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深度学习在隧道与地下工程中的应用现状及展望 被引量:2
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作者 宋战平 杨子凡 +1 位作者 张玉伟 霍润科 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期221-255,共35页
为系统分析深度学习在隧道及地下工程中的应用研究进展,分别从参数反演分析、施工机械参数预测与优化、施工及运营过程控制与风险评估、隧道安全监测与缺陷检测、隧道结构健康预测、围岩分级、掌子面图像识别与分类等7个方向对深度学习... 为系统分析深度学习在隧道及地下工程中的应用研究进展,分别从参数反演分析、施工机械参数预测与优化、施工及运营过程控制与风险评估、隧道安全监测与缺陷检测、隧道结构健康预测、围岩分级、掌子面图像识别与分类等7个方向对深度学习在隧道及地下工程问题中的应用现状进行研究。结果表明:1)参数反演理论体系的建立已基本完善,结合新型监测技术、计算机技术及仿真技术,建立多源化智能反演模型是今后隧道及地下工程反演方法的发展方向;2)掘进参数的准确预测对于优化施工机械性能及智能掘进过程具有至关重要的作用,且考虑掘进参数之间的相关性与差异性可进一步提高预测模型的泛化能力;3)以多源监测数据在时间与空间上的高度融合为决策基础,基于数据驱动技术的风险控制分析方法为隧道施工及运营阶段的动态设计与信息化施工提供智能化管理;4)特征融合深度神经网络与自适应像素级分割算法相结合的计算机视觉技术不仅降低了缺陷检测成本,更进一步保障了智慧防灾及安全监测系统与工程现场之间的适用性;5)以结构健康监测方法为核心技术,通过融合物理机制和深度学习算法构建的优化系统保障了隧道稳定性与变形预测的准确性与可靠性;6)基于多源信息获取技术的深度学习框架可提取岩体结构面特征参数并转化为定量指标,实现对不同地质环境及施工方法的隧道围岩智能分级;7)利用图像处理技术和深度学习算法,能够从复杂的掌子面图像中自动提取轮廓的有效信息,并进行精确的裂隙特征识别和量化分析。基于深度学习在隧道及地下工程中7类应用方向的总结分析,指出现有研究中存在数据处理实时共享难度大、缺乏模型预测准确度评价标准等问题,并结合隧道及地下空间智能化、绿色化与可持续化建设趋势,针对深度学习理论与其工程应用、隧道结构智能化防灾技术及“双碳战略”下新型隧道建造方式等方面提出展望。 展开更多
关键词 隧道与地下工程 深度学习 多源监测数据 衬砌病害识别 智慧防灾系统
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微生物介导碳酸盐/磷酸盐沉淀技术修复铅(Pb)污染地下水和黄土的影响机理研究 被引量:2
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作者 秦鹏 郑文杰 +3 位作者 薛中飞 王琳 吕鑫江 何文杰 《土木工程学报》 北大核心 2025年第1期101-110,125,共11页
中国西北金属矿藏开发利用虽加速当地经济发展,然而不当的含铅(Pb)废水处置将导致场地污染,对周边生态环境和人类健康造成极大威胁。该研究分别探究了微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)技术和微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)技术修复铅污染地下水... 中国西北金属矿藏开发利用虽加速当地经济发展,然而不当的含铅(Pb)废水处置将导致场地污染,对周边生态环境和人类健康造成极大威胁。该研究分别探究了微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)技术和微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)技术修复铅污染地下水和黄土的潜力,并对二者修复效率和内在影响机理进行深入分析。试验结果发现,巴氏芽孢八叠球菌在酸性条件解脲能力较差导致尿素水解程度较低,得到的修复效率仅为10.82%,且矿化产物碳酸铅(PbCO3)和碱式碳酸铅(Pb3(CO3)2(OH)2)化学稳定性低;而巨大芽孢杆菌在酸性条件下表现出较强的解磷能力,仍可以得到80%以上的修复效率,且矿化产物磷氯铅矿(Pb5(PO4)3Cl)化学稳定性高,微观试验识别的矿化产物是以细菌为成核位点的共沉淀结构(Ca2Pb3(PO4)3Cl矿物与磷酸盐矿物),降低了Pb2+再次迁移扩散的概率。铅污染黄土修复试验中,巨大芽孢杆菌得到修复效率较高且赋存形态主要为铁锰氧化态Pb,相较巴氏芽孢八叠球菌修复后的碳酸盐结合态Pb具有更高的化学稳定性和更低的生态毒性。 展开更多
