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工学工程
隧道工程科研项目和科研成果申请书选题
添加时间: 2021/7/29 13:57:47 来源: 作者: 点击数:826

省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室第一批立项开放基金公示

2020316日,省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室正式获批。根据国家重点实验室学术交流与科研需求,以及《省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室稳定支持经费使用办法》的要求。实验室学术委员会与会专家对项目进行了评审,共遴选产生16项开放基金予以资助,现公示如下。  

1

 基于人工智能的山区桥梁病害快速检测研究

 陈增顺

 重庆大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-001

 

2

 山区高速铁路桥墩沉降与列车荷载耦合诱发CRTS II 型板式轨道开裂机理及控制研究

 陈兆玮

 重庆交通大学

 2

 SKLBT-19-002

 

3

 高寒山区公路隧道主洞与泄水洞热力稳定性研究

 韩风雷

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-003

 

4

 钢纤维混凝土硫酸盐侵蚀长期性能研究

 罗林

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-004

 

5

 基于长期监测的山区大跨悬索桥非平稳风致动力效应研究

 胡俊

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-005

 

6

 高地应力软弱夹层岩体隧道结构受力机理的模型试验研究

 黄锋

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-006

 

7

 山区大跨桥梁风致振动机理及等效静力风荷载研究

 刘海明

 招商局重庆交通科研设计院有限公

 2

 SKLBT-19-007

 

8

 公路隧道光环境下驾驶员视野感知-察觉机理研究

 何世永

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-008

 

9

 大数据视域下隧道智能云检测系统研究

 马庆禄

 重庆交通大学

 2

 SKLBT-19-009

 

10

 600m 特大跨度钢筋混凝土拱桥静力失效特征研究

 史俊

 哈尔滨工业大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-010

 

11

 降雨入渗对山区深厚土石回填区隧道围岩稳定性影响研究

 涂义亮

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-011

 

12

 车辆循环荷载与氯离子腐蚀耦合作用下RC 桥墩抗震性能退化机制研究

 王旭

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-012

 

13

 多功能隧道火灾缩尺寸试验模型系统研发

 徐湃

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-013

 

14

 基于金属磁记忆的斜拉索内部腐蚀

断丝感知方法研究

 张洪

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-014

 

15

 装配式波纹钢地下综合管廊隧道承载机理及精细化数值模拟研究

 郑佳艳

 重庆交通大学土木工程学院

 2

 SKLBT-19-015

 

16

 组合箱梁桥结构受力状态特征与失效准则研究

 周广春

 哈尔滨工业大学

 2

 SKLBT-19-016

 

  隧道工程系近年来的科研项目和科研成果

 近年承担科研课题100余项,其中“973”计划课题2项,国家科技支撑项目1项,高铁联合基金项目1项,煤炭联合基金项目1项,国家自然科学基金项目14项,省部级项目30多项,获得省部级以上科技奖励10余项。

