基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别          下载免费PDF全文

徐晗  姚孔轩  程丹仪  宋强银  马志明  朱旭明  乌效鸣  赵官慧  蔡晓春 《地质科技通报》2021,40(5):272-280

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。   相似文献   

膨胀土膨胀模型及边坡工程应用研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄斌  程展林  徐晗 《岩土力学》2014,35(12):3550-3555

膨胀土吸湿膨胀往往会导致工程安全问题。以南阳中膨胀土为研究对象,通过改良试样进水控制系统、测量外体变等措施,实现三轴应力状态膨胀试验,研究充分吸湿引起的体积膨胀率、终了含水率与初始含水率、平均主应力之间的规律关系。试验发现：三轴应力状态下的体积膨胀率与终了含水率均随平均主应力的增大而减小,且在半对数坐标中均呈较好的线性关系,据此建立了三轴应力状态的膨胀模型。将该膨胀模型应用到数值计算中,分析了考虑膨胀变形对膨胀土边坡应力场分布的影响规律,比较了充分吸湿条件下不同膨胀等级的膨胀土边坡的塑性区发展特征,并针对不同厚度换填处理措施进行了效果验证。研究表明：该膨胀模型表达式简洁,参数求取简单,用于数值计算成果合理可靠,具有较强的实用性。  相似文献   

粗粒土的离心模型试验与数值模拟     

徐晗  程展林  泰培  潘家军  黄斌 《岩土力学》2015,36(5):1322-1327

岩土工程数值计算中粗粒土常采用邓肯-张本构模型,为了验证该模型在轴向加载、卸载、侧向加载等复杂应力路径条件下的适用性,进行了粗粒土的三轴试验获取其力学特性及本构模型参数;根据相似性原理制作了堆石坝的离心模型试样,并采用与三轴试验同样级配与粒径的粗粒土进行复杂应力路径的堆石坝离心模型试验,试验中通过改变离心加速度模拟加载、卸载,利用上游蓄水模拟坝体的侧向加载;采用ABAQUS对离心模型试验进行三维数值模拟,并研究了模型箱侧壁摩擦系数与土体的初始应力对数值结果的影响。通过比较离心模型试验与数值模拟成果,表明土体的初始弹性模量对计算结果影响较大,初始应力应选择自重作用下的应力场;邓肯-张本构模型能较好地描述堆石坝的加载应力路径,而模拟卸载应力路径有一定的差异,需要改进邓肯-张本构模型中卸载模量的确定方法。  相似文献   

深厚覆盖层300m级超高土质心墙坝应力变形特征   总被引：2，自引：0，他引：2  

徐晗  汪明元  程展林  饶锡保 《岩土力学》2008,29(Z1):64-68

目前我国高土心墙堆石坝的设计思想是在总结小浪底这类筑坝经验的基础上建立的,只有200 m级以下的资料可供参考,为此采用数值分析方法对居于心墙坝世界前列的深厚覆盖层300 m级高土心墙堆石坝进行进一步研究,探讨了心墙堆石坝填筑与蓄水的全过程,并分析了坝体、心墙的应力与变形特征.计算结果表明,300 m级高土质心墙堆石坝变形、应力均在可接受的范围内,理论上是可行的.  相似文献   

三轴试样钻孔灌砂固结排水效果试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐晗  黄斌  饶锡保  何晓民  徐言勇 《岩土力学》2009,30(11):3242-3248

对渗透性较差的重黏土样进行固结排水试验时,其饱和、固结、剪切过程时间较长。为提高固结排水试验效率,改进了三轴排水工艺,提出在试样中钻孔灌砂形成竖向排水通道,并进行了针对黏土样的固结排水试验的验证。试验结果表明,1 %～3 %置换率的砂井对固结排水试验应力-应变无影响,并有利于加速三轴试样的饱和、固结排水、孔压消散、剪切排水过程,可使试验效率提高5倍以上;试样周边、顶面、底面粘贴滤纸条,再结合试样内部钻孔灌砂,是改善三轴试验排水路径的一种科学合理的、高效的方法,能够获得准确、可靠的E-B模型参数。  相似文献   