关键词 微生物介导碳酸盐沉淀(MICP) 微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP) 铅污染地下水 铅污染黄土 修复效率
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弱渗透性土中地下结构承受水压规律试验研究 被引量:1
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作者 梁泽田 郑山锁 +3 位作者 刘晓航 胡文乐 杜宜阳 宋枳含 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期83-96,共14页
为合理评估地下结构在使用寿命周期内的抗浮性能,设计一种多功能模型试验系统,模拟不同水力梯度作用下重塑黄土和粉质黏土中孔隙水压力的传递过程,开展竖向渗流条件和侧向渗流条件下两种土体介质中地下结构承受水压变化规律试验;基于修... 为合理评估地下结构在使用寿命周期内的抗浮性能,设计一种多功能模型试验系统,模拟不同水力梯度作用下重塑黄土和粉质黏土中孔隙水压力的传递过程,开展竖向渗流条件和侧向渗流条件下两种土体介质中地下结构承受水压变化规律试验;基于修正K-C(Kozeny-Carman)渗流理论提出用于描述弱渗透性土体介质中孔压竖向传递的数学模型。研究结果表明:在相同水力梯度作用下粉质黏土中同一测点的孔压值较重塑黄土中小,且趋于稳定所需时间较长;当两种土体介质中发生竖向渗流或侧向渗流时,地下结构承受的水压均比理论静水压力小;所提出的数学模型能够较好地描述重塑黄土和粉质黏土介质中孔压的传递过程;在实际工程中,应考虑结构自身对地下渗流场的影响和特殊土体介质对孔隙水渗流的影响,从而实现更合理的抗浮设计。 展开更多
关键词 水浮力 地下结构 模型试验 孔隙水压力 阻挡效应
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Cu^(2+)在HPMC改性膨润土中的吸附和扩散行为
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作者 王宝 胡业昊 +2 位作者 朱佳佳 张迪 周浩然 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第4期127-133,共7页
开展穿透扩散试验(Through-Diffusion Test),研究重金属Cu^(2+)在羟丙基甲基纤维素(HPMC)改性膨润土中的吸附和扩散行为,并与未改性膨润土进行比较。同时,使用污染物运移模拟软件Pollute V7.0定量评估HPMC改性对膨润土截污性能的影响。... 开展穿透扩散试验(Through-Diffusion Test),研究重金属Cu^(2+)在羟丙基甲基纤维素(HPMC)改性膨润土中的吸附和扩散行为,并与未改性膨润土进行比较。同时,使用污染物运移模拟软件Pollute V7.0定量评估HPMC改性对膨润土截污性能的影响。研究结果表明,当HPMC的添加量为2%和5%时,Cu^(2+)在膨润土上的吸附量分别减小了40%和46%,而扩散速度分别降低了7%和34%。Pollute V7.0的模拟计算结果显示,添加2%和5%的HPMC,可将膨润土对Cu^(2+)的截污性能分别提高1.32倍和2.58倍。研究结果可为HPMC改性膨润土截污性能评估提供基础参数。 展开更多
关键词 土工复合膨润土衬垫 膨润土 羟丙基甲基纤维素 扩散 吸附
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生物反应墙联合电动修复铜污染黄土试验研究
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作者 王琳 郑文杰 +1 位作者 薛中飞 吕鑫江 《土木工程学报》 北大核心 2025年第8期82-90,共9页