1、近五年承担的国家级科研项目

负责人      

城市轨道交通地下结构性能演化与感控基础理论-地下结构性能与环境耦合作用机制 彭立敏 973计划 2012-2016

深长隧道突水突泥重大灾害致灾机理预测预警与控制理论/深长隧道突水突泥多元信息特征与综合预测理论

 杨小礼 973计划 2013-2017

30吨及以上轴重条件铁路基础设施动力学特征及适应性 彭立敏 国家自然科学基金联合基金项目 2014-2017

高速铁路交叉隧道动力特性及结构安全性理论研究 彭立敏 国家自然科学基金联合基金项目 2012-2015

高速铁路板式轨道—隧道结构体系动力累积效应及变形机理研究 彭立敏 国家自然科学基金面上项目 2008-2010

城市隧道施工与邻近结构物相互作用的研究 阳军生 国家自然科学基金面上项目 2004-2006

振陷灾变时红粘土路基的能量耗散研究 杨小礼 国家自然科学基金面上项目 2014-2017

复杂状态时下限应力场分布机理的理论与实验研究 杨小礼 国家自然科学基金面上项目 2012-2015

失稳过程中的能量耗散机理研究 杨小礼 国家自然科学基金面上项目 2005-2007

基于能量渐进耗散的流固耦合作用下土石混合体滑坡演化机理研究 傅鹤林 国家自然科学基金面上项目 2009-2011

重载铁路隧道底部结构服役性能演化机制与设计方法研究

 施成华 国家自然科学基金面上项目 2013-2016

动静组合加载下深部隧道围岩各向异性动力特性及灾变机理研究 张学民 国家自然科学基金面上项目 2014-2017

小城镇基础工程设施防灾减灾关键技术研究   国家十五科技公关项目 2002-2005

富水裂隙岩体动力损伤-流失耦合理论及其应用基础研究 施成华 国家自然科学基金项目 2009-2011

复杂应力状态下隧道围岩固有各向异性变形与屈服性状研究 张学民 国家自然科学基金项目 2009-2011

基于散体介质理论的土石混合体边坡降雨诱滑演化机制研究   国家自然科学基金项目 2010-2012

强地震下考虑不同流固耦合状态的可液化土中群桩基础抗震机理与试验研究   国家自然科学基金项目 2011-2013

寒区隧道衬背双源供热防冻的智能温控模型及其应用研究 伍毅敏 国家自然科学基金项目 2011-2013

基于上限有限元法浅埋隧道围岩破坏模式与失稳机理研究   国家自然科学基金项目 2011-2013

基于损伤理论的大断面隧道结构地震响应机理研究   国家自然科学基金项目 2012-2014

地铁隧道岩溶地基稳定性极限分析方法研究 杨秀竹 国家自然科学基金项目 2012-2014

循环动载对低塑性粉土剪切行为的影响

 王树英 国家自然科学基金项目 2013-2015

 

2、近五年承担的省部级科研项目

负责人

乌鞘岭隧道岭脊地段复杂应力条件下的变形控制技术研究—群洞效应分析 彭立敏 铁道部重点科研攻关项目 2004-2006

桥隧相连、大跨车站隧道复杂结构设计和施工技术的研究 彭立敏 铁道部重点科研攻关项目 2004-2006

隧道结构体系耐久性及其设计方法 彭立敏 铁道部重点科研攻关项目 2009-2011

城市地铁岩溶地基稳定性分析及岩溶处治新技术研究 杨秀竹 湖南省自然基金 2007-2009

武广客运专线浏阳河隧道铣挖法施工及预加固技术研究 彭立敏 铁道部重点科研攻关项目 2006-2008

浏阳河隧道邻近结构物地层及结构物变形控制技术研究 彭立敏 铁道部重点科研攻关项目 2006-2008

隧道洞口缓冲结构的设置条件及结构形式研究 彭立敏 铁道部重点科研攻关项目 2006-2008

中铁五局武广客运专线XXTJIV标隧道施工 傅鹤林 国家其它部委项目 2009-2011

西部地区公路地质灾害监测预报技术研究 傅鹤林 湖南省交通项目 2004-2008

公路不良地基研究成果的完善及推广应用研究 傅鹤林 湖南省交通项目 2006-2008

衡炎高速公路崩塌滑坡地质灾害预测与控制技术 傅鹤林 湖南省交通项目 2006-2009

层状土体失稳控制理论的试验与应用研究 杨小礼 湖南省自然科学基金 2009-2011

多断层网状填充性岩溶隧道灾变预测及处治技术研究 傅鹤林 湖南省交通项目 2009-2012

向莆线铁路隧道建设风险管理模式研究 湖南省交通项目 2008-2011

 

3、近五年承担的教学研究课题

负责人

土建类创新型本科专业人才培养模式的研究与实践 彭立敏 湖南省教育厅 2007-2009

土建类本科专业实践教学模式改革的研究与实践 彭立敏 湖南省教育厅 2008-2010

土建专业大类招生培养模式下教学管理制度改革与实践 彭立敏 中南大学 2008-2010

理工科应用型人才实践动手能力培养的研究与实践 彭立敏 湖南省教育厅 2006-2008

土建类研究性教学体系的改革与实践  彭立敏 中南大学 2005-2007

《交通隧道工程》本科教育教材建设 彭立敏 中南大学 2003-2005

《隧道工程》精品课程建设 彭立敏 中南大学 2007-2009

《地下铁道》教材建设 彭立敏 中南大学土建学院 2006-2007

隧道工程课程理论与实践教学的整体优化研究 张运良 中南大学 2004-2006

隧道课程互动式教学方法与考核方法的探索与实践 施成华 中南大学 2004-2006

隧道工程教学课件研究 刘小兵 中南大学土建学院 2006-2007

培养工科学生工程素质及创新能力隧道工程课程建设实践   中南大学 2008-2010

基于过程控制的传统工科专业研究生教育质量保障体系实践研究   中南大学 2008-2010

 

