黏土浅埋隧道开挖面稳定性模型试验研究 被引量：3

1

作者 邹金杰 赵宇 +3 位作者 李姣阳 甘鹏路 闫自海 刘维 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第4期478-484,共7页

为研究不同加固条件下黏土隧道开挖面失稳发展过程及地表变形规律,采用轴对称半隧道模型,进行了无加固、管棚加固和"管棚+水泥土"加固条件下的三组试验,研究了开挖面支护力、地表沉降规律和开挖面失稳发展过程.研究发现,管棚... 为研究不同加固条件下黏土隧道开挖面失稳发展过程及地表变形规律,采用轴对称半隧道模型,进行了无加固、管棚加固和"管棚+水泥土"加固条件下的三组试验,研究了开挖面支护力、地表沉降规律和开挖面失稳发展过程.研究发现,管棚加固后的土样地表沉降明显减小,而水泥土加固对地表沉降的减小作用有限.随着支护板位移增大,支护力出现快速下降阶段、稳定阶段和丧失阶段.开挖面失稳过程中,土体变形出现主要变形区域、次要变形区域和变形延伸区域.管棚加固或"管棚+水泥土"加固能延缓变形向地表发展,"管棚+水泥土"加固还能降低开挖面附近土体变形大小和范围以及支护力的大小. 展开更多

关键词 开挖面失稳 模型试验 地表沉降 管棚加固 土体变形

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核电站反应堆厂房基础与地基的抗震稳定性研究 被引量：4

2

作者 方火浪 银鸽 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2013年第5期76-82,共7页

以位于强震区的国外某核电站2号机组为研究对象,提出了基于有限元法的考虑土-结构相互作用影响的反应堆厂房结构-地基系统抗震能力的评价方法。从稳定、变形、地基承载能力等方面,对建在具有断层和破碎带岩性地基上的核电站的抗震安全... 以位于强震区的国外某核电站2号机组为研究对象,提出了基于有限元法的考虑土-结构相互作用影响的反应堆厂房结构-地基系统抗震能力的评价方法。从稳定、变形、地基承载能力等方面,对建在具有断层和破碎带岩性地基上的核电站的抗震安全性进行了研究,探讨了反应堆厂房基础和地基的地震反应特性。结果表明,在按新的核电站抗震设防标准生成的场地最大可信地震作用下该反应堆厂房基础和地基可以满足抗震稳定性要求。本文方法和相关结论对我国的核电站抗震安全性评价有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 核电站 反应堆厂房 基础与地基 地震反应 抗震稳定性

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浅埋盾构隧道开挖面失稳大比尺模型试验研究 被引量：9

3

作者 李姣阳 刘维 +2 位作者 邹金杰 赵宇 龚晓南 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期562-567,共6页

盾构隧道施工过程中支护压力不足会引起开挖面失稳。针对浅埋盾构隧道,采用大比尺物理模型试验对盾构开挖面稳定进行研究。试验通过控制支护板移动速度来模拟开挖面失稳变形过程,并对支护压力和地表变形进行监测,发现了支护力和地表变... 盾构隧道施工过程中支护压力不足会引起开挖面失稳。针对浅埋盾构隧道,采用大比尺物理模型试验对盾构开挖面稳定进行研究。试验通过控制支护板移动速度来模拟开挖面失稳变形过程,并对支护压力和地表变形进行监测,发现了支护力和地表变形发展的3个阶段。与此同时,采用数码摄像技术对失稳土体实时观测,并利用颗粒图像技术对图像进行处理得到失稳土体的位移增量场。对比发现,位移增量场的变化规律与支护力和地表变形的3个阶段相对应。 展开更多

关键词 盾构隧道 开挖面失稳 大比尺模型试验 PIV技术 地层变形 位移增量场

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渗流作用下重叠隧道施工引起地层变形 被引量：9

4

作者 唐晓武 甘鹏路 +1 位作者 刘维 赵宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3108-3116,共9页