文章提出一种改进的电动反应装置,联合电动技术和生物反应墙(PRB),此PRB内引入酶促碳酸盐沉淀(EICP)技术,考虑单次EICP处理、多次EICP处理、pH调控以及氨氮去除,从而缓解电动修复中阴极附近聚焦效应的问题,进一步提高去除效率,并解决二... 文章提出一种改进的电动反应装置,联合电动技术和生物反应墙(PRB),此PRB内引入酶促碳酸盐沉淀(EICP)技术,考虑单次EICP处理、多次EICP处理、pH调控以及氨氮去除,从而缓解电动修复中阴极附近聚焦效应的问题,进一步提高去除效率,并解决二次污染。结果表明:PRB与阴极电解液槽两者对去除效率的提升均有显著贡献,使黄土中残余的铜离子减少20%以上。因多次的EICP处理还增加阳极附近碳酸根离子和铜离子结合的概率,反而降低PRB对去除效率的贡献,引入pH调控解决上述问题。多次的EICP处理也因为铜氨络合物的生成缓解阴极附近的聚焦效应,pH调控降低了阴极附近区域的pH值,一定程度上缓解了该处的聚焦效应,提高阴极电解液槽对去除效率的贡献。氨氮去除不仅解决二次污染的问题,将土中的氨氮降低55%~100%,提高铜离子沉淀在PRB内的百分比。 展开更多
关键词 酶诱导碳酸盐沉淀 电动修复 黄土 生物可渗透反应墙
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冻融循环下MICP固化风积砂的性能劣化试验研究
6
作者 刘小军 朱芮 +1 位作者 王东亚 孙跃 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第4期71-78,共8页
为了探究微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)固化风积砂在冻融循环影响下的劣化机理,在微生物加筋联合糖钙固化风积砂的基础上对加固试样进行冻融循环试验,通过分析质量损失、无侧限抗... 为了探究微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)固化风积砂在冻融循环影响下的劣化机理,在微生物加筋联合糖钙固化风积砂的基础上对加固试样进行冻融循环试验,通过分析质量损失、无侧限抗压强度、压汞试验及微观试验,分析冻融循环对微生物固化风积砂的劣化机理。研究结果表明:加固试样在冻融循环过程中,表面剥蚀情况加剧,出现蜂窝、麻面等劣化情况;质量损失率在10次循环后开始收敛;试样强度随着循环次数增加先减小后收敛,到20次时降至最低;试样孔隙随着循环次数增加逐渐增大,整体性能下降;在低次数冻融循环中,主要影响胶结较差的砂颗粒间的碳酸钙晶体,高次数循环后试样表面变光滑,碳酸钙晶体流失,导致颗粒联结减弱,试样强度和整体性能下降。研究结果可为MICP加筋联合糖钙固化风积砂更好地应用到实际工程中提供指导。 展开更多
关键词 冻融循环 MICP 力学试验 劣化机理
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基于实测数据的强夯有效加固深度计算方法
7
作者 王燕 姚斌 +2 位作者 马云龙 侯旭辉 汪旭旭 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期538-543,共6页
针对目前高能级强夯有效加固深度计算中参数不易确定、计算结果与实际误差较大的情况,提出基于实测数据的强夯有效加固深度计算方法.通过对甘肃某强夯处理后的湿陷性黄土地基进行现场原位试验和室内土工试验.研究表明:6000 kN·m能... 针对目前高能级强夯有效加固深度计算中参数不易确定、计算结果与实际误差较大的情况,提出基于实测数据的强夯有效加固深度计算方法.通过对甘肃某强夯处理后的湿陷性黄土地基进行现场原位试验和室内土工试验.研究表明:6000 kN·m能级的强夯处理能有效改善土体的物理力学性质,提高其均匀性及密实度,消除其湿陷性,强夯有效加固深度为5.0 m,实测夯沉量为1.4 m.结合强夯前后地基土沿深度方向干密度的变化规律,将夯前夯后5.4 m深度处的干密度代入本文所提的计算公式得到:计算结果与现场实测值较为吻合,可为强夯工程的设计与实践提供有益的参考. 展开更多
关键词 强夯 黄土地基 有效加固深度 计算方法 干密度
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基于随机介质理论的偏压隧道地表沉降预测方法 被引量:2