4、近五年获得的科研成果奖

时间 获奖人

隧道衬砌火灾损伤评估与修复加固措施 中国铁路工程总公司科技三等奖 2002 彭立敏

刘小兵 3

4

贵州多雨地区铁路隧道铺底病害整治综合技术研究 贵州省科技进步三等奖 2005 彭立敏 第2

复杂岩溶桥梁桩基特性研究与应用 湖南省科技进步三等奖 2003 阳军生 第6

长沙市蔡家冲路K1+580-640段滑坡勘察 中国石油和化工学会科技进步二等奖 2007 傅鹤林 第5

管棚作用机理分析及其在既有公路下连拱隧道施工中应用研究 中国公路学会科技进步三等奖 2007 阳军生 第1

水平层状围岩高速公路隧道结构力学行为分析与施工控制技术研究 湖南省科技进步三等奖 2007 阳军生 第2

秦岭终南山特长公路隧道施工技术研究 湖南省科技进步二等奖 2008 阳军生 第3

西部地区公路地质灾害监测预报技术研究 国家科技进步二等奖 2009 傅鹤林 第5

山区复杂地段公路边坡关键技术及推广应用研究 湖南省科技进步一等奖 2010 杨小礼 第5

高速公路崩塌滑坡地质灾害预测与控制技术 湖南省科技进步二等奖 2010 傅鹤林 第1

 

5、近五年获得的教学成果奖

 

奖励单位 奖励等级 获奖人

隧道工程国家精品课程 教育部 2008 国家级 彭立敏等 第1

理工科本科学生实践与创新能力培养模式的探索与实践 湖南省教育厅 2010 省级一等 彭立敏等 第3

理工科本科学生实践与创新能力培养模式的探索与实践 中南大学 2010 校级一等 彭立敏等 第3

《混凝土结构及砌体结构设计》课程教学改革研究与实践 中南大学 2006 校级三等 彭立敏 第5

隧道衬砌结构直刚法计算软件 国家版权局 2007 软件著作权 彭立敏 第1

近年来隧道方面的国家自然科学基金项目

摘要

批准号50078002

项目名称:隧道工程信息化设计与智能分析方法研究

项目类别:面上项目 申请代码:E0807 项目负责人:乔春生 负责人技术职:称教授 依托单位:北京交通大学 资助年限:01/01/2001 01/12/2003资助经费17(万元) 中文摘要:以新奥法为基础的隧道工程信息化设计思想已提出了几十年,但目前我国隧道设 计仍然以工程类比法为主。这主要是由于信息化设计的各个环节严重脱节,缺乏功能齐全、 使用方便、形象直观的计算与分析工具。针对这一问题,本项目通过理论分析和试验研究, 重点进行了隧道工程三维可视化快速仿真方法研究及计算机程序开发、隧道工程监控量测数 据智能处理方法和隧道变形预测的智能方法研究。对有限元求解器进行了改进,使计算速度 和效率明显提升;提出了新的地下工程可视化三维建模方法和计算结果的三维可视化方法, 以此为基础编写了岩土工程三维有限元可视化仿真程序;首次将以统计学习理论为基础的机 器学习新方法- 支持向量机回归算法引入隧道工程设计,在传统支持向量机一元回归算法基础上,提出了支持向量机多元回归算法和隧道位移反分析与位移预测的智能方法,解决了 传统反分析方法需要事先假设围岩力学模型的难题,与人工神经元网络相比,可以较好地解 决局部优化、样本数量不足等问题。通过对浅埋单线电气化铁路隧道的应用证明,这种新的 智能分析方法计算误差小,使用方便,可满足现场使用要求。研究成果将有利于提高我国的 隧道建设水平。

中文主题词:隧道工程,可视化计算,支持向量机,反分析,变性预测

英文摘要:

The informative design iedr tunnelbased NewAustrilian Tunnel Method has been propsed ourcountry generallydesigned based engineeringexperience existingtunnels similarground mainlybecause lackmultiple functional, easy use,computation analyzetools. actualitymentioned above, some experiments analyticalstudies about visual simulation method softwarecan beused tunnelengineering intelligentprediction method tunneldeformation were carried out. fastthree-dimensional finite element simulation method visualcomputing program which can simulateprocedures tunnelexcavation complexthree-dimensional shape models can builtup easily using newintelligence method displacementback analysis tunneldeformation tunnelshotcrete-bolting support parameters based supportvector machine (SVM) hasstronger generalization ability because SVMtheory structurerisk principle. convexquadratic optimization problem, therefore globaloptimum. Different from classicalsupport vector regression (SVR) algorithm which can only solve singleoutput variable problem, improvedSVR algorithm resolveproblem multipleoutput variable regression; correspondingcode relativeerrors convergencesprediction tunnelwere greaterthan 6.5% canmeet tunnelengineering. Bsplinekernel function has better effectiveness compared RBFkernel function tunnelconvergence. Compared BPnetwork, improvedSVR algorithm makes great improvement designresults, similarengineering situations, supportvector machine tunneldeformation.

