岩土工程数字照相量测软件系统研发与应用

为便于数字照相变形量测(DPDM)技术在岩土工程中的应用与推广,研究开发一套完整的数字图像分析与结果可视化后处理软件包。首先,根据观测目标上是否使用人工量测标志点,将DPDM分为两大类:标点法和无标点法,针对岩土类材料局部化变形特性,提出旋转加平动的图像相关分析三步搜索算法;然后说明基于等参四边形单元的坐标转换与变形解释方法,并介绍DPDM软件包的主要功能,讨论图像采集、量测精度、适用范围等应用关键问题。软件系统可为砂土、黏土、钢筋混凝土、岩石等岩土工程常用材料的数字照相变形全程观测、演化过程以及局部化分析提供有力支持。最后,给出一个应用实例——侧向受荷桩模型试验。     

围岩量测技术在长岭隧道中的应用

以实际工程为例，系统地阐述了隧道工程中围岩量测技术的量测方法、注意事项、量测数据的处理以及围岩稳定性的判别方法；通过施工现场监测，探讨了围岩和支护在施工中的力学动态及稳定程度。     

Excel在隧道监控量测数据分析中的应用

结合JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准有关规定,介绍了利用Excel绘制收敛—时间曲线的步骤,利用Excel对收敛观测数据进行了回归分析,并阐述了量测成果的应用,以期使监控量测数据分析更准确、快捷、及时、方便。     

监控量测在偏压连拱隧道中的应用

通过连拱隧道的施工，对现场监测项目及测点布置进行了介绍，并对左右侧导洞围岩变形和左右正洞围岩变形进行了现场监控量测，得出的结果对隧道施工具有指导作用。     

监控量测技术在枫香桠隧道中的应用研究

以枫香桠隧道工程为例,结合工程地质条件,介绍了隧道施工过程中的监控量测内容及方法,并对监控量测数据进行了处理和分析,为该隧道的喷锚支护和二次衬砌的参数调整和施作时间的确立提供了依据。     

监控量测技术在大跨度小净距隧道中的应用

由于小净距隧道在左右洞施工过程中均会相互影响,从而增加对围岩的扰动次数。结合广贺高速公路某小净距隧道的现场监测情况,对围岩变形进行了分析,从而保证隧道的施工安全。     

连拱隧道施工监控量测技术研究

结合铜黄高速汤屯段下杨干隧道的具体情况,详细介绍了连拱隧道的现场监控量测情况,并根据监测结果,在围岩大变形地段以及附近区域选择较为典型的拱顶下沉、水平收敛断面,以及在发生围岩大变形地段增设的8个选测断面,对下杨干隧道由小塌方所引起的围岩大变形情况加以分析,揭示了此种条件下围岩变形与支护结构受力的特点以及大变形对附近地段围岩的影响情况,并提出相应的治理措施,有效地指导了隧道施工的进行,保证隧道施工的安全.     

隧道围岩监控量测技术在隧道施工中的应用

阐述了隧道围岩监控量测技术的实施内容、方法和要求,介绍了隧道围岩监控量测在宛坪高速公路大跨度连拱隧道中的应用情况,为围岩监控量测提供了参考。     

围岩量测技术在老鸦峡2号隧道中的应用

以老鸦峡隧道施工为例，对地表下沉量测、周边位移、拱顶下沉的测量和围岩稳定性判别标准等进行了分析，阐述了围岩量测技术在隧道工程中的应用，指出量测技术是安全、质量和效益的保障。     

周家山隧道施工量测及应用

依托周家山隧道工程,阐述了新奥法施工中变形监测方案、量测数据分析以及对施工的指导作用,指出通过变形监测数据,可有效的指导隧道衬砌、预报地质险情、调整施工进度、选择施工方案。     

数字化近景摄影测量在模型试验变形测量中的应用

讨论模型试验中目前主要采用的各种位移量测技术的优缺点，阐述了数码像机数字化近景摄影测量的基本原理和方法，对该方法进行了误差分析，并首次将该技术应用到模型试验变形测量中。该方法具有非接触、设备简单、对环境要求低、能直接提供内方位元素、无软片压平误差、自动化程度高、精度高等优点。研究结果表明，该方法所测位移场规律性好，与试验过程中各种现象符合很好，与对应点百分表测值相差在30％以内。     

软岩隧道锚杆支护作用的模型试验研究

 随着公路隧道的发展,隧道稳定性日益成为设计和施工的首要问题。根据重庆—长沙公路共和隧道围岩实际情况,在真三轴试验机上进行隧道在毛洞和不同支护条件下的模型试验,试验反映了隧道失稳的全过程并记录了各个部位的应变值,对不同工况下围岩的应力变化规律进行分析,结果表明：围岩的径向和切向应力均是随荷载的增加而增加的;在同级荷载下,支护后的围岩径向和切向应力要高于支护前;径向应力随着离洞壁距离增大而增大,而切向应力在洞壁上应力集中,随后随着离洞壁距离的增大而减小,最后趋于稳定。锚杆使得围岩的稳定性大大提高,且长锚杆的支护效果要优于短锚杆。     