8
作者 周鹏远 宋战平 +2 位作者 王军保 张玉伟 田小旭 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期589-598,共10页
隧道开挖引起地表沉降的各种预测方法均假定隧道收敛模式为对称形式,忽略了隧道非对称收敛的影响。为对偏压隧道引起地表沉降进行预测,提出了一种新的隧道偏压收敛模式,定义了相应的偏压参数θ,γ1,γ3,基于随机介质理论,利用坐标变换... 隧道开挖引起地表沉降的各种预测方法均假定隧道收敛模式为对称形式,忽略了隧道非对称收敛的影响。为对偏压隧道引起地表沉降进行预测,提出了一种新的隧道偏压收敛模式,定义了相应的偏压参数θ,γ1,γ3,基于随机介质理论,利用坐标变换和二重积分的数值化处理,得到了偏压隧道引起地表沉降的预测模型;通过实际工程案例,验证了该方法的适用性,并分析了相关参数对地表沉降的影响规律。提出的预测模型将传统对称收敛模式拓展至非对称情况,能很好预测地表沉降的非对称趋势,且更接近实际案例的监测数值。 展开更多
关键词 偏压隧道 地表沉降预测 隧道收敛模式 随机介质理论
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上软下硬地层拱柱法暗挖地铁车站施工变形规律研究 被引量:2
9
作者 王祥 王顺然 +2 位作者 刘宪永 宋战平 吴昊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期156-160,共5页
[目的]上软下硬地层条件下浅埋地铁车站施工难度较大,易引起地面沉降、车站变形等工程问题。拱柱法作为一种新型工法,其工序相对简单,安全风险较小,施工效率较高。有必要研究上软下硬地层拱柱法暗挖地铁车站施工变形规律。[方法]对施工... [目的]上软下硬地层条件下浅埋地铁车站施工难度较大,易引起地面沉降、车站变形等工程问题。拱柱法作为一种新型工法,其工序相对简单,安全风险较小,施工效率较高。有必要研究上软下硬地层拱柱法暗挖地铁车站施工变形规律。[方法]对施工过程进行数值模拟,计算施工中的地面沉降、隧道水平收敛及拱顶沉降,并与现场实际监测数据进行对比分析。[结果及结论]模拟结果显示,拱柱法施工时车站中线上方地面沉降最大值为13.91 mm;拱部净空收敛最大值为0.66 mm,下部直墙断面净空收敛为1.85 mm;中导洞的拱顶沉降值为0.66 mm,边导洞的拱顶沉降值为0.07 mm。现场监测结果显示,地面沉降最大值为19.75 mm;中导洞净空收敛值为3.25 mm;中导洞的拱顶沉降值为7.07 mm,边导洞拱顶沉降值为3.84 mm。 展开更多
关键词 地铁车站 上软下硬地层 拱柱法施工 地面沉降
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酶促碳酸盐与磷酸盐技术矿化铜(Cu)污染黄土的试验及内在影响机理研究
10
作者 吕鑫江 郑文杰 +3 位作者 王琳 薛中飞 秦鹏 何文杰 《土木工程学报》 北大核心 2025年第7期87-97,共11页
文章通过酶诱导碳酸盐沉淀法(EICP)和磷酸盐沉淀法(EIPP)进行铜(Cu)溶液和铜污染黄土的修复试验,并使用Visual MINTEQ软件和XRD微观测试探究沉淀形态,揭示修复机理。在Cu浓度5~50mmol/L,EICP方法中脲酶完全失活,固化效率为0%。添加壳聚... 文章通过酶诱导碳酸盐沉淀法(EICP)和磷酸盐沉淀法(EIPP)进行铜(Cu)溶液和铜污染黄土的修复试验,并使用Visual MINTEQ软件和XRD微观测试探究沉淀形态,揭示修复机理。在Cu浓度5~50mmol/L,EICP方法中脲酶完全失活,固化效率为0%。添加壳聚糖后,脲酶活性有所提高,此时的Cu^(2+)固化效率范围在17.8%~92.3%;而EIPP方法中所用的植酸酶并未失活,Cu^(2+)固化效率在98%以上。通过Visual MINTEQ软件模拟和XRD微观试验可知,EICP中矿物沉淀为孔雀石(Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)),同时伴有铜氨络合物,正是这一络合物的存在降低了Cu^(2+)固化效率,而EIPP中矿物沉淀仅有磷酸铜(Cu_(3)(PO_(4))_(2))。土柱试验中,EICP技术主要将游离态Cu矿化为碳酸盐结合态Cu,EIPP技术则是矿化为更稳定的铁锰氧化态Cu。当Cu浓度为4000mg/kg时,EICP和EIPP的固化效率为77.3%和100.0%,突出了EIPP技术修复Cu污染的显著优势。 展开更多