英文主题词:tunnel engineering;visualized scientific computing;support vector machines;displacement back analysis;deformation prediction 项目编号50978019

项目名称

承载地层中隧道开挖影响分区与支护荷载分布的力学机制和计算模型研究

 项目类型 面上项目 申报学科1 (E080506) 研究性质 资助金额 35.00 万元 开始日期 2010 完成日期2012 12 31

 项目摘要

在承受附加荷载的地层中开挖隧道是城市地下空间开发过程中的一种常见情况。 隧道开挖会引起地层位移,使邻近建筑基础及上部结构出现附加应力和变形,而地表或地下 的既有结构物作为地层的附加刚度和附加荷载,也会影响邻近的隧道开挖与支护。为了隧道 施工安全和保护既有建筑环境,必须在隧道开挖影响分析与支护荷载计算的基础上,制定和 实行合理的控制与支护措施。现有隧道开挖影响理论与支护荷载计算方法均以自由地层为前 提假设,没有反映承载地层中隧道开挖和支护的特殊问题。项目的研究目标是:结合工程案 例,通过模型实验、理论分析和数值模拟,研究(1)建筑基础荷载的作用特征及其对隧道 开挖和支护的影响方式和分类,(2)不同类型承载地层中隧道开挖影响分区与支护荷载分布 的力学机制、概念模型和计算方法。研究成果可以为承载地层中隧道开挖影响评估与控制和 支护设计提供具有明确针对性的分析方法,补充现有隧道力学理论,减少工程实践中的盲目 获资助单位北京交通大学(项目负责人) 项目编号50904039 项目名称 地下空间工程开挖引起地面塌陷损害的力学机制与控制 项目类型 青年科学基金项目 申报学科1 (E0408) 研究性质 资助金额 20.00 万元 开始日期 2010 完成日期2012 12 31 项目摘要大规模的地下工程活动不同程度地改变和重塑城市地质环境和岩土环境,造成岩 土环境损伤和诱发各种地质灾害,为减少由此而造成的巨大经济损失和人身伤亡,本项目拟 采用理论研究、现场勘测、室内试验、数值模拟为一体的研究方法,在以往对地下工程建设 引起地面塌陷灾害研究的基础上,针对地下空间上覆的岩质、土质、岩土质三类覆盖层,研 究揭示地下工程开挖引起的塌陷损害机理,探求地面塌陷对地下结构工程、地面房屋建筑、 地面交通工程的损害作用及连锁灾害效应,基于协同学原理研究建立开挖引起周边环境损伤 的非线性动力学过程,并改进地面塌陷的预计方法,针对不同类型上覆岩土层,研究建立地 下工程开挖引起的地面塌陷预计公式,并研发地下工程开挖安全预测分析系统,建立确保施 工本身及周边环境安全的上覆岩土层变形控制标准,进而提出减少地面塌陷连锁灾害效应的 获资助单位青岛理工大学(项目负责人) 王国艳 项目编号50908011 项目名称 耗散岩土介质与隧道衬砌相互作用的协同建模方法及机理研究 项目类型 青年科学基金项目 申报学科1 (E080506) 研究性质 资助金额 22.00 万元 开始日期 2010 完成日期2012 12 31 项目摘要本研究针对我国在建过江隧道等地下空间资源开发中面临的重大安全问题,围绕 隧道衬砌和周边岩土介质相互作用的协同建模方法及机理展开基础性研究。对复杂影响因素 作用下岩土介质和隧道衬砌相互作用力学行为的把握尚不清晰是跨江越海隧道工程中产生 许多重大安全问题的根源之一,寻找复杂影响因素下衬砌和岩土介质协同力学响应的实用分 析方法并建立其科学、合理、清晰的理论依据是关键性的创新课题。本研究基于热力学第一、 第二定律,结合地下空间资源开发的实际工程背景和隧道衬砌赋存环境的特殊性与复杂性, 运用多孔介质率相关耗散原理及能量变分原理,对衬砌结构长期处于耗散岩土介质复杂地质 -力学环境下所表现的特殊力学行为进行模型建立、试验验证及现场校核。该探索工作不仅 为我国地下空间及资源的安全、经济、合理开发提供有力的理论基础,还可为隧道重大灾害 事故的预测、预报和防治提供必要的理论依据。 获资助单位 北京交通大学(项目负责人) 项目编号50978016