节理岩体中隧道开挖与地震作用下围岩的稳定性

节理、断层等不连续面的存在造成岩体变形的不连续性并且这些不连续面对岩体变形、应力等力学行为造成重要的影响。在地震的作用下节理而可能张开、滑移。在有临空面时，节理岩体将表现出显著的几何非线性和大变形。对已有的非连续变形分析程序进行了改进，应用改进的程序模拟了节理岩体中隧洞开挖的过程以及地震荷载作用下隧道围岩的动力响应，并模拟了围岩的失稳和破坏过程，这有助于了解节理岩体中隧道围岩的变形和破坏机制。从计算结果可以看出，非连续变形分析方法可很好地模拟节理岩体中的隧道开挖过程以及地震荷载作用下围岩从稳定、失稳到破坏的全过程。     

隧道开挖的围岩损伤扰动带分析

在给出隧道开挖损伤扰动带的概念、主要影响因素基础上,提出了隧道开挖损伤扰动带的力学、渗流特征及表征方法。在现场实测基础上,利用数值法研究了隧道开挖后的不同开挖方法的变形、渗流场变化规律。结果表明:开挖损伤主要决定于隧道开挖方法;隧道开挖引起的渗流影响边界大于力学影响边界。研究结果有助于合理地建立隧道开挖问题的流固耦合模型。     

连拱隧道动态施工模型试验与三维数值仿真模拟研究

连拱隧道作为公路隧道新的结构型式，理论上还不成熟。以云南省元磨高速公路的一座连拱隧道作为工程背景，按弹性阶段相似原则进行连拱隧道室内模型试验，模拟连拱隧道的施工工况，采用压力盒、数码摄像、沉降板等仪器量测施工过程中隧道围岩应力和位移分布，采用三维连续介质快速拉格朗日元模拟连拱隧道的施工工况，得出施工过程中隧道围岩位移、应力和塑性区分布规律，其结果与模型试验所得结果基本一致。     

基于数码摄影技术的岩体裂隙测量方法初探

基于数码摄影技术的岩体裂隙测量法，是一种与传统测量完全不同的新方法，可以高效率地测量岩体裂隙。基于数字图像处理理论，针对裂隙图像的特点，对这一新方法进行了比较全面地探索，提出了裂隙图像的现场采集方法及其解译路线，重点研究了智能识别方法，并研发了相应的处理软件。按照上述解译路线，应用自编裂隙图像处理软件，对从野外实拍的典型数字裂隙图像进行了试算、分析和总结，初步证明了此解译路线的可行性。     

光测方法在岩石力学实验观测中的应用述评

综述了常用光测方法在岩石力学实验观测中的应用,总结了这些光测方法相对于岩石力学中常用的其他方法的特点。最后在分析岩石力学实验观测新趋势的基础上,指出发展一种以数字散斑相关方法(DSCM)为基础的岩石力学观测系统,将可以满足岩石力学观测中的新的需要。     

循环载荷作用下岩石材料变形场演化试验研究

 将岩石在动载荷作用下破坏过程的应力场直观地表现出来,从变形场演化的角度研究岩石试件的破坏规律是岩石力学变形观测领域一个有重要意义的课题。采用岩石材料破坏过程变形场监测(Geo-DSCM)系统,观测循环载荷作用下岩石材料破坏过程中的变形场演化。岩石试件采用大理岩加工而成,对岩石试件加载的循环载荷为正弦波,其下、上限载荷分别为10,130 kN,频率为0.04 Hz。通过对多个岩石试件的变形破坏过程的观测,从变形场演化的角度总结岩石材料在循环载荷下的破坏规律。试验结果表明：循环载荷作用下岩石的变形经历3个阶段,即均匀阶段、局部化阶段和破坏阶段。岩石在破坏过程中其变形场演化表现出一个规律,即在破坏前夕发生严重的变形局部化现象,形成变形局部化带;变形局部化带中的变形进一步集中,形成宏观裂纹,导致试件破坏。从而可用一种描述变形场局部化特征的统计量(如变形场的方差)来表征变形场演化过程,岩石破坏前发生变形局部化,此统计量会发生突跳。因此,此统计量可用以指示岩石结构的破坏,如果设计现场观测系统,应用此方法有望实现灾害监测与预报。     

基于图像分析的节理岩体单轴压缩损伤演化研究

 为定量地研究节理岩体的损伤演化规律,对岩体石膏模型试件单轴压缩试验过程中拍摄的表面数字图像进行处理分析。编制Matlab程序,实现单个裂纹的识别、裂纹长度和方位角、总裂纹面积分数和总裂纹分形维数的计算。对节理倾角和节理连通率这2个参数组合变化下的试件表面裂纹图像的分析结果为：(1) 试件表面总裂纹面积分数和总裂纹分形维数变化规律基本相似,在各节理连通率和各节理倾角下,2个参量都随轴向应变的增加而增大;(2) 可将试件分为两大组,节理倾角为0°,15°,75°,90°试件(劈裂破坏为主)和节理倾角为30°,45°,60°的试件(剪切破坏为主),第1组试件表面的总裂纹面积分数和总裂纹分形维数值都高于第2组试件;(3) 具有相同节理连通率的试件,在试验开始点不同节理倾角的总裂纹面积分数基本相同,在峰值荷载点和试验结束点的总裂纹面积分数随节理倾角的变化曲线基本呈V型(最小值在节理倾角为45°处,最大值在节理倾角为0°处);(4) 表面裂纹在试验开始时和加载过程中的各向异性分布特征,可以用裂纹面积分数沿裂纹方位角的分布图来表征。研究结果表明,表面裂纹图像分析可以有效地定量研究节理岩体试件的各向异性损伤演化特征。