軟土地區(qū)承壓水基坑突涌計算模型及突涌控制參數(shù)研究

隨著城市地下鐵道、高層建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的迅速發(fā)展，深基坑工程日益增多，基坑工程事故率和損失也越來越大，軟土地區(qū)承壓水基坑在施工中更易產(chǎn)生突涌、流砂或流土破壞，易造成坑底隆起變形和圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形增大，影響基坑穩(wěn)定。而承壓水基坑既有的突涌穩(wěn)定計算方法還存在許多不足，為確保承壓水基坑安全合理地設(shè)計與施工，本項目以軟土地區(qū)典型的承壓水基坑為背景，擬開展以下幾方面工作：①研究軟土地區(qū)承壓水基坑坑底土透水性差別、基坑突涌破壞形式和破壞特征；②通過室內(nèi)土工試驗，研究基坑降水過程中坑周土體物理力學(xué)性質(zhì)的變化；③針對軟土地區(qū)含不透水層和弱透水層承壓水基坑，研究基坑產(chǎn)生突涌破壞的力學(xué)機(jī)理，建立一個與之匹配的基坑突涌破壞計算模型，用工程實例和離心模型試驗考證計算模型和計算方法；④利用建立的基坑突涌計算模型，研究承壓水基坑影響突涌穩(wěn)定的敏感性參數(shù)及突涌控制措施；⑤研究探討承壓水基坑突涌破壞簡易判斷方法。 2100433B

前言

1 緒論

1.1 研究的意義

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.3 研究日標(biāo)

1.4 研究內(nèi)容

1.5 研究方法和研究路線

2 地下工程水砂混合物突涌災(zāi)害形成的控制條件

2.1 地下工程水砂混合物突涌災(zāi)害的物質(zhì)條件

2.2 地下工程水砂混合物突涌災(zāi)害的構(gòu)造條件

2.3 地下工程圍巖中水砂混合物突涌災(zāi)害的水的條件

3 地下工程水砂混合物突涌災(zāi)害的工程地質(zhì)特征

3.1 災(zāi)害的分類

3.2 巖溶地區(qū)水砂混合物突發(fā)型特大突涌災(zāi)害

3.3 富水區(qū)隱伏含水構(gòu)造引發(fā)的特大型突水災(zāi)害

3.4 強(qiáng)風(fēng)化巖溶地區(qū)穩(wěn)定型特大突涌災(zāi)害

3.5 富水區(qū)非可溶巖石接觸界限引發(fā)的中型突水災(zāi)害

3.6 斷層破碎帶引發(fā)的泥礫石型特大突涌災(zāi)害

3.7 巖溶陷落柱引發(fā)的泥礫石型特大突涌災(zāi)害

4 對水砂混合物突涌災(zāi)害的超前地質(zhì)預(yù)報

4.1 超前地質(zhì)預(yù)報的工作流程及方法

4.2 超前地質(zhì)預(yù)報的方法和步驟

4.3 長期超前地質(zhì)預(yù)報

4.4 短期超前地質(zhì)預(yù)報

4.5 超前水平鉆

4.6 施工地質(zhì)災(zāi)害臨近警報

4.7 現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查

5 隧道突水災(zāi)害的水文地質(zhì)特征分析

5.1 隧道突水的主要地下水來源及特征

5.2 地下水的補給、徑流和排泄規(guī)律

5.3 突水模式分析

5.4 水對巖土體的作用機(jī)理

5.5 典型突水模式的突水機(jī)理分析

6 地下工程水砂混合物突涌災(zāi)害的防治措施

6.1 地下水的防治原則

6.2 隧道施工中水砂突涌的防治原則

6.3 水砂混合物突涌災(zāi)害的防治措施

6.4 水砂突涌災(zāi)害的應(yīng)急響應(yīng)

6.5 水砂混合物突涌災(zāi)害的治理工程實例.