项目名称

 裂隙岩体隧道开挖扰动区三维裂纹扩展与止裂加固机理研究

项目类型 面上项目 申报学科1 (E080506) 研究性质 资助金额 36.00 万元 开始日期 2010 完成日期2012 12 31

项目摘要

主要研究由于隧道开挖扰动区应力重新分布诱发既有裂隙扩展贯通最终导致围岩 失稳坍塌的力学过程及采取有效措施抑制围岩失稳的力学机理。在充分了解应力作用下三维 裂纹萌生、扩展、相互作用和贯通机理以及破坏规律的基础上,求出含三维裂纹岩体的损伤 局部化屈服面,从而建立损伤局部化加固模型。通过利用含三维裂纹相似材料试样,在单双 轴,剪切作用下的破坏实验,验证理论求得的岩体损伤局部化屈服面的正确性;通过进行变 换加固力和三维裂纹组合的止裂加固试验,研究不同裂纹组合对加固力的影响,以及加固力 的作用机制,总结得到隧道开挖扰动下不同的局部化开裂破坏模式对应的不同的加固方式, 并验证理论推导的损伤局部化加固模型的正确性 获资助单位 北京交通大学(项目负责人) 批准号40272113

项目名称

超大地下洞群在动载和地下水共同作用下的稳定性

项目类别 面上项目 申请代码 D0214 项目负责人 负责人技术职称教授 依托单位 北京工业大学 资助年限 01/01/2003 01/12/2005资助经费 30(万元)

中文摘要:西部水利、水电、矿产资源开发以及交通等工程经常会在岩体中开挖大型地下 结构,在地震和地下水共同作用下,节理岩体中地下结构的稳定性是重要的课题。在现场实 际地质调查、测试和试验的基础上,建立了三维节理岩体地质模型,确立了岩体水力学和应 力条件,并收集分析了场地地震环境资料。在振动台上进行了节理岩体地震模拟试验,并施 加了常水头的地下水来模拟节理的渗流。通过施加不同的地震波,改变水头来模拟共同作用, 得到了地震、地下水作用下节理岩体中地下结构的变形与破坏模式和机理,取得了一些初步 的认识。在此基础上,采用了二维离散元软件UDECDDEM(自编)和三维软件 3DEC,分别 就不同的节理分布、地震激励以及地下水条件下,节理岩体地下隧道的应力分布、变形破坏 机制进行了系统的分析研究。并与模型试验进行了对比,宏观规律基本一致,如楔形体滑动 失稳、边墙的屈曲以及顶板的坍塌等。研究表明,在地下水和地震共同作用下,隧道的围岩 变形和应力明显比单独作用时增大,但并不是简单的迭加。地下水的存在使得节理处于饱和 状态,这时岩体中应力波的传播在节理处表现为速度不连续,而在无水条件下则为位移不连 续。因此进行共同作用分析是必要的。

中文主题词: 动荷载;地下水耦合分析,节理岩体,地下结构

Largeunderground excavations necessarystructure waterconservancy,hydropower development, mining WesternChina development. importantissue undergroundstructure stability groundwater earthquake.Based fieldgeological investigation test,3D jointed rockmass model stressboundary conditions. Site earthquake alsocharacterized collecteddata. Shaking table test jointedrockmass constantwater head modeling ground water seepage introducingdifferent seismic wave (acceleration history) watertable, rock deformation failuresurrounding monitored.Failure mode joints.2D 3DNumerical modeling distinctelement package UDECDDEM 3DEC.Parametric study carriedout jointpattern, earthquake input groundwater table. Stress distribution, rock failure pattern studied.Compared shakingtable test, macrophenomenon observed physicalmodel can alsoidentified distinctelement model, wedgesliding, sidewall buckling roofcaving. groundwater surroundingrock largerthan separateaction. However simplesuperposition. Water jointshas direct influence stresswave transmitting joints.When joints fullysaturated groundwater seepage, velocity discontinuity approach couplingeffects, whereas dryjoints displacement discontinuity adoptedwithout energy loss couplinganalysis water,earthquake necessary.When jointedrock slope, safetyfactor drops considerably compared singlefactor.

英文主题词: dynamic load, coupled analysis, jointed rockmass, underground structure

批准号49872082

项目名称

大型地下工程中地质灾害发生机理的双场耦合效应研究

项目类别 面上项目 申请代码 D0213 项目负责人 负责人技术职称教授 依托单位 西南交通大学 资助年限 01/01/1999 01/12/2001资助经费 17(万元) 中文摘要: 系统分析和归纳了渗流场与应力场耦合理论,提出了隧道裂隙岩体渗流场与应 力场耦合作用定量研究的等效连续介质数学模型。利用统计分析及 Monte-Calo 法给出了裂 隙岩体的结构面组数及其几何特征的分布,利用环境同位素的基本原理和方法,概化出隧址 区裂隙含水系统的水文地质概念模型;将渗透张量法应用于特长隧道的涌水量预测研究中, 提出了从含水岩体裂隙几何参数的测定、样本数据的优选到非均质各向异性水文地质参数计 算的全套方法。运用有限单元数值模拟方法,采用双场耦合模型的有限元数值方法,对秦岭 特长隧道岩体构造富水段的地下水涌水量进行了成功预测,建立了渗流场与应力场耦合环境 下裂隙围岩型隧系统分析和归纳了渗流场与应力场耦合理论,提出了隧道裂隙岩体渗流场与 应力场耦合作用道涌水量预测研究新的工作程式。

