本文關鍵詞：隧道塌方特征分析和預報預警監(jiān)測系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為進一步落實我國十三五規(guī)劃建設發(fā)展的要求,基礎設施的投入建設將不斷加大,更多的公路、鐵路、地鐵工程等基礎設施將被修建。隧道工程作為交通運輸領域的一項重要內容,將會迎來更加廣泛的重視和發(fā)展。隧道建設過程中塌方是最為常見的安全事故之一,塌方事故一旦發(fā)生不僅延誤工期、大幅度地提高工程費用,而且也會造成對施工人員的人身傷害甚至生命威脅。隧道施工過程中的安全問題便成為科技工作者關注的課題。本文針對隧道塌方問題,分析了預報預警監(jiān)測系統(tǒng)的功能需求,以隧道塌方案例和現場采集數據為研究對象,對隧道塌方特征及預報預警監(jiān)測系統(tǒng)進行了研究。論文主要研究工作和成果如下：(1)隧道塌方類型及成因機理的研究。通過對文獻的查閱搜集,統(tǒng)計國內大量隧道塌方案例,對隧道塌方進行分類,統(tǒng)計其在隧道建設時間軸上的分布規(guī)律及預兆性,總結分析了引起塌方的主要因素。同時運用數值模擬,對典型隧道建設過程中的塌方風險進行了分析。(2)隧道施工監(jiān)測的項目及方法研究。通過查閱相關文獻、規(guī)范或現場考察,對隧道施工監(jiān)測技術進行了全面了解和分析,包括監(jiān)控量測目的及意義、監(jiān)控量測項目及方法等。(3)隧道圍巖變形規(guī)律的研究。通過對大量現場監(jiān)測數據的研究分析,得出圍巖變形在時空關系上具有明顯的階段特征。最后結合實際工程對各變形階段進行了相應的風險分析。為系統(tǒng)開發(fā)的可行性奠定了基礎。(4)綜合上述分析研究,結合隧道施工特點,與隧道施工技術人員的咨詢溝通,了解到他們的實際施工經驗和需求,對系統(tǒng)各模塊進行了總體結構規(guī)劃和設計,設計了以監(jiān)控量測信息的處理和分析為主以其他功能為輔的隧道防坍塌預報預警監(jiān)測管理平臺。(5)通過對實際項目的調查分析,參考工程技術人員的經驗和需求,以及組織專家討論分析,主要從施工安全方面和施工管理方面對系統(tǒng)進行了功能設計,對各功能工作機理及其在防坍塌方面起的作用進行了設計說明。
【關鍵詞】：隧道工程 塌方 時空效應 監(jiān)控量測 預警系統(tǒng)
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U458.3;U453.8;U456.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1. 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 國內外研究現狀14-20
• 1.2.1 隧道塌方特征及機理研究現狀14-15
• 1.2.2 隧道安全監(jiān)測的發(fā)展及應用現狀15-16
• 1.2.3 傳統(tǒng)的監(jiān)測數據管理方法16-17
• 1.2.4 隧道監(jiān)測數據分析處理信息系統(tǒng)研究現狀17-19
• 1.2.5 存在的問題和發(fā)展趨勢19-20
• 1.3 主要研究內容及路線20-22
• 2. 隧道塌方類型及成因機理分析22-48
• 2.1 隧道塌方資料的收集與整理22-32
• 2.2 典型塌方及發(fā)生機理分析32-35
• 2.2.1 洞口塌方32-33
• 2.2.2 洞內塌方33-35
• 2.3 典型隧道建設過程中的塌方風險分析35-42
• 2.3.1 數值模型的建立35-36
• 2.3.2 有限元計算結果分析36-42
• 2.4 隧道塌方的原因42-44
• 2.4.1 地質因素43
• 2.4.2 設計因素43
• 2.4.3 施工技術因素43-44
• 2.4.4 自然因素44
• 2.5 隧道塌方的先兆及預防措施44-45
• 2.5.1 塌方前的征兆44
• 2.5.2 塌方的預防控制44-45
• 2.6 小結45-48
• 3. 基于工程實例的隧道施工監(jiān)測與圍巖變形特征分析48-64
• 3.1 監(jiān)控量測的目的及意義48
• 3.2 監(jiān)控量測的項目及方法48-53
• 3.2.1 宏觀狀況觀察50
• 3.2.2 拱頂沉降監(jiān)測50-51
• 3.2.3 水平收斂監(jiān)測51-52
• 3.2.4 監(jiān)測頻率52-53
• 3.3 隧道施工圍巖變形的時空效應53-57
• 3.3.1 圍巖變形縱向分布曲線分析54-55
• 3.3.2 圍巖變形的時間效應分析55-57
• 3.4 工程實例及其圍巖變形特征57-62
• 3.4.1 隧道工程概況57-58
• 3.4.2 地表沉降和圍巖變形監(jiān)測結果分析58-60
• 3.4.3 監(jiān)控量測數據及風險分析60-62
• 3.5 小結62-64
• 4. 隧道防坍塌預報預警監(jiān)測系統(tǒng)的設計及實現64-70
• 4.1 系統(tǒng)分析64
• 4.2 系統(tǒng)設計64-70
• 4.2.1 系統(tǒng)設計原則65
• 4.2.2 系統(tǒng)架構65
• 4.2.3 系統(tǒng)各模塊概述65-70
• 5. 系統(tǒng)功能的設計及實現70-94
• 5.1 監(jiān)測數據的采集及上傳71-76
• 5.1.1 數據采集及上傳方式71-76
• 5.1.2 主要作用76
• 5.2 監(jiān)測數據分析76-79
• 5.2.1 隧道監(jiān)測數據分析方法77-78
• 5.2.2 隧道監(jiān)測數據分析形式78
• 5.2.3 其他功能78-79
• 5.2.4 主要作用79
• 5.3 安全預警功能79-85
• 5.3.1 監(jiān)測數據超限預警80-83
• 5.3.2 施工距離超安全步距預警83-84
• 5.3.3 不上報監(jiān)測數據預警84-85
• 5.3.4 預警事件的消除85
• 5.4 超前地質預報成果的導入85-88
• 5.4.1 超前地質預報的目的86
• 5.4.2 超前地質預報成果內容86-87
• 5.4.3 超前地質預報導入流程87
• 5.4.4 超前地質預報導入應用案例87-88
• 5.5 專家遠程會診系統(tǒng)88-89
• 5.5.1 工作內容88-89
• 5.5.2 主要作用89
• 5.6 施工進度形象展示及統(tǒng)計89-91
• 5.6.1 工作內容90-91
• 5.6.2 主要作用91
• 5.7 人員定位系統(tǒng)91-93
• 5.8 資料存儲功能93-94
• 5.8.1 工作內容93
• 5.8.2 主要作用93-94
• 6. 結論與展望94-96
• 6.1 結論94-95
• 6.2 展望95-96
• 參考文獻96-98
• 作者簡歷98-102
• 學位論文數據集102

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