以深圳地铁5号和7号线重叠段为背景,采用三维数值分析方法,对渗流作用下重叠隧道施工引起的地层变形规律进行研究,并与实测数据校验,分析开挖应力释放和地下水渗流共同作用对地层变形的影响。研究结果表明:纵向截面内,7号线施工时上覆... 以深圳地铁5号和7号线重叠段为背景,采用三维数值分析方法,对渗流作用下重叠隧道施工引起的地层变形规律进行研究,并与实测数据校验,分析开挖应力释放和地下水渗流共同作用对地层变形的影响。研究结果表明:纵向截面内,7号线施工时上覆地层变形较小,变形范围最远发展至开挖面前方4倍隧道高度处,5号线施工则造成较大地层变形,渗流引起开挖面前方2倍隧道高度范围内水位下降,拱顶上方局部土层出现整体下沉;横向截面内,7号线施工引起的土体变形仍然较小,变形区域可由1条与洞周相切、倾斜角度为45°+φ/2的斜线确定,在渗流影响下,5号线施工时截面内水位逐渐降低,土体变形加剧,同时变形范围扩大,地表沉降槽宽度大幅增加;整个施工过程中,地表经历约40 d的快速沉降,速率维持在1 mm/d以上,通过设置止水措施能够有效减小最终沉降,然而当重叠隧道开挖面间距大于一定数值时(本工程为12 m),间距增大对计算沉降量影响较小,通过减小开挖面间距可以缩短工期。 展开更多

关键词 重叠隧道 地层损失 地下水渗流 地层变形 地表沉降

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浅埋盾构隧道开挖面失稳发展过程模型试验 被引量：8

5

作者 唐晓武 李姣阳 +4 位作者 邹金杰 赵宇 甘鹏路 刘维 潘乘浪 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期863-869,共7页

为了研究开挖面支护力、地层变形规律和开挖面失稳发展过程,利用对称性,采用半隧道模型,进行不同支护板后退速率下的4组试验.结果表明,支护板后退速率影响支护力和地层变形数值,而不影响其发展规律.随着支护板位移增大,支护力快速下降... 为了研究开挖面支护力、地层变形规律和开挖面失稳发展过程,利用对称性,采用半隧道模型,进行不同支护板后退速率下的4组试验.结果表明,支护板后退速率影响支护力和地层变形数值,而不影响其发展规律.随着支护板位移增大,支护力快速下降到最小值,接着上升到稳定值.相应地,开挖面失稳发展依次经历局部剪切带、闭合剪切带、贯穿剪切带3个阶段.与理论模型的对比发现,机动场模型处于闭合剪切带阶段,得到的支护力更接近于最小支护力;楔形体模型处于贯穿剪切带阶段,得到的支护力更接近于稳定支护力. 展开更多

关键词 开挖面稳定性 失稳模式 剪切带 支护板后退速率

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浅埋泥水盾构隧道开挖面被动失稳分析 被引量：8

6

作者 李凤涛 唐晓武 +2 位作者 刘维 赵宇 唐强 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1809-1816,共8页

基于杭州沿江运河隧道工程,采用有限差分数值软件FLAC^(3D)对开挖面被动失稳进行研究。根据数值分析中失稳模式提出局部被动失稳二维机动场模型并采用上限分析法推导开挖面极限支护压力。对运河隧道工程进行支护压力上限解分析。研究结... 基于杭州沿江运河隧道工程,采用有限差分数值软件FLAC^(3D)对开挖面被动失稳进行研究。根据数值分析中失稳模式提出局部被动失稳二维机动场模型并采用上限分析法推导开挖面极限支护压力。对运河隧道工程进行支护压力上限解分析。研究结果表明:支护压力过大会引起开挖面局部被动失稳,开挖面局部失稳区域底部至隧道拱顶距离与隧道直径的比值主要受覆土厚度的影响,土体摩擦角变化对其影响较小。被动失稳引起开挖面前方地表1.5倍开挖直径范围内隆起。支护压力上限解分析结果与数值计算结果吻合良好,该研究为盾构隧道施工中支护压力上限值确定提供了合理理论依据。 展开更多

关键词 浅埋隧道 开挖面 被动失稳 上限分析 支护压力

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盾构近距离多次下穿对既有隧道变形的影响 被引量：13

7

作者 马健 李凤涛 +1 位作者 袁飞飞 赵宇 《铁道建筑》 北大核心 2016年第4期64-67,71,共5页

通过对杭州地铁4号线2次近距离下穿地铁1号线施工过程沉降监测数据的分析,探讨盾构施工对既有隧道变形的影响规律。结果表明:既有隧道变形与盾构掘进的相对位置密切相关;盾构小角度穿越时对既有隧道沉降影响较大;多次穿越同一既有隧道时... 通过对杭州地铁4号线2次近距离下穿地铁1号线施工过程沉降监测数据的分析,探讨盾构施工对既有隧道变形的影响规律。结果表明:既有隧道变形与盾构掘进的相对位置密切相关;盾构小角度穿越时对既有隧道沉降影响较大;多次穿越同一既有隧道时,不仅要加强对既有隧道的监测,同时也要对新建隧道进行变形监测,以便及时调整土舱土压力、注浆量等施工参数,防止既有隧道产生过大变形。 展开更多