中文主题词: 地质灾害 地下水渗流 岩体应力 项目编号50978172

项目名称 黄土隧道施工地表裂缝规律与形成机理研究

项目类型 面上项目 申报学科1 (E080506) 申报学科2 (E080603) 研究性质 资助金额 30.00 万元 开始日期 2010 完成日期2012 12 31 项目摘要通过查询和调查,为数众多的黄土隧道施工中出现地表裂缝和过大沉降变形,这 不仅对施工安全和周边环境造成重大影响,而且还影响隧道的工程质量、运营安全和耐久性。 针对黄土地区隧道及地下工程施工产生地表裂缝这一现象,根据黄土特点、隧道状况和施工 方法等条件,开展下列研究工作: 黄土体及裂隙工程性质研究 黄土隧道施工地表裂缝 形成规律与机理研究 黄土隧道开挖地表沉降与裂缝的关系研究 隧道施工地表裂缝控 制和处理技术研究应用现场调查、原位试验、室内试验和理论分析综合方法,从黄土工程性 质、节理工程性质和隧道施工力学过程出发,找出黄土隧道施工对地层扰动破坏的特点,揭 示隧道施工地层裂缝形成和发展规律、施工地表沉降变形和裂缝关系规律,提出黄土隧道施 工地表裂缝控制技术。 获资助单位 石家庄铁道学院(项目负责人) 项目编号40902076 项目名称 车载与温度作用下越江公路隧道周围软粘土响应与工程性质演化研究 项目类型 青年科学基金项目 申报学科1 (D0214) 研究性质 资助金额 20.00 万元 开始日期 2010 完成日期2012 12 31 项目摘要正常营运期内,越江盾构公路隧道对周围软粘土的持续扰动行为主要包括隧道内 车载循环振动作用与隧道对周围土体的热传导作用,二者的热-动力协同效应可能加剧土体 工程性质劣化,成为隧道沿线及穿越地区周围出现城市环境地质灾害及工程灾害的重要诱 因。目前国内外对粘性土热动力学行为与特性的研究尚未系统开展。本项目将结合南京长江 公路隧道工程实例,开展越江公路隧道周围软粘土振动与热致响应规律、土体强度和变形热 动力学演化规律、土体微结构热动力学演化规律等3 个方面科学问题的研究,研究方法主要 包括隧道周围土体响应的现场原位测试、衬砌结构-土体热动力耦合数值模拟、不同典型温度下土体的等温循环三轴试验以及土体微结构的SEM 图像定量分析等。研究成果将有助于掌 握越江公路隧道对周围地质环境的热动力扰动行为,揭示隧道周围软粘土热动力学特性与工 程性质的热动力学演化规律,为城市地质环境保护与防灾减灾提供科学依据。 获资助单位 南京大学(项目负责人) 10批准号40272119

项目名称:长大隧道岩爆灾害的岩石动力学机理

项目类别面上项目申请代码D0214 项目负责人:徐则民 负责人技术职称:教授 依托单位:昆明理工大学 资助年限01/01/2003 01/12/2005资助经费31(万元)

中文摘要:岩爆事件的空间分布及超深井井壁稳定等多方面的证据表明,静荷载理论在岩爆 研究中的局限性是明显的。当前炮次爆破所形成的柱面压缩波对围岩的动力扰动是该炮次成 为既有炮次后发生岩爆的重要基础。爆破后,对于已开挖围岩轮廓面上某一点,纵波、横波 和瑞利波顺序到达;纵波和瑞利波对围岩具有显著的扰动作用,其中大振幅瑞利波居于支配 地位。纵波和瑞利波将分别在围岩中形成垂直和平行于开挖轮廓面的张性破裂面;这些破裂 面的出现,将引起围岩以岩爆或片剥的形式破坏。纵波的衰减和瑞利波的垂向分布可以解释 岩爆高发区与掌子面的空间关系及岩爆碎片的形状特征等若干岩爆现象。岩爆释放的能量中 有一部分是以应力波形式传递到围岩当中的动能。理论分析和动光弹试验表明,来自岩爆的 冲击荷载会在围岩中产生柱面纵波、柱面横波波和平面头波;在纵波波射线的法线方向具有 形成张性破裂面的潜势;横波和头波在它们的波射线的法线方向具有形成剪性破裂面的潜 势;岩爆追踪是岩爆应力波与爆破应力波共同作用的结果。岩爆过程释放能量的应属破裂面 两侧断裂晶体的应变能,这些能量是在裂纹到达的瞬间因晶体被拉伸到极限状态而达到最大 值并高速释放的,最终转化为表面能、动能和热能。

