隧道和地下开挖(Tunneling and Underground Excavations)
1 引言
隧道和地下挖掘是一种工程活动，涉及在地球表面以下开辟人工通道，用于各种目的，如运输、采矿、供水、废物处理和科学研究。隧道和地下挖掘需要精心规划、设计、施工和维护，以确保安全、效率和可持续性。与隧道和地下挖掘相关的一些主要挑战和风险包括地质不确定性、环境影响、地下水流入、火灾危害、结构稳定性和运营中断。为了克服这些挑战和风险，隧道和地下挖掘依赖于先进的技术和方法，如地球物理测量、数字建模、隧道掘进机、地层改良技术、通风系统、防火系统和监测系统。隧道和地下挖掘是复杂和多学科的工作，涉及到工程师、地质学家、水文学家、承包商、监管者和业主之间的合作。
2 论文
(1) Role of Discontinuities with Slip-weakening Friction in Structural Deformations of a High-speed Railway Tunnel in Blocky Stratified Rock Masses under Cyclic Train Loadings【三维块体系统(three-dimensional block system)研究论文综述】(4) Evaluation of Shotcrete Performance from Full-Scale Load-Deflection Tests using Numerical Analysis【隧道喷射混凝土支护的模拟(Plaxis)】(5) Introducing a data collection framework for recording rock TBM field performance data【QTBM---评估TBM开挖对岩体的影响】
3 总结
在高速铁路隧道等地下结构变形分析中，考虑到滑动减弱摩擦力的不连续性对块状层状岩体的影响，三维块体系统的研究为此提供了重要的支持。研究表明,滑动削弱摩擦界面在这类结构的变形过程中起到比较重要的作用。同时,地下水工程中高压分流管道的渗流和应力分析也是一个需要解决的关键问题,目前商业软件如Midas SoilWorks可以较好地应用于此类问题的工程分析。除此之外,软土条件下的隧道开挖也同样值得关注。有限元法可以较好模拟TBM开挖过程中复杂的工程地质条件。对此,Plaxis软件是比较适用的工具之一。
TBM技术的发展与应用也使得相关的数据采集与评价成为研究热点。QTBM系统是针对TBM开挖评价的比较理想框架。它可以较全面采集工程过程中的相关岩体与机械数据,为TBM开挖评价与设计优化提供支持。除工程结构外,岩体本身也是岩土工程研究的对象之一。针对不规则形状矿柱的研究,室内试验模型在评价其强度方面发挥着重要作用。该方向的研究可以为矿柱的合理开采设计提供分析依据。
综上,岩土工程是一个广泛且深入的学科,涵盖从理论到应用的各个层面。三维块体理论、地下水流与应力分析、软土与困难地质条件下的施工、TBM技术评价与优化以及岩体工程化分类都是该学科比较活跃与前沿的研究方向。未来随着相关领域的发展,其适用性和研究深度还将更加广泛和深入。