关键词 盾构下穿 既有隧道 掘进参数 隧道监测 变形

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核电站取水结构动力反应及抗震性能分析 被引量：3

8

作者 张轶群 方火浪 +1 位作者 郭婧 曾泽斌 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第3期1-7,共7页

利用基于考虑钢筋和混凝土材料非线性的纤维单元模型及土体动力弹塑性模型的有限元程序Open Sees,建立土-结构二维平面应变有限元模型,对强震作用下国外某核电站取水结构进行弹塑性动力时程分析。研究取水结构以及地基土的地震动力反应... 利用基于考虑钢筋和混凝土材料非线性的纤维单元模型及土体动力弹塑性模型的有限元程序Open Sees,建立土-结构二维平面应变有限元模型,对强震作用下国外某核电站取水结构进行弹塑性动力时程分析。研究取水结构以及地基土的地震动力反应特性,并对取水结构的变形性能和承载能力进行评估。结果表明,在设计基准地震作用下,取水结构与周围土体的变形呈现出较大的非线性,土体变形以剪切为主,其值随深度的增加逐渐减小。受土-结构动力相互作用的影响,取水结构周围土体的加速度反应较大。取水结构的最大内力和最大抗剪需求能力比分别发生在下层侧壁与底板相交的角点处和靠近侧壁的底板端部。取水结构的层间位移角和抗剪承载力均满足规范规定的抗震安全性要求,并且具有一定的安全裕度。 展开更多

关键词 取水结构 地震 动力反应 纤维模型

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强震作用下深厚砂质覆盖层土坝有效应力动力分析 被引量：4

9

作者 方火浪 郑浩 曾泽斌 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期74-81,共8页

利用基于Biot的饱和多孔介质理论和砂土多重机构模型的动力分析有限元程序FLIP,对遭受M6.7地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行有效应力动力分析,研究坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力的分布规律。通过对坝体加速度和永久变... 利用基于Biot的饱和多孔介质理论和砂土多重机构模型的动力分析有限元程序FLIP,对遭受M6.7地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行有效应力动力分析,研究坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力的分布规律。通过对坝体加速度和永久变形的计算结果与现场实测数据的比较分析,证明两者之间存在一定差异,但计算结果基本上反映坝体加速度与永久变形的实际分布特征,从而说明采用的数值计算方法和本构模型具有一定精度。根据计算结果可以得出:坝体无液化发生;坝底上游浅层地基可能会发生局部液化,但范围较小,可以不进行加固处理;坝趾附近浅层地基可能会发生较大范围的液化,因此须采取相应的抗液化加固措施。 展开更多

关键词 地震 动力反应 永久变形 砂土液化

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深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析 被引量：1

10

作者 方火浪 张轶群 +1 位作者 郭婧 银鸽 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3197-3204,共8页

由于可液化砂质土应力-应变特性模拟的复杂性及数值计算的不稳定性,深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析是土坝抗震研究中的一个尚未完全解决的课题。采用u-p完全耦合的饱和多孔介质有限元分析方法和砂土多重机构弹塑性模型,对遭受M... 由于可液化砂质土应力-应变特性模拟的复杂性及数值计算的不稳定性,深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析是土坝抗震研究中的一个尚未完全解决的课题。采用u-p完全耦合的饱和多孔介质有限元分析方法和砂土多重机构弹塑性模型,对遭受M6.7级地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行弹塑性地震反应分析,研究了坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力产生、扩散和消散的变化规律。结果表明:计算得到的坝体加速度和永久变形与实测值存在一定的差异,但基本上反映了坝体加速度与永久变形的实际分布情况,从而说明采用的本构模型和计算方法具有一定的精度;由于坝体和坝基的超静孔隙水压力较小,且坝体永久变形不大,可以不对坝体和坝基进行加固处理;坝趾附近浅层地基的超静孔隙水压力较大,有可能发生液化,因此,须采取相应的抗液化加固措施。 展开更多

关键词 土坝 地震 动力反应 永久变形 砂土液化

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基于累积损伤理论的土石坝地震永久变形分析 被引量：1

11

作者 方火浪 高原 +2 位作者 银鸽 山口嘉一 佐藤弘行 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期627-634,共8页

