长大动水破碎地质隧道灾害预警与机械化建造理论及应用

1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 存在的问题与不足
1.4 主要研究内容
1.5 技术路线
2 动水软弱破碎地质高精度测算理论与处治技术
2.1 概述
2.2 岩体空隙结构模型及其渗流特征
2.3 动水软弱破碎地质隧道物理模型建立与试验
2.3.1 相似原理
2.3.2 试验装置系统
2.3.3 含水构造超前探测试验数据分析
2.4 软弱破碎隧道动水构造数值正演测算
2.4.1 动水地质构造地电模型
2.4.2 隧道超前探测装置形式
2.4.3 动水构造超前探测数值正演
2.4.4 SERT法干扰识别与去除方法
2.5 动水软弱围岩水量测算反演方法
2.5.1 光滑约束的施加
2.5.2 不等式约束的施加
2.5.3 反演流程
2.5.4 反演计算效率改进
2.5.5 算例
2.6 动水水量精确计算技术
2.6.1 模型试验研究
2.6.2 隧道含水体水量计算技术
2.7 动水处治模型试验研究
2.7.1 概 述
2.7.2 脲醛树脂浆液工程性质
2.7.3 试验设计
2.7.4 试验结果与分析
2.7.5 脲醛树脂浆液管道封堵机理及条件分析
2.8 动水裂隙注浆模型试验
2.8.1 概 述
2.8.2 裂隙注浆模型试验系统
2.8.3 有限边界裂隙动水注浆试验结果与分析
2.8.4 试验影响因素及封堵机理分析
2.9 工程应用
2.9.1 郑万高铁高家坪隧道动水探测计算实践
2.9.2 武广高铁尖峰顶隧道动水破碎软弱围岩处治实践
2.10 本章小结
3 新型预应力锚杆加固软岩隧道力学特征分析与工程应用
3.1 概述
3.2 研究内容和方法
3.3 软岩破碎地质隧道锚杆受力计算模型
3.3.1 软岩隧道应力场分布
3.3.2 锚杆横向受力分析
3.3.3 锚杆轴向受力分析
3.3.4 锚杆屈服形式
3.4 软岩隧道锚杆受力特征分析
3.4.1 岩溶软岩隧道锚杆受力特征解析解分析
3.4.2 岩溶软岩隧道锚杆受力特征数值分析
3.4.3 结论
3.5 DCP、YE预应力锚杆在机械化开挖大断面隧道中的施工应用
3.5.1 工程概况
3.5.2 工程地质及水文地质
3.5.3 支护参数
3.5.4 DCP、YE锚杆技术参数
3.5.5 施工工艺
3.5.6 设备配置
3.5.7 质量验证
3.5.8 与传统锚杆效果对比分析
3.5.9 结论
4 PMS超前地质预报预警系统
4.1 概述
4.1.1 系统功能结构图
4.1.2 数据流图
4.1.3 数据结构
4.2 环境状态反馈
4.3 PMS地质预报施工组织调度与工程管理
4.3.1 超前地质预报设计方法采集
4.3.2 超前地质预报采集
4.3.3 现场施工
4.3.4 超前地质预报监控
4.3.5 超前地质预报预警
4.4 本章小结
5 软弱破碎地质隧道爆破智能设计系统
5.1 概述
5.2 隧道爆破智能设计系统研发
5.2.1 隧道爆破智能设计系统概述
5.2.2 隧道爆破智能设计系统分析
5.2.3 基于人工智能设计系统原理
5.2.4 隧道智能爆破设计系统组成
5.2.5 隧道爆破智能设计系统的实现
5.2.6 隧道爆破知识库及推理机设计
5.2.7 爆破参数设计影响因素分析
5.2.8 隧道爆破设计因素的确定
5.3 本章小结
6 软弱破碎围岩智能全断面施工技术
6.1 概述
6.2 软弱围岩全断面机械化施工特点
6.3 掌子面预加固技术
6.3.1 预加固支护措施
6.3.2 基于三臂凿岩台车预加固施工工艺
6.3.3 基于锚杆台车预加固施工工艺
6.3.4 基于湿喷机械手预加固施工工艺
6.4 基于机械化智能全断面掘进施工技术
6.4.1 设备选型
6.4.2 施工工艺
6.4.3 全断面智能信息化技术
6.5 全断面机械化开挖动力学分析
6.5.1 隧道的施工开挖方法分析
6.5.2 围岩破坏机理及计算理论
6.6 模型建立及计算参数
6.6.1 数值模型建立
6.6.2 模型计算参数
6.7 全断面开挖工法数值分析研究
6.8 围岩应力对比分析
6.8.1 围岩位移对比分析
6.8.2 塑性区对比分析
6.9 全断面隧道开挖稳定性评价
6.9.1 全断面开挖不同进尺岩体自稳性
6.9.2 施工效果评价
6.9.3 施工设备配套技术经济性分析
6.10 本章小结
7 创新点
主要参考文献