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期刊信息/Journal information
现代隧道技术
现代隧道技术

梅志荣

双月刊

1009-6582

xdsdjs@yahoo.com.cn

028-87580049

611731

四川省成都市高新西区古楠街97号

现代隧道技术/Journal Modern Tunnelling TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为推动我国隧道及地下工程科技进步做出了突出贡献，深受业界人士好评。
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    基于Cascade Mask Region-Convolutional Neural Network-ResNeSt的隧道光面爆破炮孔残痕智能识别方法

    旷华江刘光辉李大林徐骁...
    99-110页
    查看更多>>摘要：为解决现有隧道炮孔残痕识别方法中存在的识别精度不足、鲁棒性较低以及检测速度较慢等问题,提出一种名为 Cascade Mask Region-Convolutional Neural Network(Cascade Mask R-CNN)的隧道炮孔残痕识别算法.该算法以Cascade Mask R-CNN实例分割算法为基础,采用先进的ResNeSt网络作为主干网络(Cascade Mask R-CNN-S),增强Cascade Mask R-CNN算法获取特征信息的能力,提升识别的精度;接着采用多尺度训练方式与学习率调整策略对网络进行训练得到智能识别模型,提升识别算法的鲁棒性;最后以平均精度值mAP为测试指标与传统的Cascade Mask R-CNN、Mask R-CNN等算法进行对比试验.研究表明:改进算法的预测框(IoU阈值为0.5)平均精度值(b_mAP(50))与分割(IoU阈值为0.5)平均精度值(s_mAP(50))分别高达0.415、0.350;相较于传统的实例分割算法,改进的算法在隧道炮孔残痕识别精度上有显著提升,隧道爆破残痕长度识别误差仅为8.3％,针对隧道复杂的作业环境具有更好的鲁棒性,抗干扰能力更强.

    隧道工程炮孔残痕实例分割深度学习神经网络

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    基于FC-ResNet网络的隧道衬砌裂缝像素级分割方法

    韩凤岩李慧臻杨少君甘帆...
    111-119页
    查看更多>>摘要：为提升隧道定期巡检中裂缝的检测精度和检测效率,以ResNet作为主干特征提取网络,借鉴U-net"编码-解码"和优化网络结构特征层等方法,提出一种用于隧道衬砌裂缝检测的FC-ResNet算法,实现对衬砌裂缝的像素级分割.为验证本算法的有效性和可靠性,采用CrackSegNet和U-net进行对比验证.结果表明:该算法的检测性能表现优异,测试集的像素准确率、平均交并比及F1-score分别为99.2％、87.4％、0.87,均优于CrackSegNet和U-net,且该算法的单张图片检测时间为122 ms,优于CrackSegNet,与模型结构简洁的U-net基本持平.基于提出的FC-ResNet 算法开发隧道衬砌裂缝智能识别系统,实现对实际隧道工程衬砌裂缝准确、快速的智能化识别.

    隧道工程裂缝分割深度学习全卷积网络残差网络

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    世界最长海底高铁隧道开始"穿海"

    央视新闻客户端
    119页
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    基于TCN-LSTM的盾构刀盘扭矩实时预测研究

    冯通胡锦健李研张箭...
    120-128,166页
    查看更多>>摘要：盾构刀盘扭矩反映了刀盘与地层相互作用的力学特性,实时准确预测刀盘扭矩变化情况,可为掘进参数提前调整、机器平稳运行并减少刀具磨损提供保障.基于此,提出一种基于时间卷积网络(TCN)-长短时记忆网络(LSTM)的深度学习模型对刀盘扭矩进行实时预测研究.研究结果表明:TCN-LSTM模型能够捕捉输入参数的局部特征并建立长期依赖关系,相比于其他模型具有最高的预测精度;TCN-LSTM模型在多步预测中表现稳定,可以实现更长时间内的刀盘扭矩超前预测,按照4∶1∶1的比例划分数据集可以获得性能最优的预测模型.

    刀盘扭矩时间卷积网络长短时记忆网络多步预测划分比例

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    基于激光点云和视觉技术的盾构隧道皮带机渣土体积测量方法研究

    蔡刚岳泽宇赵强曹旭...
    129-137页
    查看更多>>摘要：为提高盾构隧道施工过程中渣土体积测量的精度和自动化水平,提出一种基于激光点云和视觉技术的盾构隧道皮带机渣土体积测量方法.该方法系统硬件包括2台单线激光雷达和1个4 K摄像头,其中2台激光雷达分别用于采集断面点云和纵向点云数据,摄像头用于获取设备周围视频信息;采用改进的光流法判断传送带的运动状态,通过结合三角形累加截面积法(TACA)和改进的AE-ICP算法实现对渣土断面面积的精确测量,并通过辛普森法进行数值积分获得渣土体积.试验结果表明,该方法在复杂隧道环境下具有较高的测量精度和鲁棒性,渣土体积测量的相对误差控制在5％以内,测速精度的平均误差在1％以内,具备良好的工程应用前景.