以龙冈的在不规则荷载作用下土体应变的累积损伤理论为基础,提出了基于累积损伤理论的土石坝地震永久变形分析方法。采用大型静力和动力三轴仪,对某土石坝筑坝材料的静动变形特性进行了试验研究,确定了筑坝材料的静力和动力应力应变关... 以龙冈的在不规则荷载作用下土体应变的累积损伤理论为基础,提出了基于累积损伤理论的土石坝地震永久变形分析方法。采用大型静力和动力三轴仪,对某土石坝筑坝材料的静动变形特性进行了试验研究,确定了筑坝材料的静力和动力应力应变关系、累积应变模型和相应的材料参数。利用该方法,分别对在日本2008年6月14日岩手—宫城内陆M7.2级地震作用下该土石坝的在建坝体和竣工后坝体的地震永久变形特性进行了研究。结果表明:在建坝体的坝内沉降计算值与现场实测值基本吻合,并且通过与其它土石坝实测值的比较,说明竣工后坝体的坝顶沉降预测值在合理范围之内。 展开更多

关键词 累积损伤理论 土石坝 地震 永久变形

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点源激振下地表竖向位移的近—远场分界线 被引量：1

12

作者 陈龙珠 严细水 秦建堂 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2004年第2期126-130,共5页

在竖向点源作用下 ,地基表面的竖向振动随着源距的增大而衰减 ;但因在近振源区域受体波 (P波、S波 )影响大而在较远处受表面波 (R波 )控制 ,近、远场地表振动的定量衰减规律存在着较大的差异 ,可靠地确定近—远场的分界线便具有重要的... 在竖向点源作用下 ,地基表面的竖向振动随着源距的增大而衰减 ;但因在近振源区域受体波 (P波、S波 )影响大而在较远处受表面波 (R波 )控制 ,近、远场地表振动的定量衰减规律存在着较大的差异 ,可靠地确定近—远场的分界线便具有重要的学术和应用价值。本文在综述既有研究成果的基础上 ,通过比较Lamb问题的精确解和瑞利近似解 ,较为系统地对这一问题进行了分析 ,结果表明 :由地表竖向位移振幅确定的近—远场分界线较由其相位确定的为远 ,前者源距将随地基泊松比的升高和容许误差的减小而增大且目前的常见取值明显偏小 ,后者与地基泊松比的变化几乎无关。之所以分界线源距随地基泊松比升高而增大 ,主要是由于此时的P波波长增大的影响比S波和R波波长增大的影响要大而造成的。 展开更多

关键词 弹性地基 点源激振 地表竖向位移 近一远场分界线

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基于三维多重机构模型的土石坝地震反应分析 被引量：3

13

作者 高原 方火浪 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期375-382,共8页

以Hardin-Drnevich模型和广义Masing准则为基础的三维多重机构模型,可以考虑颗粒材料的非线性和应力诱导各向异性。在有限元软件ABAQUS的平台上,开发了三维多重机构模型的UMAT子程序,实现了利用该模型进行土石坝地震反应分析的可能。利... 以Hardin-Drnevich模型和广义Masing准则为基础的三维多重机构模型,可以考虑颗粒材料的非线性和应力诱导各向异性。在有限元软件ABAQUS的平台上,开发了三维多重机构模型的UMAT子程序,实现了利用该模型进行土石坝地震反应分析的可能。利用三维多重机构模型和等价粘弹性模型,对某沥青混凝土面板堆石坝进行了地震反应分析,探讨了该坝在强震作用下的动力反应特性和本构模型对坝体动力反应的影响。结果表明,用三维多重机构模型与等价粘弹性模型计算得到的坝体动力反应有一定程度的差异,三维多重机构模型能够比较准确地模拟堆石料在地震荷载作用下的复杂应力应变关系,其计算结果可以更合理地揭示坝体的非线性地震反应特性。 展开更多

关键词 堆石坝 三维多重机构模型 地震反应 数值分析

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基坑开挖引起的邻近地铁隧道纵向变形计算方法 被引量：12

14

作者 徐闻达 蒋军 《铁道建筑》 北大核心 2018年第9期63-67,共5页

为了分析基坑开挖对邻近地铁隧道纵向变形的影响,首先采用Mindlin解推导得到基坑开挖引起的隧道纵向附加应力计算公式;然后基于双面弹性地基梁模型建立地铁隧道的纵向变形方程,并应用有限差分法和MATLAB编程计算出隧道的纵向位移;最后... 为了分析基坑开挖对邻近地铁隧道纵向变形的影响,首先采用Mindlin解推导得到基坑开挖引起的隧道纵向附加应力计算公式;然后基于双面弹性地基梁模型建立地铁隧道的纵向变形方程,并应用有限差分法和MATLAB编程计算出隧道的纵向位移;最后通过有限元算例和工程实例对理论方法的合理性进行验证。结果表明:提出的理论计算方法与数值模拟结果和现场实测值均吻合良好;采用双面弹性地基梁模型分析隧道纵向变形比Winkler弹性地基梁模型更具优越性。 展开更多