关键词 酶促矿化 酶活性 沉淀形态 固化效率
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大温差下乌兹别克斯坦盐渍土力学特性及路基边坡稳定性研究
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作者 郑方 宋战平 +3 位作者 王加辉 刘乃飞 张玉伟 王燕 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期149-153,共5页
随着国家“一带一路”倡议的深入推进,中亚等丝路沿线国家盐渍土地区的交通基础设施建设急剧增加,受特殊气候条件的影响,盐渍土道路工程建设中易出现沉陷、边坡失稳等工程问题。以乌兹别克斯坦A380公路项目为依托,基于大温差冻融循环及... 随着国家“一带一路”倡议的深入推进,中亚等丝路沿线国家盐渍土地区的交通基础设施建设急剧增加,受特殊气候条件的影响,盐渍土道路工程建设中易出现沉陷、边坡失稳等工程问题。以乌兹别克斯坦A380公路项目为依托,基于大温差冻融循环及不固结不排水三轴剪切试验,研究大温差下不同冻融循环次数及含盐量下盐渍土的破坏强度及抗剪强度参数的演化规律;对不同含盐量、不同冻融循环次数下的路基边坡稳定性进行数值模拟分析。结果表明:在不同冻融循环次数及含盐量下,随着含盐量增加,破坏强度不断减小呈线性衰减特征,黏聚力和内摩擦角呈二次函数衰减特征;随着冻融循环次数增加,破坏强度及黏聚力不断减小,呈对数函数衰减特征,而内摩擦角呈对数函数的增长特征;盐渍土路基边坡安全系数随着含盐量和冻融循环次数的增加均呈现不断减小的特征。 展开更多
关键词 大温差 盐渍土 冻融循环 抗剪强度 边坡稳定性
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黄土湿陷对输电塔斜桩基础承载性状的影响
12
作者 朱宇龙 曹卫平 +2 位作者 吕品 王悦 赵敏 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期169-178,共10页
为提高小角度倾斜桩在湿陷性黄土地区的应用,建立3种角度的2×2群桩有限元模型,采用模量折减法模拟黄土湿陷效应,得到加载与浸水顺序对不同倾角群桩承载特性的影响特征。结果表明:基于所开展的0、10、15°群桩试验,先加载后浸... 为提高小角度倾斜桩在湿陷性黄土地区的应用,建立3种角度的2×2群桩有限元模型,采用模量折减法模拟黄土湿陷效应,得到加载与浸水顺序对不同倾角群桩承载特性的影响特征。结果表明:基于所开展的0、10、15°群桩试验,先加载后浸水及先浸水后加载2种工况下,斜群桩承台位移量及桩周地基土沉降量均小于直群桩,且斜群桩受浸水湿陷的影响更小,但斜群桩桩身弯矩和剪力均大于直群桩。与先加载后浸水工况相比,先浸水后加载工况下承台位移及土体沉降量更小,斜群桩桩身内力则较大,而先浸水后加载工况下桩身侧摩阻力较小。倾角较大的斜群桩有着更好的承受荷载及抵抗黄土浸水湿陷能力,对黄土地基作预先浸水处理能有效提升后期群桩基础承载力。 展开更多
关键词 黄土湿陷 输电塔 斜群桩 承载力 数值模拟
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深埋石英砂岩三轴分级蠕变特性研究
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作者 陈浩哲 邵珠山 +3 位作者 靳冬冬 张喆 孙钰雯 朱意明 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期358-366,共9页
