盾構(gòu)隧道壁后注漿層電磁特性與探地雷達檢測理論研究

壁后注漿是盾構(gòu)法隧道施工中必不可少的重要環(huán)節(jié)之一。然而，在實際工程中，存在壁后注漿的實際效果難以控制等技術(shù)難題，缺乏切實可靠的檢測手段。從盾構(gòu)隧道壁后注漿的施工中存在的問題來看，傳統(tǒng)的注漿工藝能否有效確保盾尾空隙的充填，關(guān)系到能否有效控制地層和隧道結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性及其沉降。本項目以損耗介質(zhì)中電磁波傳播特性為理論基礎(chǔ)，開展盾構(gòu)隧道壁后注漿體電磁波成像與識別理論的研究。通過考慮介質(zhì)損耗及色散的數(shù)值模擬，了解電磁波在隧道特殊結(jié)構(gòu)體中的傳播機理；推導頻率波數(shù)域的電磁波波動方程反延拓算子與高效插值理論，提出合適的深度偏移算法，以消除復雜結(jié)構(gòu)體對其下方目標體畸變的影響，改善壁后注漿體的成像效果；開展多類目標識別理論的研究，提高電磁環(huán)境下地下目標體的雷達波識別的精度與準確性；以期完善探地雷達檢測理論，解決壁后注漿的實際效果難以檢測的難題，具有重大的理論價值及廣泛的應(yīng)用前景。 2100433B

《盾構(gòu)隧道的理論研究與施工實踐》是作者從事盾構(gòu)隧道課題研究、現(xiàn)場試驗以及盾構(gòu)施工項目管理工作10余年的理論研究與施工實踐的總結(jié)。全書按研究領(lǐng)域分為襯砌結(jié)構(gòu)計算理論、盾構(gòu)施工理論分析與現(xiàn)場試驗、盾構(gòu)附屬工程計算實例及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)等三篇，共26章。主要內(nèi)容包括盾構(gòu)隧道管片接頭荷載試驗、盾構(gòu)管片接頭受力與變形的三維有限元分析、盾構(gòu)隧道一次襯砌和雙層襯砌結(jié)構(gòu)計算理論、掘進機掘進性能數(shù)值仿真模擬、盾構(gòu)機刀盤刀具優(yōu)化布置、硬巖盾構(gòu)隧道盤形滾刀損壞機理的力學分析與應(yīng)用、盾構(gòu)施工引起的地面沉降數(shù)學模型、盾構(gòu)掘進參數(shù)數(shù)學模型、線路轉(zhuǎn)彎引起的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)扭轉(zhuǎn)力學分析、盾構(gòu)隧道圍巖壓力及管片內(nèi)力與變形的現(xiàn)場監(jiān)測試驗研究、盾構(gòu)隧道主要質(zhì)量問題及原因分析、盾構(gòu)施工廢水凈化處理及再利用研究以及盾構(gòu)附屬工程相關(guān)計算實例等。

目前，我國盾構(gòu)隧道中采用二次襯砌的工程還很少，大多數(shù)情況下，二次襯砌的內(nèi)力計算在設(shè)計中被省略，作為承載結(jié)構(gòu)的二次襯砌的受力計算方法還不成熟。具有內(nèi)襯的盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)計算理論在國內(nèi)還少有人研究，《盾構(gòu)隧道的理論研究與施工實踐》可以提供有益的參考；此外，國內(nèi)盾構(gòu)機絕大部分依靠進口，對刀盤、刀具布置研究很少，掘進機掘進性能數(shù)值仿真模擬則填補了國內(nèi)這個領(lǐng)域的技術(shù)空白，對盾構(gòu)機刀盤刀具設(shè)計及優(yōu)化布置具有重要參考價值。

人工凍結(jié)法是重要的深部和城市地下工程的特殊施工方法，在礦山建設(shè)、城市地鐵、深基坑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而在凍結(jié)工程中往往會因為凍結(jié)壁整體強度不足或不交圈，造成凍結(jié)管斷裂、結(jié)構(gòu)物壓裂等事故，造成重大經(jīng)濟損失和社會影響。針對人工凍結(jié)工程中凍結(jié)壁的安全檢測問題，本課題提出在研究凍結(jié)壁電磁特性的基礎(chǔ)上，利用地質(zhì)雷達進行凍結(jié)壁無損檢測的方法。.首先通過現(xiàn)場采樣試驗，掌握人工凍結(jié)壁的電磁特性；在此基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬、模型試驗和現(xiàn)場實測相結(jié)合的方法，建立凍結(jié)壁厚度和缺陷高精度檢測的理論，為人工凍結(jié)工程的設(shè)計和檢測提供科學依據(jù)。本項目研究對深部和城市地下工程中的人工凍結(jié)壁安全檢測有廣闊的應(yīng)用前景，對于凍土區(qū)工程建設(shè)也有重要的借鑒意義。 2100433B