基于视觉识别的隧道落石预警系统

近年来我国高铁、公路、地铁等基础建设项目不断增加,其中隧道工程的建设也大量展开,施工过程中的各类事故和地质灾害也越发频繁,严重威胁隧道内施工人员的人生安全,根据统计大部分的隧道施工环节中常见的是落石灾害,传统的监测手段,仅在二维监测的数据上进行,图像显示不直观,预警能力不足;因此本文通过对视觉对隧道落石进行趋势识别研究的基础上,提供一种隧道落石预警的方式。     

活塞杆点支式柔性缓冲系统冲击力学行为

针对公路、铁路沿线棚洞结构的落石防护问题,提出了活塞杆点支式柔性缓冲系统,该系统支撑于棚洞结构顶部,由缓冲器、环形网、支撑绳、活塞杆组成,对棚洞结构起缓冲防护作用。为研究缓冲系统冲击力学行为,设计了子结构模型,开展了25kJ能量冲击试验,结合动力非线性分析,研究了子结构模型的冲击变形、传力途径、内力响应以及缓冲消能特性。研究表明：活塞杆点支式柔性缓冲系统可有效实现落石防护,系统具有松弛变位、顶紧压缩、回弹释放三阶段变形特征,可实现缓冲、自复位及落石的可引导弹出;与普通钢压杆支撑模型相比,子结构模型的冲击力作用持时延缓67%,冲击力峰值降幅达30%;在相同冲击能量下,与砂土缓冲垫层和EPS缓冲垫层的冲击力相比,子结构模型冲击力峰值降幅分别达到69%和61%。最后,通过弹簧刚度参数分析,拟合得到子结构模型的性能曲线及其P-s相关方程。     

三开间单跨柔性棚洞在落石冲击作用下的试验研究

为克服钢筋混凝土结构式棚洞施工难度大,费用高等不足,满足快速抢修抢建要求,提出一种由型钢拱架和金属网组成的柔性棚洞。由于三开间单跨柔性棚洞的传载耗能特点与单开间单跨柔性棚洞存在区别,为此在现有单开间单跨柔性棚洞研究的基础上,提出三开间单跨柔性棚洞的设计方案,制作1∶1试验模型,并进行了25kJ、50kJ、100kJ和250kJ的落石冲击试验。宏观试验现象表明：①当落石能量在100kJ范围内时,柔性棚洞能够成功的对其进行拦截,而不需要对结构进行维护;②当落石能量在250kJ时,柔性棚洞在成功对其进行拦截的情况下,仅需要经过简单的维护即可继续投入使用;③柔性棚洞内的净空满足安全要求。此外,采用应变片、荷载传感器和高速摄像机等对落石冲击过程和柔性棚洞中钢拱架的动力反应进行了测试,综合试验测试数据,对柔性棚洞的变形特点、传载耗能机理和破坏特点进行了分析,指出了柔性棚洞中易发生破坏的薄弱部位,提出了下一步柔性棚洞的改进措施。     

铁路棚洞落石冲击力分析

铁路隧道规范未对棚洞顶落石冲击力的计算提供方法,为完善设计,确保结构安全,借鉴了相关计算手册及论文的结论,并运用数值分析的办法,对落石冲击力进行研究。     

滑坡落石灾害自动监测方案的探讨

以西部某客运专线的隧道施工监测为工程背景,探讨了铁路隧道所通过山体的稳定性自动监测问题,提出了一系列监测实施方案,可以为类似工程提供参考。     

滚石防治的地面强化路堤:足尺实验的设计与评价

基础设施,如公路和铁路以及城市化地区,处于山坡地带,经常会受到落石的威胁,因此需要避免其受到冲击影响。在众多可行的防治措施中,地面强化路堤可认为是一种可行的技术。本文提出一套用土工格栅强化的地面路堤足尺实验并进行讨论。实验在一个专门设计和建造的测试设备上进行,用重9 000 kg的混凝土块以约30m/s的速度扔向用土工格栅加固的地面路堤上,用不同土工格栅、不同砂和不同结构设计的几个路堤在不同冲击能下进了实验,可据此定量评估这些结构的耐冲击性能。实验结果与那些从一个动态有限元数值模型中得到的结论相比,具有较好的一致性。     

高铁建设管理中危岩落石治理管控博弈分析

我国高铁项目建设中的危岩落石治理管控问题越来越受到参建各方的重视。从建设方的角度对高铁项目建设中危岩 落石治理管控的主要任务进行了阐述,分析了高铁建设管理各阶段参建各方的行为对危岩落石治理管控的影响,建立并求解 了建设方、设计方与咨询方的三方博弈模型,得出不同参数关系下的纳什均衡解,说明在项目建设前期至施工图设计阶段, 建设方制定办法,加大惩罚力度,加强对关键性工程的检查,提高监督成效,会减少设计方、咨询方不履职尽责的概率,有 利于危岩落石问题的根本解决。通过分析,对建设方采取适宜的策略督促各参建单位在危岩落石治理方面尽职尽责提出了具 有管理学意义的建议。     

强风化灰岩块体落石几何特征的地质学意义

针对强风化片状灰岩块体,采用统计学方法得出强风化片状灰岩块石主要形状为块状、板状和长条状。块状灰岩的几何尺寸频率图具有相对集中性和阶段集中性;不同区域块石总体的长度、宽度和高度频率值具有不同的离散特性;不同区域的块石表现出长度、宽度、高度上的相似性和一致性,并具有一比例系数1.22。块状块石、板状块石和长条状块石长度比较发现,块状块石长度板状块石长度长条状块石长度;块状块石长度尺寸分布较为均匀,基本无间断值,而板状和长条状有明显的间断尺寸。不同区域的不同形状块石频率具有相似的规律,块状块石频率值最高,长条状块石频率值其次,板状块石频率值最低;不同区域不同形状块石在数量上具有一定的相似性,存在一比例系数1.92。强风化岩体块石几何统计特征具有岩体分级中节理参数选取的参考、落石灾害的群发性预测及危险性评价以及落石防治工程参数设计的依据3个地质学意义。     

成昆铁路新江车站新建悬臂棚洞设计

棚洞是整治山区铁路大规模危岩落石灾害的常见措施,其结构形式往往受各种因素的影响而各有特点.该文以成昆线“8.30”地震灾害复旧工程控制性工程-成昆铁路新江站新建悬臂棚洞工程为例,在方案比选中从技术、经济及施工便利性等综合因素考虑,设计出国内少见的具有高立柱、大悬臂特点的棚洞方案,不仅有效的治理了落石灾害,节省了投资,也较好的处理了工程建设与既有铁路运营的相互影响,为既有铁路上修建复杂棚洞工程积累了宝贵的经验.