隧道塌方特征分析和预报预警监测系统的研究

发布时间：2017-04-06 04:05

  本文关键词：隧道塌方特征分析和预报预警监测系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为进一步落实我国十三五规划建设发展的要求,基础设施的投入建设将不断加大,更多的公路、铁路、地铁工程等基础设施将被修建。隧道工程作为交通运输领域的一项重要内容,将会迎来更加广泛的重视和发展。隧道建设过程中塌方是最为常见的安全事故之一,塌方事故一旦发生不仅延误工期、大幅度地提高工程费用,而且也会造成对施工人员的人身伤害甚至生命威胁。隧道施工过程中的安全问题便成为科技工作者关注的课题。本文针对隧道塌方问题,分析了预报预警监测系统的功能需求,以隧道塌方案例和现场采集数据为研究对象,对隧道塌方特征及预报预警监测系统进行了研究。论文主要研究工作和成果如下：(1)隧道塌方类型及成因机理的研究。通过对文献的查阅搜集,统计国内大量隧道塌方案例,对隧道塌方进行分类,统计其在隧道建设时间轴上的分布规律及预兆性,总结分析了引起塌方的主要因素。同时运用数值模拟,对典型隧道建设过程中的塌方风险进行了分析。(2)隧道施工监测的项目及方法研究。通过查阅相关文献、规范或现场考察,对隧道施工监测技术进行了全面了解和分析,包括监控量测目的及意义、监控量测项目及方法等。(3)隧道围岩变形规律的研究。通过对大量现场监测数据的研究分析,得出围岩变形在时空关系上具有明显的阶段特征。最后结合实际工程对各变形阶段进行了相应的风险分析。为系统开发的可行性奠定了基础。(4)综合上述分析研究,结合隧道施工特点,与隧道施工技术人员的咨询沟通,了解到他们的实际施工经验和需求,对系统各模块进行了总体结构规划和设计,设计了以监控量测信息的处理和分析为主以其他功能为辅的隧道防坍塌预报预警监测管理平台。(5)通过对实际项目的调查分析,参考工程技术人员的经验和需求,以及组织专家讨论分析,主要从施工安全方面和施工管理方面对系统进行了功能设计,对各功能工作机理及其在防坍塌方面起的作用进行了设计说明。
【关键词】：隧道工程 塌方 时空效应 监控量测 预警系统
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U458.3;U453.8;U456.3
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1. 绪论12-22
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 隧道塌方特征及机理研究现状14-15
• 1.2.2 隧道安全监测的发展及应用现状15-16
• 1.2.3 传统的监测数据管理方法16-17
• 1.2.4 隧道监测数据分析处理信息系统研究现状17-19
• 1.2.5 存在的问题和发展趋势19-20
• 1.3 主要研究内容及路线20-22
• 2. 隧道塌方类型及成因机理分析22-48
• 2.1 隧道塌方资料的收集与整理22-32
• 2.2 典型塌方及发生机理分析32-35
• 2.2.1 洞口塌方32-33
• 2.2.2 洞内塌方33-35
• 2.3 典型隧道建设过程中的塌方风险分析35-42
• 2.3.1 数值模型的建立35-36
• 2.3.2 有限元计算结果分析36-42
• 2.4 隧道塌方的原因42-44
• 2.4.1 地质因素43
• 2.4.2 设计因素43
• 2.4.3 施工技术因素43-44
• 2.4.4 自然因素44
• 2.5 隧道塌方的先兆及预防措施44-45
• 2.5.1 塌方前的征兆44
• 2.5.2 塌方的预防控制44-45
• 2.6 小结45-48
• 3. 基于工程实例的隧道施工监测与围岩变形特征分析48-64
• 3.1 监控量测的目的及意义48
• 3.2 监控量测的项目及方法48-53
• 3.2.1 宏观状况观察50
• 3.2.2 拱顶沉降监测50-51
• 3.2.3 水平收敛监测51-52
• 3.2.4 监测频率52-53
• 3.3 隧道施工围岩变形的时空效应53-57
• 3.3.1 围岩变形纵向分布曲线分析54-55
• 3.3.2 围岩变形的时间效应分析55-57
• 3.4 工程实例及其围岩变形特征57-62
• 3.4.1 隧道工程概况57-58
• 3.4.2 地表沉降和围岩变形监测结果分析58-60
• 3.4.3 监控量测数据及风险分析60-62
• 3.5 小结62-64
• 4. 隧道防坍塌预报预警监测系统的设计及实现64-70
• 4.1 系统分析64
• 4.2 系统设计64-70
• 4.2.1 系统设计原则65
• 4.2.2 系统架构65
• 4.2.3 系统各模块概述65-70
• 5. 系统功能的设计及实现70-94
• 5.1 监测数据的采集及上传71-76
• 5.1.1 数据采集及上传方式71-76
• 5.1.2 主要作用76
• 5.2 监测数据分析76-79
• 5.2.1 隧道监测数据分析方法77-78
• 5.2.2 隧道监测数据分析形式78
• 5.2.3 其他功能78-79
• 5.2.4 主要作用79
• 5.3 安全预警功能79-85
• 5.3.1 监测数据超限预警80-83
• 5.3.2 施工距离超安全步距预警83-84
• 5.3.3 不上报监测数据预警84-85
• 5.3.4 预警事件的消除85
• 5.4 超前地质预报成果的导入85-88
• 5.4.1 超前地质预报的目的86
• 5.4.2 超前地质预报成果内容86-87
• 5.4.3 超前地质预报导入流程87
• 5.4.4 超前地质预报导入应用案例87-88
• 5.5 专家远程会诊系统88-89
• 5.5.1 工作内容88-89
• 5.5.2 主要作用89
• 5.6 施工进度形象展示及统计89-91
• 5.6.1 工作内容90-91
• 5.6.2 主要作用91
• 5.7 人员定位系统91-93
• 5.8 资料存储功能93-94
• 5.8.1 工作内容93
• 5.8.2 主要作用93-94
• 6. 结论与展望94-96
• 6.1 结论94-95
• 6.2 展望95-96
• 参考文献96-98
• 作者简历98-102
• 学位论文数据集102

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖清华;张继春;;隧道断面自动成图的数学模型研究[J];铁道建筑;2006年09期

2 黄羚;杨腾峰;侯永会;;图形驱动式隧道断面分析方法的实现[J];铁道勘察;2008年03期

3 孙艳雨;;精密测定隧道断面中心三维坐标方法研究[J];交通世界(建养.机械);2008年07期

4 何自强;;地铁隧道断面变形检测系统数据处理及计算的研究[J];地下工程与隧道;2011年02期

5 任超;万霞;;“零”投入实现隧道断面检测程序化[J];科技资讯;2011年32期

6 谷川;杨元伟;;圆形盾构隧道断面自动化检测系统研究与开发[J];城市道桥与防洪;2011年10期

7 李德信;胡朝旭;;激光隧道表面测量仪的研制[J];中国机械工程;2012年01期

8 岑捚;;穿越洛基山脉的新隧道[J];铁道标准设计通讯;1985年03期

9 岑捚;;穿越洛基山脉的新隧道[J];铁道标准设计通讯;1986年03期

10 曹春风;隧道断面激光测量仪在大秦线的实测试用[J];铁道工程学报;1992年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李煜，

本文编号：288211