 中文主题词:隧道;岩爆;爆破;岩石动力学;应力波

英文摘要: foundout staticload theory rockburst research maximumtangential stress unconfinedcompressive strengththe spatial distribution rockburstevents, surroundingrocks tunnelsexcavated tunnelboring machines super-deepholes. dynamicdisturbance from lastblasting round rockburstoccurrence formerblasting round. After blasting, peripheralpoint undergroundopening, wave,Rayleigh wave wavereach successively. Rayleighwave, especially Rayleigh wave bigamplitudedisturb rocks apparently. Rayleighwave maketensile fissures vertical peripheralsurface rocks,respectively. fissuresbrings about rockburst. Rayleighwave verticaldirection may explain reasonably many rock bust phenomena, spacerelation between rock burst area workingface, rockburst fragments onepart energy released rockburst kineticenergy delivered stresswaves. theoreticalanalysis dynamicphoto-elastic experiments test suggest shockingload from rock burst may bring out waveSwave headwave. wavehas inducingtensional fractures headwave have inducingshear fractures. fracturesresulting from rock burst events disturbedmany times blaststress waves stresswaves from rock bursts, rock burst may occur time again. Rock burst tracking blaststress waves rockbursting stress waves. Rayleighwaves largeamplitudes attenuate sharply depthcontrols rockburst pits. energyreleased rockburst(ERPR) should brokencrystals rockburstfracture planes. ERPR eyeafter rockburstcrack has arrived, so accumulationprocess veryshort. ERPR turns surfaceenergy, kinetic energy, heat energy 英文主题词:tunnel;rockburst;blasting;rockdynamics;stress waves 11

项目批准号:50579033 项目类别:面上项目 学科代码1E090705 学科代码2 负责人:朱维申 职称:教授 单位名称:山东大学

项目名称:深埋地下工程围岩劈裂破坏的能量耗散和形成机理研究

 资助金额:27.00 万元 研究性质:应用基础研究 起止年月:2006.01-2008.12 项目组主要成员 序号 姓名 工作单位 职称 李树忱山东大学 副教授 黄凯珠香港理工大学 副教授 山东大学副教授 刘建华山东大学 副教授 山东大学讲师 山东大学博士生 山东大学博士生 申请书摘要:西部大开发中正在规划或在建的有许多国内外罕见的大型水电洞群或长大隧 道。不少这类工程围岩产生劈裂破坏。为此应研究大埋深和高地应力下地下洞巷侧壁劈裂破 坏的规律及原因。采用模型试验和分析方法相结合的技术路线,并运用新型钻孔裂隙窥测仪 在工程现场观察洞壁开裂规律,以验证研究结果。采用刚性压力机及模型试验装置模拟高应 力状态下含微裂隙试件侧向卸荷时的应力路径做试验。采用声发射测试等新技术方法观察岩 石中缺陷扩展成 申请书主题词:劈裂破坏;能量耗散;模型试验;裂隙扩展;力学模型 Splitting 12批准号59278356 项目名称:隧道及地下工程结构物剩余寿命评估方法的研究 项目类别面上项目 申请代码E0805 项目负责人关宝树负责人技术职称教授 依托单位西南交通大学 资助年限01/01/1993 01/12/1995资助经费5(万元) 中文摘要:隧道及地下结构物属地下- 岩土工程结构物,是一个广泛的工程领域。本课题重点研究了地下结构物的自然条件- 结构物使用寿命之间的因果关系,并对结构物的剩余寿命作出科学地评价。地下结构物的剩余寿命决定于两个基本条件:1、结构 物建成时的基准寿命;2、在使用过程中环境条件的影响。研究中同时采用理论和专家系统 两种方法对上述影响进行了比较系统的研究。把维修理论引进结构物的设计中来,对降低结 构物的成本具有重要意义。因此,我们对铁路隧道结构物,完成了隧道病害整治- 变异原因推定- 病害整治方法系统的编制。其中,部分成果已得到初步验证。中文主题词:隧道;地下结构;剩余寿命 13 批准号50178060 项目名称:隧道缓冲结构空气动力学分析方法 项目类别:面上项目 申请代码:E080507 项目负责人:高波 负责人技术职称:教授 依托单位西南交通大学 资助年限01/01/2002 01/12/2004资助经费22(万元) 中文摘要:本项目在国内首次应用理论分析、数值计算和物理模型试验相结合的方法对微压 波的形成机理、量值和在洞口区域的分布特征以及微压波的主要减缓措施之一缓冲结构进行 了系统深入地研究。通过数值模拟和模型试验,明确了微压波的空间分布规律和缓冲结构长 度和断面扩大率(即缓冲结构与隧道之间的断面积之比)对于隧道内初始压缩波的影响机制, 并给出了优化的断面扩大率和喇叭型缓冲结构优化后的最大压力梯度的计算公式。推导出了 单开口且断面积不变情况下各分压缩波的最大压力值和最大压力梯度的计算公式。确定了开 口率对于初始压缩波的影响。得到了新建喇叭型缓冲结构和开口型缓冲结构所需的最小长度 的计算公式和既有断面扩大开口型缓冲结构改造所需的最小长度的计算公式。通过三维数值 计算,对不同类型的缓冲结构及其断面扩大率、长度和开口情况进行了深入地定量分析。研 究结果表明:通过适当调整缓冲结构的母线和开口的特征参数,可以使得缓冲结构的减缓效 果达到最优化。已发表期刊论文21 篇,会议论文2 篇,编制了铁路隧道空气动力学三维数 值仿真软件,并将研究成果应用到磁浮交通系统沪杭线越黄浦江隧道和遂渝线山区小断面隧 道的科研和设计之中。完成了项目预期的总体目标。