    激光点云渣土体积测量三角形累加截面积法AE-ICP光流法

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    基于TPE-GBT模型的地下水封洞库灌浆量预测研究

    欧阳劭明丁长栋丁祥张宜虎...
    138-145页
    查看更多>>摘要：为改善灌浆施工隐蔽性强带来的灌浆量及渗控效果难以预测的现状,基于大量现场施工数据和机器学习方法,探索建立高效、准确的灌浆量预测模型,优化并指导现场灌浆施工管理.引入梯度提升树(Gradient Boosting Trees,GBT)模型,旨在对灌浆过程中的单位耗灰量进行预测,并采用TPE(Tree-Structured Parzen Estimator)算法对GBT模型进行超参数优化,以提升模型预测的准确性和泛化能力.研究结果表明:(1)在预灌浆测试集数据中,TPE-GBT单位耗灰量预测模型的决定系数R2达到0.80,平均绝对百分比误差(MAPE)为0.241 4;在后灌浆测试集数据中,模型的R2达到0.84,MAPE为0.2810,均处于可接受的预测精度范围内,相较于传统的线性回归模型和GBT模型预测精度明显提高;(2)通过SHAP(Shapley Additive Explanations)值对输入参数进行敏感性分析,发现灌前透水率对模型预测的贡献最为显著,是灌浆工程中的关键控制参数;(3)在围岩条件一定的情况下,选取合适的灌浆压力并采用分序施工的方式可以提升灌浆渗控效果.

    地下水封洞库梯度提升树超参数优化灌浆量预测单位耗灰量

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    隧道围岩节理裂隙变频渗流数值模拟研究

    李栋周岳王峰李伟鹏...
    146-155页
    查看更多>>摘要：岩石节理裂隙渗流特性对探究隧道开挖诱发地质灾害的机理具有重要意义,采用COMSOL数值模拟软件,对岩石节理裂隙进行不同振幅和不同频率下的循环注水模拟研究.结果表明:循环注水条件下,流体在裂隙内部的流动形态随入口流量呈周期性变化;注水振幅越高,流体在低流速区域的涡流形态变得更为紊乱;裂隙的渗透率随入口流量呈周期性变化,当注水流量从峰值下降到谷值过程中,渗透率从谷值8.9×10-8m2上升到11.1×10-8 m2;渗透率的波动幅值随注水频率和振幅的增大而增大.此外提出一种简便有效的流动区域划分方法,该方法可对裂隙的主流域和涡流区进行识别并定量计算.

    裂隙渗流数值模拟循环注水渗透率主流域

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    蠕变-渗流耦合下的砂岩力学特性及穿江隧道稳定性研究

    马建军唐荣刘聪黄伟真...
    156-166页
    查看更多>>摘要：为探讨砂岩蠕变效应对隧道结构长期受力变形规律的影响,通过室内单级蠕变-渗流试验和FLAC 3D数值模拟相结合的方法,探究在蠕变-渗流耦合作用下砂岩力学特性及穿江隧道长期运营过程中的应力变形规律.研究结果表明:(1)单级加载蠕变试验中,轴压增大将促进砂岩蠕变变形,围压增大将有效抑制砂岩蠕变变形,当渗透压超过5 MPa时,砂岩保持高蠕变速率,轴向变形显著增大,影响围岩变形的因素敏感度顺序为渗透压＞轴压＞围压;(2)采用FLAC 3D建立的多场耦合隧道模型可以准确模拟砂岩地层隧道的蠕变渗流特性,隧道变形及应力在运营期第8年基本趋于稳定;(3)随着隧道埋深增加,隧道拱顶沉降、拱腰收敛和仰拱隆起现象更显著,其中拱顶沉降变形最大,隧道变形敏感度依次为拱顶＞仰拱＞拱腰;(4)潜水位增加显著影响隧道竖直沉降和水平收敛,且仰拱部位渗透压增长最为显著,工程中应特别关注该区域的水压变化.

    穿江隧道砂岩蠕变-渗流单级蠕变试验数值模拟

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    附加荷载作用下隧道结构力学响应与韧性演化特征

    刘力英杨春山喻志远欧振锋...
    167-173,233页
    查看更多>>摘要：外部荷载变化势必诱发隧道结构力学扰动,合理评价隧道结构韧性并保证安全具有重要意义.以典型工程为依托,开展隧道结构受附加荷载影响的力学响应仿真分析,以此为基础构建隧道在附加荷载作用下的韧性评价方法和设防标准,并进行实例隧道韧性演化分析,结合韧性要求提出后期施工外部作用荷载限值.研究结果表明:隧道在单侧附加荷载作用下受荷侧顶板响应最显著,且表现出三边约束单边悬臂承载特性和空间变形效应,在非受荷侧出现轻微翘曲,隧道发生纵向扭转.附加荷载作用下隧道结构最大弯矩增大14.26％,最大裂缝宽度增大27％,最大内力与变形均可控,但结构损伤后韧性会受到影响.隧道结构跨中局部进入塑性状态,附加荷载值与裂缝宽呈线性关系,与冗余度近似为三次函数关系.实例韧性分析说明基于冗余度构建的评价方法具备可行性,结合工程特点和韧性要求提出的附加荷载限值可为现场实施提供科学依据.

    既有隧道附加荷载力学响应冗余度评价韧性演化

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    有压供水管线渗漏影响下盾构诱发地层变形机理研究

    袁作波简汶洋王铎梁禹...
    174-182页
    查看更多>>摘要：有压供水管线在砂质黏土地层中的渗漏范围、管线渗漏与盾构掘进相互作用诱发地层变形的机理研究还不够完善,无法满足工程需求.基于此,通过模型试验和数值模拟相结合的方法探索管线渗漏和盾构掘进相互作用下的渗漏影响范围、地层变形机制和灾变防控措施;以管线水压、渗漏持续时间等参数为变量,开展多工况有压管线渗漏模型试验.结果表明,管线渗漏范围随时间增加呈指数变化趋势,且变化幅度与水压呈正相关.进一步建立考虑管线渗漏影响的盾构掘进精细化有限元数值模型,研究管线渗漏时间等因素对隧道和周围土体变形的影响规律,并提出相应的灾变防控措施.

    盾构隧道有压供水管线渗漏非饱和土

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