參考文獻(xiàn) 2100433B

水砂混合物突涌災(zāi)害是貫穿整個地下工程發(fā)展史的一種最常見也是危害最大的地質(zhì)災(zāi)害?！端巴挥繛?zāi)害機(jī)理、特征及防治》在研究了大量鐵路隧道圍巖中水砂混合物突涌災(zāi)害事故的基礎(chǔ)上，分析了災(zāi)害發(fā)生的主要控制因素．建立了相關(guān)的工程地質(zhì)模式，進(jìn)一步明確了水砂混合物突涌災(zāi)害事故的發(fā)生、發(fā)展、變化規(guī)律，并基于常見的工程技術(shù)手段，提出了行之有效的超前預(yù)報和防治治理措施。　《水砂突涌災(zāi)害機(jī)理、特征及防治》以實用為目的，以總結(jié)和推廣新理論、新技術(shù)、新方法，介紹成功的工程實踐經(jīng)驗為宗旨，既注重理論的闡述和分析，更強(qiáng)調(diào)理論結(jié)合實踐的應(yīng)用?！　端巴挥繛?zāi)害機(jī)理、特征及防治》可供從事地下工程、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、礦山安全等方面的科研和工程技術(shù)人員閱讀，同時也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

數(shù)字化造船的首要任務(wù)就是要實現(xiàn)數(shù)字化的船舶設(shè)計，其中船舶參數(shù)化設(shè)計便是船舶數(shù)字化設(shè)計的重要研究內(nèi)容之一。一般的參數(shù)化設(shè)計方法在船舶總體設(shè)計中應(yīng)用時將會碰到無法利用現(xiàn)有的電子計算機(jī)對大規(guī)模的幾何約束問題進(jìn)行求解的困難。新興的DNA 計算具有超大規(guī)模并行性、高密度存儲和低能耗等特性，為求解大規(guī)模的幾何約束問題提供可能?；谶@樣的背景，本項目研究通過建立船舶參數(shù)化設(shè)計的DNA計算模型對船舶參數(shù)化中的大規(guī)模幾何約束問題進(jìn)行求解，集中解決建立DNA計算模型求解船舶參數(shù)化曲面設(shè)計以及船舶參數(shù)化靜水力計算中的相關(guān)問題，從而為船舶參數(shù)化設(shè)計提供新方法和技術(shù)。 項目研究的主要內(nèi)容包括以下三個方面：（1）將基于幾何約束求解的參數(shù)化技術(shù)應(yīng)用于船舶總體設(shè)計，給出船體曲面參數(shù)化設(shè)計方法以及參數(shù)化靜水力計算方法，給出理論計算模型。（2）結(jié)合圖的最大團(tuán)問題的已有的算法，諸如常規(guī)算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法和DNA計算模型相結(jié)合，給出求解幾何約束的一般性的計算方法，并給出具體實驗型的算法軟件。（3）建立船舶參數(shù)化設(shè)計DNA計算模型 項目研究的重要結(jié)果如下： （1）根據(jù)船舶特征參數(shù)和特征曲線，通過數(shù)學(xué)方法，將船體橫剖面曲線的設(shè)計轉(zhuǎn)化為一個帶約束的非線性規(guī)劃問題，設(shè)計變量為表達(dá)橫剖面曲線的控制點坐標(biāo)；目標(biāo)函數(shù)為曲線光順性條件的數(shù)學(xué)形式；建立約束圖來表達(dá)相應(yīng)的幾何約束條件，如：面積、形心及端點坐標(biāo)、斜率、曲率等。通過采用改進(jìn)能量目標(biāo)函數(shù)，在應(yīng)變能的基礎(chǔ)上增加剪力躍度平方和的目標(biāo)函數(shù)，使得生成的曲線更加符合光順性條件。 （2）將參數(shù)化船舶設(shè)計問題中的約束問題用約束圖表示，約束圖的頂點代表幾何元素，圖的邊表示其頂點對應(yīng)的兩個幾何元素之間的約束關(guān)系，這樣將幾何約束轉(zhuǎn)化為一個無向圖，隨后采用自頂向下的圖歸約方法進(jìn)行幾何約束系統(tǒng)的分解。通過圖分解將一個大規(guī)模的約束系統(tǒng)化成許多約束子系統(tǒng)。 （3）對形狀參數(shù)和集中幾何約束進(jìn)行DNA編碼，對不同的形狀參數(shù)及約束條件進(jìn)行DNA編碼，初步構(gòu)建了DNA計算模型并設(shè)計相關(guān)的生化反應(yīng)完成約束圖進(jìn)行求解。 2100433B