岩爆发生的时间滞后性与深埋隧洞内围岩的蠕变力学特性密切相关,故本研究采用三轴分级加载方式对不同含水状态下深埋石英砂岩进行了蠕变力学试验。试验结果表明:当处于高应力水平时,水对岩石的弱化效果更加明显,围压效应的束缚作用降低... 岩爆发生的时间滞后性与深埋隧洞内围岩的蠕变力学特性密切相关,故本研究采用三轴分级加载方式对不同含水状态下深埋石英砂岩进行了蠕变力学试验。试验结果表明:当处于高应力水平时,水对岩石的弱化效果更加明显,围压效应的束缚作用降低了水的弱化程度以减缓岩石的蠕变失效进程且提升了岩石强度。在干燥状态下石英砂岩的体积变形较饱和状态呈现“锯齿”状的波动演化形态。水的弱化作用使体积扩张变形在随时间的演化过程中表现出延性特征,围压效应则抑制了变形程度并压缩了变形调整空间。应力水平与对数蠕变应变率关系随着含水率的增加呈向左移动的趋势,随着围压上升而向右移动。干燥与饱和状态岩石在单轴条件分别呈现出以剪切为主、剪切与劈裂并存的失效模式,围压效应下的干燥试件仍以剪切破坏为主,饱和试件则在剪切与劈裂破坏共存中趋向于剪切破坏。 展开更多
关键词 石英砂岩 蠕变 含水状态 围压 时间滞后性
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某大型地下硐室不良地质体变形及控制措施研究 被引量:7
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作者 石广斌 肖清 +2 位作者 魏娟盆 张雯 洪勇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第4期84-89,共6页
某地下硐室群地质条件复杂,根据前期地质勘探揭露的地质资料,该硐室区存在大量的不良地质体(PH条带)。通过不同的计算分析方案,采用三维有限元数值分析软件MIDAS-GTS/NX,精确模拟了PH条带等大型地质结构面,研究地下硐室开挖过程中PH条... 某地下硐室群地质条件复杂,根据前期地质勘探揭露的地质资料,该硐室区存在大量的不良地质体(PH条带)。通过不同的计算分析方案,采用三维有限元数值分析软件MIDAS-GTS/NX,精确模拟了PH条带等大型地质结构面,研究地下硐室开挖过程中PH条带宽度与围岩变形及塑性区分布特征,并在此基础上对硐室群进行加强支护等措施。结果表明:地下硐室群的围岩稳定性与不良地质体的厚度有关,即PH条带宽度越大,对硐室群围岩稳定性影响越大。数值模拟结果较好地体现了不良地质体对围岩稳定性的破坏特征,可为制定大型地下硐室群的开挖设计和支护措施提供较好的科学依据。 展开更多
关键词 地下硐室群 不良地质体 有限元模拟 围岩稳定
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复合地层大直径盾构掘进管线保护及地层加固方案分析与评价
15
作者 周东波 梅源 张钰杭 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期8-16,共9页
为了确定大直径盾构隧道地层改良和管线加固最优方案,采用数字地震仪微动检测技术对加固区地层分布和密实度进行了综合分析,同时引入单位掘进能耗技术指标对各加固方案的施工效率进行评价,并通过数值模拟研究了不同加固方案下,盾构掘进... 为了确定大直径盾构隧道地层改良和管线加固最优方案,采用数字地震仪微动检测技术对加固区地层分布和密实度进行了综合分析,同时引入单位掘进能耗技术指标对各加固方案的施工效率进行评价,并通过数值模拟研究了不同加固方案下,盾构掘进时地层孔隙应力的扰动情况和不同加固方法对控制渗流扰动的控制效果,研究结果表明:工法桩加固由于未加固浅层土体,对管线沉降的控制效果最差,袖阀管次之,组合注浆加固则能显著提升对管线沉降的控制效果;通过微动探测可知,袖阀管注浆对浅层黏土地层填充效果较好,MJS工法桩则能有效弥补袖阀管注浆加固的不足,对碎石夹黏性土层与下部粉砂岩层的适应性较好,能有效加强地层密实度,减少渗透系数;分析加固前后的盾构施工效率变化可知,袖阀管加固段的地层均匀性较差,单位能耗、地层实际损失值波动较大,MJS注浆加固后的地层密实度较高、均匀性较好,该加固区工作面也较为稳定,有利于控制地表沉降与隧道轴线偏差。 展开更多
关键词 隧道工程 加固效果比选 数值模拟 管线加固 物理探测
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预制孔洞凝灰岩破坏声发射响应特性及预警
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作者 郑蕾 许晓静 +2 位作者 许王亮 宋战平 张泽坤 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期135-144,共10页
