软土地区承压水基坑突涌计算模型及突涌控制参数研究

随着城市地下铁道、高层建筑等基础设施的迅速发展，深基坑工程日益增多，基坑工程事故率和损失也越来越大，软土地区承压水基坑在施工中更易产生突涌、流砂或流土破坏，易造成坑底隆起变形和围护结构变形增大，影响基坑稳定。而承压水基坑既有的突涌稳定计算方法还存在许多不足，为确保承压水基坑安全合理地设计与施工，本项目以软土地区典型的承压水基坑为背景，拟开展以下几方面工作：①研究软土地区承压水基坑坑底土透水性差别、基坑突涌破坏形式和破坏特征；②通过室内土工试验，研究基坑降水过程中坑周土体物理力学性质的变化；③针对软土地区含不透水层和弱透水层承压水基坑，研究基坑产生突涌破坏的力学机理，建立一个与之匹配的基坑突涌破坏计算模型，用工程实例和离心模型试验考证计算模型和计算方法；④利用建立的基坑突涌计算模型，研究承压水基坑影响突涌稳定的敏感性参数及突涌控制措施；⑤研究探讨承压水基坑突涌破坏简易判断方法。 2100433B

前言

1 绪论

1.1 研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究日标

1.4 研究内容

1.5 研究方法和研究路线

2 地下工程水砂混合物突涌灾害形成的控制条件

2.1 地下工程水砂混合物突涌灾害的物质条件

2.2 地下工程水砂混合物突涌灾害的构造条件

2.3 地下工程围岩中水砂混合物突涌灾害的水的条件

3 地下工程水砂混合物突涌灾害的工程地质特征

3.1 灾害的分类

3.2 岩溶地区水砂混合物突发型特大突涌灾害

3.3 富水区隐伏含水构造引发的特大型突水灾害

3.4 强风化岩溶地区稳定型特大突涌灾害

3.5 富水区非可溶岩石接触界限引发的中型突水灾害

3.6 断层破碎带引发的泥砾石型特大突涌灾害

3.7 岩溶陷落柱引发的泥砾石型特大突涌灾害

4 对水砂混合物突涌灾害的超前地质预报

4.1 超前地质预报的工作流程及方法

4.2 超前地质预报的方法和步骤

4.3 长期超前地质预报

4.4 短期超前地质预报

4.5 超前水平钻

4.6 施工地质灾害临近警报

4.7 现场地质调查

5 隧道突水灾害的水文地质特征分析

5.1 隧道突水的主要地下水来源及特征

5.2 地下水的补给、径流和排泄规律

5.3 突水模式分析

5.4 水对岩土体的作用机理

5.5 典型突水模式的突水机理分析

6 地下工程水砂混合物突涌灾害的防治措施

6.1 地下水的防治原则

6.2 隧道施工中水砂突涌的防治原则

6.3 水砂混合物突涌灾害的防治措施

6.4 水砂突涌灾害的应急响应

6.5 水砂混合物突涌灾害的治理工程实例.

参考文献 2100433B

水砂混合物突涌灾害是贯穿整个地下工程发展史的一种最常见也是危害最大的地质灾害。《水砂突涌灾害机理、特征及防治》在研究了大量铁路隧道围岩中水砂混合物突涌灾害事故的基础上，分析了灾害发生的主要控制因素．建立了相关的工程地质模式，进一步明确了水砂混合物突涌灾害事故的发生、发展、变化规律，并基于常见的工程技术手段，提出了行之有效的超前预报和防治治理措施。　《水砂突涌灾害机理、特征及防治》以实用为目的，以总结和推广新理论、新技术、新方法，介绍成功的工程实践经验为宗旨，既注重理论的阐述和分析，更强调理论结合实践的应用。　《水砂突涌灾害机理、特征及防治》可供从事地下工程、水文地质、工程地质、矿山安全等方面的科研和工程技术人员阅读，同时也可供高等院校相关专业师生参考。

数字化造船的首要任务就是要实现数字化的船舶设计，其中船舶参数化设计便是船舶数字化设计的重要研究内容之一。一般的参数化设计方法在船舶总体设计中应用时将会碰到无法利用现有的电子计算机对大规模的几何约束问题进行求解的困难。新兴的DNA 计算具有超大规模并行性、高密度存储和低能耗等特性，为求解大规模的几何约束问题提供可能。基于这样的背景，本项目研究通过建立船舶参数化设计的DNA计算模型对船舶参数化中的大规模几何约束问题进行求解，集中解决建立DNA计算模型求解船舶参数化曲面设计以及船舶参数化静水力计算中的相关问题，从而为船舶参数化设计提供新方法和技术。 项目研究的主要内容包括以下三个方面：（1）将基于几何约束求解的参数化技术应用于船舶总体设计，给出船体曲面参数化设计方法以及参数化静水力计算方法，给出理论计算模型。（2）结合图的最大团问题的已有的算法，诸如常规算法、神经网络算法、遗传算法和DNA计算模型相结合，给出求解几何约束的一般性的计算方法，并给出具体实验型的算法软件。（3）建立船舶参数化设计DNA计算模型 项目研究的重要结果如下： （1）根据船舶特征参数和特征曲线，通过数学方法，将船体横剖面曲线的设计转化为一个带约束的非线性规划问题，设计变量为表达横剖面曲线的控制点坐标；目标函数为曲线光顺性条件的数学形式；建立约束图来表达相应的几何约束条件，如：面积、形心及端点坐标、斜率、曲率等。通过采用改进能量目标函数，在应变能的基础上增加剪力跃度平方和的目标函数，使得生成的曲线更加符合光顺性条件。 （2）将参数化船舶设计问题中的约束问题用约束图表示，约束图的顶点代表几何元素，图的边表示其顶点对应的两个几何元素之间的约束关系，这样将几何约束转化为一个无向图，随后采用自顶向下的图归约方法进行几何约束系统的分解。通过图分解将一个大规模的约束系统化成许多约束子系统。 （3）对形状参数和集中几何约束进行DNA编码，对不同的形状参数及约束条件进行DNA编码，初步构建了DNA计算模型并设计相关的生化反应完成约束图进行求解。 2100433B