弱胶结软岩隧道突水灾变演化特征与预测方法研究

基本信息
批准号:51809115
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:冯现大
学科分类:
依托单位:济南大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吕颖慧,张西文,徐尧,蒋伟,孙炀,管平平,郑鹏
关键词:
弱胶结软岩预测方法灾变演化特征隧道突水
结项摘要

Weakly cemented soft rock tunnels in water-rich regions are prone to water and mud inrush, collapses and other engineering disasters, resulting in serious casualties and huge economic losses. Based on model tests, the evolution characteristics of multi-field information such as displacement field, stress field, seepage field, temperature field, sound field, and geophysics field will be analyzed. The mathematical model based on the multi-field information coupling effect of water inrush in weakly cemented soft rock tunnels will be established. In addition, the relationship between multi-field parameter mutations and water inrush formation and its temporal and spatial evolution patterns and characteristics will be revealed. On this basis, a Bayesian Network probabilistic prediction model for tunnel water inrush considering multi-field and multi-factor information will be established. The guidelines and methods for early warning release at different water inrush levels will be proposed and water inrush prediction and early warning system based on the main controlling factors and changes of multiple information parameters would be built. Based on the numerical simulation of multi-physics coupling of seepage evolution, the evolution mechanism of water inrush in weakly cemented soft rock masses will be revealed. A multi-factor coordinated control method and timing for water inrush disasters of tunnel will be proposed. An expert emergency decision-making model considering multi-field and multi-factor information will be established. The research results would provide a scientific basis and theoretical basis for the prediction and control of water inrush disasters in weakly cemented soft rock tunnels.

弱胶结软岩隧道遇水极易发生突水突泥、塌方等工程灾害,导致严重的人员伤亡和巨大的经济损失。本项目拟通过模型试验,分析位移场、应力场、渗流场、温度场、声场及地球物理场等多场信息的演化特征,建立弱胶结软岩隧道突水多场信息耦合效应的数学模型,揭示多场参数突变与突水形成之间的关系及其时空演化规律和特征;在此基础上,建立隧道突水多场多因素的贝叶斯网络概率预测模型,提出不同突水级别预警发布的准则和方法,形成基于突水主控因素和多场信息参数变化的隧道突水的临突预报和预警体系;通过开展渗流演化多物理场耦合数值模拟,揭示弱胶结软岩隧道突水灾变演化机理,提出隧道突水灾害多因素协同控制方法与处置时机,建立多场多因素突水概率专家应急决策模型。研究成果能为弱胶结软岩隧道突水灾害的预测和控制提供科学依据和理论基础。

项目摘要

弱胶结软岩隧道遇水极易发生突水突泥、塌方等工程灾害,导致严重的人员伤亡和巨大的经济损失。本项目确定了PSTO流固耦合相似材料合理配比,开展了弱胶结软岩隧道突水灾变演化过程模型试验,采集了位移场、渗流场、应力场等多场监测数据,采用归一化方法分析了所采集多场信息的演化特征,揭示了多场参数突变与突水形成之间的关系及其时空演化规律和特征;开展了渗流演化多物理场耦合数值模拟方法研究,揭示了弱胶结软岩隧道突水灾变演化机理,开发了多场多因素突水概率专家应急决策软件,为隧道突水突泥灾害的快速决策和综合治理提供理论基础和高效工具;建立了隧道突水典型案例数据库,分析了突水主控因素,确定了贝叶斯网络模型结构,利用 EM 算法和所建立的数据库训练并建立了隧道突水多场多因素的贝叶斯网络概率预测模型,模型准确率达到90%以上,实现了对现场隧道突水等地质灾害进行突水级别的概率预测和有效预警。研究成果能为弱胶结软岩隧道突水灾害的预测和控制提供科学依据和理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
4

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
5

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018

冯现大的其他基金

相似国自然基金

1

水岩耦合作用下泥化弱胶结软岩巷道流变破坏演化机理研究

批准号:41772299
批准年份:2017
负责人:李廷春
学科分类:D0705
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
2

弱胶结覆岩采动裂隙储水空间演化规律与双渗流突(涌)水机理研究

批准号:41702305
批准年份:2017
负责人:谢道雷
学科分类:D0705
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

弱胶结软岩本构关系及其工程灾害孕育与演化机理研究

批准号:41472280
批准年份:2014
负责人:王渭明
学科分类:D0705
资助金额:98.00
项目类别:面上项目
4

深长隧道高压大体量突水动力灾变演化机理及其分析方法研究

批准号:51479106
批准年份:2014
负责人:李利平
学科分类:E0905
资助金额:84.00
项目类别:面上项目