岩石的裂隙孔洞等缺陷极易引发其局部破坏,对施工安全与运营维护产生不利影响。利用岩石力学测试系统对不同岩桥长度的双圆孔洞凝灰岩进行单轴压缩试验,配合声发射(acoustic emission,简称AE)监测系统对试验全过程进行声发射监测,进行... 岩石的裂隙孔洞等缺陷极易引发其局部破坏,对施工安全与运营维护产生不利影响。利用岩石力学测试系统对不同岩桥长度的双圆孔洞凝灰岩进行单轴压缩试验,配合声发射(acoustic emission,简称AE)监测系统对试验全过程进行声发射监测,进行岩石变形破坏过程的声发射特征研究。基于声发射能量、振铃计数、上升时间与幅值的比值(RA)/振铃计数与持续时间的比值(AF)、b值等特征参数,分析不同岩桥长度对岩石破坏的影响,并对其损伤演化特征的前兆信息进行探索。结果表明:声发射参数随时间呈阶段性变化,岩石失稳破坏前有明显异常响应特征;随着岩桥长度的增加,AE能量由群震型向孤震型转变,AE振铃计数经历了平静期、活跃期和突增区,AE RA/AF值对局部细小裂纹扩展较敏感,AE b值随时间经历了上升期、波动期及下降期,总体呈减小趋势;声发射各参数均存在岩石破坏前兆,将AE累计能量、AE累计振铃计数、AE累计RA/AF值的突增点和AE b值的最低点作为“临界破坏前兆点”D,预警时效序列为:AE累计RA/AF值>AE累计振铃计数>AE累计能量>AE b值。 展开更多
关键词 岩石力学 预制孔洞 声发射响应 破裂特征 预警前兆
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一种新型芯吸导水土工布的毛细效应试验研究
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作者 彭洋 游志浪 +2 位作者 许健 张志超 GAGARIN Leonid 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期209-218,共10页
季节冻土区路基冻害频频发生,水分迁移是造成其冻害的重要原因.为了调控路基土体中的水分,自主研发了一种由高韧聚丙烯有纺土工布和芯吸纤维联合组成的新型芯吸导水土工布.通过开展室内毛细上升试验,结合红色染色剂示踪技术,研究了新型... 季节冻土区路基冻害频频发生,水分迁移是造成其冻害的重要原因.为了调控路基土体中的水分,自主研发了一种由高韧聚丙烯有纺土工布和芯吸纤维联合组成的新型芯吸导水土工布.通过开展室内毛细上升试验,结合红色染色剂示踪技术,研究了新型芯吸导水土工布在纯水、不同含水率(15.0%、20.0%、25.0%、30.0%)的细砂和黏土质砂(50%含砂量黄土)中的毛细上升高度和变化规律,同时结合芯吸纤维微结构,揭示了毛细导水的作用机理,分析了其应用前景.结果表明:芯吸导水土工布毛细导水能力受含水率和土质影响明显:(1)随着含水率升高,土体中的自由水含量越来越多,芯吸导水土工布的吸水能力越强;(2)随着土体中黏粒含量增加,芯吸导水土工布的吸水能力越弱;(3)芯吸导水土工布中芯吸纤维的特殊截面尺寸及结构起着吸水的作用,可将路基土体中的自由水与毛细水进行吸收排出.对新型芯吸导水土工布在我国路基工程、边坡工程中的推广与应用提供一定理论指导. 展开更多
关键词 季节冻土区 芯吸纤维 毛细导水 毛细上升试验
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生物炭改良黄土对Pb(Ⅱ)吸附特性的宏细观试验和内在影响机理研究
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作者 李东风 郑文杰 +1 位作者 文少杰 胡文乐 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期977-986,共10页
垃圾渗滤液中含有大量重金属离子,在渗滤液的长期渗流作用下,垃圾填埋场衬里材料吸附阻滞重金属的能力因其自身的劣化问题而逐渐退化。为了改善衬里材料对重金属的长期吸附阻滞能力,在天然黄土中添加生物炭,并以Pb(NO_(3))_(2)作为污染... 垃圾渗滤液中含有大量重金属离子,在渗滤液的长期渗流作用下,垃圾填埋场衬里材料吸附阻滞重金属的能力因其自身的劣化问题而逐渐退化。为了改善衬里材料对重金属的长期吸附阻滞能力,在天然黄土中添加生物炭,并以Pb(NO_(3))_(2)作为污染源,通过渗透试验研究生物炭改良黄土对Pb^(2+)的吸附阻滞能力,通过XRD、FTIR等细观试验阐明黄土、生物炭改良黄土吸附Pb^(2+)前后矿物成分与官能团变化情况。