渣场的一种新渗流排防体系研究     

许凯  蔡元奇  朱以文  徐晗  张庆安 《岩土力学》2007,28(5):976-980

通过对多个磷石膏渣场工程资料的理论分析,提出了一个新的渣场防渗排渗设计方案。该方案不同于常规方案之处是在磷石膏渣场下游的底部设置了排渗棱体,改善了磷石膏底部的排水条件,使磷石膏渣场的浸润线大幅下降。新方案不仅提高了磷石膏渣坝的安全性,还大幅度降低了渣场的运行费用,并在实际工程中得到了应用,取得了良好的效果。它不仅为磷石膏渣场的防渗排渗设计提供了切实有效的理论依据,而且对其他利用尾矿筑坝的渣场的防渗排渗设计有着重要的指导意义。  相似文献   

坝料流变对高面板堆石坝的应力变形影响研究     

潘家军  饶锡保  徐晗  陈云 《地震工程学报》2011,33(Z1)

在高应力状态下坝料的流变较为明显。为研究坝料流变对混凝土面板坝应力变形的影响,采用长科院九参数幂级数流变模型及其试验参数,对某高混凝土面板堆石坝进行应力、变形分析。结果表明,坝料流变使坝体变形明显增加,坝体应力有所减小。考虑坝料的流变特性后的面板法向位移(挠度)明显增加,面板坝轴向和顺坡向应力极值增加。对于分期浇筑面板和分期蓄水的高混凝土面板堆石坝,选用合适的流变本构模型正确地模拟堆石体的流变特性,可以为大坝填筑进度及面板分期浇筑时间的确定提供参考,并有助于正确地预测大坝的应力变形。  相似文献   

土石坝极限抗震能力的上限有限元法          下载免费PDF全文

杨昕光  迟世春  饶锡保  张伟  潘家军  周欣华  徐晗 《地震工程学报》2015,37(3):667-671,692

基于极限分析上限定理,考虑堆石料内摩擦角较大以及抗剪强度具有非线性的特性,提出一个用于求解土石坝极限抗震能力的有限元计算方法。该方法通过功能平衡条件、位移协调条件、边界条件、屈服条件以及所求极限荷载,形成标准的二阶锥规划数学模型,并用内点法进行优化迭代求解,得到土石坝坡极限抗震能力的上限值。运用该方法对一个典型面板堆石坝进行抗震极限分析。结果表明:按规范设计的土石坝具有较强的抗震能力,且竖向地震力对大坝的极限抗震能力存在一定影响;此外上限有限元法具有较高的计算精度及工程实用价值。  相似文献   

分级单屈服面模型在ABAQUS中的实现及验证     

潘家军  饶锡保  徐晗  何晓民 《岩土力学》2009,30(Z2):532-535

基于ABAQUS软件提供的二次开发平台,开发了土体分级单屈服面弹塑性本构模型的子程序,并完成了2个典型的算例。计算结果与Desai计算结果及模型试验实测结果进行了对比,检验了模型的正确性。给出了在ABAQUS中开发弹塑性本构模型的基本步骤和编程要点,可为其他用户进行本构模型的修改提供借鉴与参考。模型的成功开发可为建筑结构的地基基础有限元分析提供一种适用的本构模型  相似文献   

深层掏土纠偏法在桩基上多层建筑中的应用研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

朱方敏  茜平一  解家毕  徐晗 《岩土力学》2006,27(9):1617-1621

以某栋房屋的倾斜和纠偏为例,采用多高层建筑上部结构-桩基础-地基共同作用分析方法,探讨了深厚软弱地基上大面积地面堆载作用下桩基础建筑物的倾斜、变形形态及桩侧摩阻力的分布情况;了解了桩基础的变形形态及桩端土沉降的成因,进而对掏土纠偏法在桩基础纠偏中的适用性进行研究,为进一步的工程措施提供有效的依据。  相似文献