关键词 地铁隧道 计算公式 理论分析 纵向变形 基坑开挖

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考虑围压效应的块状节理岩体变形破坏数值模拟 被引量：2

15

作者 詹懿德 汪发祥 +2 位作者 佘恬钰 沈佳轶 吕庆 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期70-76,共7页

节理岩体变形模量是深部岩体工程设计及稳定性分析的重要设计参数,开展围压对节理岩体变形特征及破坏形态的研究具有重要意义。采用离散元数值模拟与室内试验测试相结合的研究方法,开展不同围压条件下含两组预制节理的块状节理岩体三轴... 节理岩体变形模量是深部岩体工程设计及稳定性分析的重要设计参数,开展围压对节理岩体变形特征及破坏形态的研究具有重要意义。采用离散元数值模拟与室内试验测试相结合的研究方法,开展不同围压条件下含两组预制节理的块状节理岩体三轴压缩变形破坏数值模拟研究,主要结论如下:(1)块状节理岩体的变形模量随着围压的增大而增大,当围压超过4 MPa时,变形模量的变化趋于平缓;(2)块状节理岩体的破坏模式分为两种:一是产生沿着已有节理面的滑动破坏;二是产生穿过整个岩体的剪切破坏,且随着围压的增大,块状节理岩体的破坏模式由节理滑动破坏向岩块剪切破坏转变;(3)对于1+2、2+3、3+5和5+7块状节理岩体模型,发生破坏模式转变的围压分别为0.5、1.0、4.0和4.0 MPa。 展开更多

关键词 块状节理岩体 围压效应 变形模量 破坏形态 数值模拟

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基于移动平均法的危岩点云数据处理及变形分析 被引量：4

16

作者 方良斌 张宏魏 +2 位作者 詹建勇 史培新 赵宇 《人民长江》 北大核心 2019年第4期152-156,共5页

传统危岩监测存在布点困难、效率低等不足,而三维激光扫描技术因采用非接触测量而可快速获取点云数据,但数据处理是难点。提出了一种基于移动平均法的危岩点云数据处理方法以提高变形识别率。首先根据危岩节理特征构造新的空间坐标系,... 传统危岩监测存在布点困难、效率低等不足,而三维激光扫描技术因采用非接触测量而可快速获取点云数据,但数据处理是难点。提出了一种基于移动平均法的危岩点云数据处理方法以提高变形识别率。首先根据危岩节理特征构造新的空间坐标系,使得某一轴向可直观反映危岩主要滑移方向,再通过曲面拟合计算移动窗口内的特征点,有效缩减了点云数据,在此基础利用ICP算法搜索对应点。依托温州某隧道工程,分析开挖边坡出现的危岩沿潜在滑移方向的位移,结果表明该方法极大提高了危岩变形识别的正确率,危岩在两次监测时间内存在约10 mm的变形,需采取一定的防治措施。 展开更多

关键词 危岩变形 三维激光扫描 移动平均法 点云数据

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基于三维激光扫描技术的隧道围岩参数反演分析 被引量：3

17

作者 杨建群 詹建勇 +2 位作者 方良斌 史培新 赵宇 《铁道建筑》 北大核心 2019年第8期92-95,共4页

将三维激光扫描技术应用于温州绕城高速公路南山隧道施工期的变形量测中。首先相隔4个工日进行2次扫描得到2期隧道点云数据,通过对点云数据分析和处理得到隧道初期支护段空间变形场,从中提取断面的拱顶沉降作为隧道围岩参数反演分析的... 将三维激光扫描技术应用于温州绕城高速公路南山隧道施工期的变形量测中。首先相隔4个工日进行2次扫描得到2期隧道点云数据,通过对点云数据分析和处理得到隧道初期支护段空间变形场,从中提取断面的拱顶沉降作为隧道围岩参数反演分析的实测值。然后建立隧道三维有限元模型对围岩弹性模量、黏聚力和内摩擦角进行反演分析。结果表明:三维激光扫描监测可以快速获取隧道空间变形场,为隧道围岩参数反演分析提供足够的有效数据,弥补了传统监测方法的不足;当围岩弹性模量为1 GPa,黏聚力为200 k Pa,内摩擦角为28°时拱顶沉降模拟计算值与实测值吻合度最高。反演所得围岩参数均低于隧道设计阶段根据地质勘查报告的估算值,可用于隧道支护参数动态设计,降低工程成本。 展开更多

关键词 公路隧道 三维激光扫描 数值计算 围岩参数 反演分析

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