结果表明:黄土试样吸附Pb^(2+)主要通过方解石矿物的界面沉淀作用生成白铅矿和石英矿物的专性吸附。通过SEM可看出白铅矿的生成附着于黄土颗粒表面,严重阻碍了黄土对Pb^(2+)的吸附,导致渗透试验后期黄土试样对Pb^(2+)去除效率仅为45%;FTIR试验在生物炭改良黄土试样中检测到大量含氧官能团,为官能团通过络合来吸附Pb^(2+)提供佐证;XRD试验证实生物炭表面磷酸盐矿物吸附Pb^(2+)界面沉淀占有主导地位。生物炭改良黄土衬里材料通过多重作用优先吸附Pb^(2+),缓解了黄土中方解石矿物的消耗,延长了Pb^(2+)吸附时间,使得渗透试验后期Pb^(2+)去除效率提升至85%。 展开更多
关键词 黄土 生物炭 重金属 吸附 阻滞 界面沉淀
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新型凝胶电极强化铜铅污染黄土电动去除效率的试验及内在机理研究
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作者 康农波 郑文杰 +1 位作者 胡文乐 王艺涵 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第7期1484-1493,共10页
以人工配制铜铅污染黄土为研究对象,采用团队自制新型凝胶电极并结合电动修复技术,研究污染黄土铜铅离子迁移规律,以土工合成材料(EKG)和新型凝胶电极为电动修复的对照组,通过采用新型凝胶电极结合不同强化手段的联用方式下,分析试验过... 以人工配制铜铅污染黄土为研究对象,采用团队自制新型凝胶电极并结合电动修复技术,研究污染黄土铜铅离子迁移规律,以土工合成材料(EKG)和新型凝胶电极为电动修复的对照组,通过采用新型凝胶电极结合不同强化手段的联用方式下,分析试验过程中电动修复参数的演变规律,揭示不同的强化方法对重金属离子去除效率的影响及内在机理。结果表明:酸预处理结合阴极酸碱度的自主调控能够显著降低阴极附近的沉淀现象和降低pH值,致使整个环境体系利于阴阳离子定向迁移,从而提高电流和温度,强化电动修复去除效率,进而表明该方法去除铜铅重金属的有效性及强化去除的可行性,而交换电极与点加酸联用手段显著降低阴极附近离子的聚集问题;基于新型凝胶电极的微观机理,该电极具有极小的电化学极化、低电阻和高导电性等方面的优越性能。因此,本研究提出了一种采用新型凝胶电极结合新的强化手段提高去除效率的方法,并解决电动过程中“电化学极化”和“聚焦效应”问题。 展开更多
关键词 黄土 电动修复 凝胶电极 聚焦效应 去除效率
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改良外部吸附装置强化铜铅污染黄土电动去除效率的试验及内在机理研究
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作者 康农波 郑文杰 +1 位作者 胡文乐 文少杰 《土木工程学报》 北大核心 2025年第6期80-90,共11页
以人工配制铜铅污染黄土为研究对象,使用改良的吸附装置并结合电动修复技术,研究污染黄土铜铅金属离子迁移规律,分析以未控制阴极电解液为空白对照组,基于自主研发的改良外部装置在石墨烯与生物炭吸附作用下,通过对电动修复过程中力学... 以人工配制铜铅污染黄土为研究对象,使用改良的吸附装置并结合电动修复技术,研究污染黄土铜铅金属离子迁移规律,分析以未控制阴极电解液为空白对照组,基于自主研发的改良外部装置在石墨烯与生物炭吸附作用下,通过对电动修复过程中力学参数的影响规律及两种吸附材料的内部结构的研究,揭示两种材料对铜铅重金属离子的去除效率及内在机理。结果表明:石墨烯作为外部吸附装置材料能够显著降低阴极附近的沉淀现象,使得整个环境体系利于阴阳离子的迁移,能够显著提高电导率,从而提高电流和电渗流,强化电动修复去除效率,进一步说明外部吸附装置去除铜铅重金属污染黄土的有效性及强化去除的可行性;基于改良设备下,石墨烯作为外部吸附材料的铜铅离子去除效率高于生物炭,这与其自身的内部结构有关。该文提出的采用石墨烯吸附并结合改良装置是一种新的强化电动去除效率的方法。 展开更多
关键词 黄土 电动修复 外部吸附 去除效率 石墨烯
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