岩溶区盾构隧道溶洞形态精细表征与稳定性评判方法

图书标准信息

• 作者 贺鹏 著；孙尚渠；渠述锋；宋曙光；孙洪斌
• 出版社 上海科学技术出版社
• 出版时间 2021-03
• 版次 1
• ISBN 9787547852422
• 定价 80.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 212页
• 字数 220千字

【内容简介】

《岩溶区盾构隧道溶洞形态精细表征与稳定性评判方法》紧密围绕“精细化”这一主旨，重点解释了复杂形态干溶洞及充水溶洞的“精细化重构”问题，实现了不规则溶洞的可视化重构和数值模拟计算；提出了溶洞复杂形态多层次表征参数与傅里叶普适性表征因子，实现了溶洞高度不规则几何形态的“精细化表征”；建立了复杂形态溶洞与盾构隧道之间的临界安全距离预测模型；研制了富水岩溶地层盾构施工围岩稳定性模型试验系统；揭示了盾构开挖扰动与承压岩溶渗透双重作用下围岩多物理场演化规律；实现了赋存不规则形态溶洞下盾构隧道施工稳定性的“精细化评判”。综合上述研究成果，开发了复杂形态溶洞多参数表征及稳定评判软件，为溶洞灾害源的“精细化处治”提供指导。
  全书以理论技术分析为基础，结合相关工程案例，深入浅出地介绍了富水岩溶地层盾构隧道复杂岩溶构造的精细探测、定量表征和稳定评判，可为科研人员、高等院校相关专业的师生、工程技术人员提供参考。

【作者简介】

孙尚渠

博士，山东科技大学副教授。国家自然科学基金评审专家，山东省高等学校优秀青年创新团队核心成员，山东轨道交通学会理事，KSCE Journal of Civil Engineering、《隧道与地下工程灾害防治》等期刊审稿专家。

主要从事岩溶区盾构隧道精细探查与围岩稳定性方面的科研与教学工作。主持国家自然科学青年基金1项、横向课题1项；参与国家重点基础研究发展计划（973计划）、山东省重点研发计划、山东省自然科学杰出青年基金等纵向课题6项、横向课题9项；获山东省高等学校科学技术一等奖（排名第1）、山东公路学会科学技术一等奖（5/12）；授权美国发明专利1项、中国发明专利23项、软件著作权6项；参编省级标准1部；以第一作者/通讯作者在国际知名期刊发表SCI/EI 论文15 篇。

【目录】

第1章绪论 ……………………………………………………………… 1

国内外研究现状………………………………………3

1.1.1 溶洞精细化探测及形态表征方面……………………… 3

1.1.2 溶洞对隧道围岩稳定性影响方面……………………… 6

1.1.3 溶洞与隧道安全距离研究方面 …………………………… 10 

1.2 技术内容、研究现状与发展趋势 ………………………………… 11

1.2.1 技术内容 ……………………………………………………11 

1.2.2 研究现状…………………………………………………… 13 

1.2.3 发展趋势 ……………………………………………………14

第2章泉域地层岩溶发育机制与特征研究 …………………………15

2.1 区域地质水文特征研究 …………………………………………… 16

2.1.1 区域地质特征 …………………………………………… 16 

2.1.2 区域水文特征 ………………………………………… 18 

2.1.3 典型泉水成因 ……………………………………………… 20 

2.2 岩溶发育机制及模式 …………………………………………… 21

2.2.1 岩溶发育机制……………………………………………… 21 

2.2.2 岩溶发育模式 ……………………………………………… 22 

2.3 岩溶发育特征研究 ………………………………………………… 27

2.3.1 溶洞规模大小……………………………………………… 27

2.3.2 溶洞充填类型 ……………………………………………… 28 

2.3.3 溶洞发育高程统计 ………………………………………… 28 

2.3.4 溶洞与地铁隧道空间位置关系 …………………………… 29

第常复杂形态溶洞激光测量与重构方法…………………………… 31 

3.1 复杂形态溶洞激光定量化探测现状 ……………………………… 31

3.1.1 干溶洞三维激光定量探测 ………………………………… 31 

3.1.2 充水溶洞三维激光探测 …………………………………… 32 

3.2 充水溶洞多波长激光衰减特性试验系统 ………………………… 33

3.2.1 多波长激光发射模组 ……………………………………… 33 

3.2.2 溶洞水环境模拟模块 ……………………………………… 35 

3.2.3 水质浑浊度及激光衰减性测量模块……………………… 35 

3.3 试验结果与优化选型方案 ………………………………………… 37

3.3.1 激光衰减系数 ……………………………………………… 37 

3.3.2 同一波长、不同溶解介质下激光衰减规律 ……………… 38

3.3.3 同一介质、不同激光波长下激光衰减规律 …………… 40

3.3.4 不同功率激光衰减规律 …………………………………… 46 

3.3.5 激光最大探测距优化方案 ………………………………… 48 

3.4 复杂形态溶洞精细化重构方法 …………………………………… 50

3.4.1 溶洞激光自动扫描系统 …………………………………… 50 

3.4.2 复杂形态溶洞点云坐标求解 ……………………………… 52

第4章杂形态溶洞模型数值计算与定量化表征方法……………56

4.1 基于 Geomagic-Comsol耦合的复杂形态溶洞稳定性分析 …… 57

4.1.1 不规则溶洞几何模型构建思路 …………………………… 57 

4.1.2 复杂形态溶洞 Geomagic 点云降噪与模型重构 ………… 58 

4.1.3 复杂形态溶洞 Geomagic-Comsol耦合数值模型接口…… 63 

4.2 简化模型与复杂形态溶洞力学性能分析 ………………………… 65

4.2.1 溶洞模型几何形态分类 …………………………………… 65

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