤为关键。目前集成系统在地质体、全寿命... 隧道智能建造是隧道工程建设发展的方向。隧道智能建造在围岩智能判释、支护智能设计、机械智能施工和协同管控方面存在难点问题,需要通过智能建造理论方法和各类智能技术协同解决,其中集成系统尤为关键。目前集成系统在地质体、全寿命周期、拓展性、自主执行和多层次需求敏捷响应上仍存在不足,需要进一步研究解决。基于基础设施智慧服务系统(iS3),提出以全息感知、融合建模、智能分析、闭环控制和持续优化学习为特征的隧道智能建造系统概念模型;并基于概念模型构建围绕地质体、隧道体的高拓展性、高可复用性、核心能力突出、快速自主响应的隧道智能建造系统框架。最后通过峨汉高速公路大峡谷隧道支护智能设计系统的应用实践,从工地信息提取到设计方案自动反馈至现场施工人员仅需10min,有效证明了基于iS3的隧道智能建造系统的适用性。 展开更多

关键词 隧道 智能建造 iS3 概念模型 系统框架

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