中文主题词:高速列车;隧道;缓冲结构;压缩波;微压波

英文摘要: projecthas deeply researched shapingmechanism,magnitude spacedistribution characteristics micro-pressurewave itsmitigation methods, hood firsttime he英文主题词:high-speed train; tunnel; hood; compression wave; micro-pressure wave 14 批准号59608013 项目名称:地下隧道式工程地震反应分析 项目类别:面上项目 申请代码:E0808 项目负责人:李小军 负责人技术职称:研究员 依托单位:中国地震局地球物理研究所 资助年限01/01/1997 01/12/1999资助经费9(万元) 中文摘要:完善了给定地震下空间相关地震动场模型,统计给出了模型参数值确定的经验关 系,实现了隧道式结构地震反应分析的输入地震动的数值模拟;结合有限元空间离散技术、动力方程求解的时域逐步积分方法及时域局部透射边界,导出了地下隧道工程结构地震反应 分析的显式有限元-有限差分方法;对方法所涉及的有限单元网格划分及计算时间步长确定、 方法的计算精度及稳定性、土体非线性本构关系的利用等问题做了进一步的研究,确定了计 算时空离散匹配原则;提出了应用时域局部透射边界时入射波场计算的半解析方法。研究所 得方法被应用于核废料储藏地下隧道结构地震影响问题分析中;编写了相应的分析计算程 中文主题词:地震动场;显式时域数值积分方法;隧道结构;地震反应;时域局部透射边界15 项目编号 51008252 项目名称 矿山法隧道下穿铁路施工位移控制机理及对策研究 项目类型 青年科学基金项目 申报学科1 地下工程与隧道工程(E080506) 研究性质 应用基础研究 资助金额 20.00 万元 开始日期 2011 完成日期2013 12 31 项目摘要通过资料调研、经验类比、数理统计、离心模型试验和现场试验等方法,对矿山法 隧道下穿铁路施工引起的路基和轨道位移控制等关键问题进行研究。分砂土和粘土(硬土和 软土),分别研究隧道下穿铁路施工情况下路基与轨道的相互作用机理、地层损失的构成和 损失率、各施工分步所占地层位移的比率;在轨道静态几何尺寸偏差数理统计基础上,研究 路基和轨道位移的数理统计关系,以及路基和轨道的位移控制标准;研究单、双洞情况下, 路基和轨道位移与埋深及净距的统计关系和影响分区;分作用对象、地层损失构成、施工分 步分别研究相应的对策及其力学原理。从而建立矿山法隧道下穿铁路的路基和轨道的相互作 用模型,提出路基和轨道位移的控制标准,进一步提出隧道下穿铁路的控制对策和原则。深 入、系统地开展隧道下穿铁路力学机理、控制标准及控制对策的研究,对减小铁路行车干扰、 提高铁路运能和安全性,促进交通和经济发展具有重要意义。 获资助单位 西南交通大学(项目负责人) 16项目编号 50911140105 项目名称 软土地层中地铁隧道的长期沉降机理与预测研究 项目类型 国际(地区)合作与交流项目/合作研究项目 申报学科1 (E090501) 申报学科2 (E080603) 研究性质 资助金额 18.00 万元 开始日期 2009 完成日期2011 12 31

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