张东明
- 作品数：39 被引量：344H指数：10
- 供职机构：同济大学土木工程学院地下建筑与工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国学位与研究生教育学会研究课题更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程环境科学与工程文化科学更多>>
- 盾构隧道结构安全智慧感知技术研究
- 盾构隧道是城市及软土地下基础设施的主要结构,保证其在建设和运营期的安全至关重要。盾构隧道纵横向变形、管片接头张开量以及渗漏水等病害的监测更是掌控其安全性态的几个重要方面。在物联网的时代发展背景下,本文针对隧道结构特点和环...
- 张东明黄宏伟王飞吴俨
- 关键词：盾构隧道
- 文献传递
- 前海湾大直径盾构隧道局部渗流对周边建筑物的影响分析被引量：2
- 2019年
- 为了研究运营期的大直径盾构隧道局部渗流对周边建筑物产生的影响,依托深圳前海湾大直径盾构隧道项目,基于流固耦合理论,利用ABAQUS有限元软件建立大直径盾构隧道局部渗流的二维实体模型,分别对不同位置的接头渗水进行计算分析。计算结果表明,渗水位置对地表沉降的影响较大,渗水位置越靠近隧道顶部地表,不均匀沉降越明显且最大沉降量越大。因此,渗水位置越靠近隧道顶部时,长期固结沉降导致的周边建筑物倾斜程度越大,越不利于建筑物的稳定性。以倾斜程度作为建筑物破坏等级的评判标准,通过局部渗流引起的地表沉降曲线计算出不同位置处的建筑物的倾斜程度,基于经验判断法,给出建筑物与隧道中心之间最小安全距离的保守估计值。
- 张琳张东明黄宏伟
- 关键词：大直径盾构隧道建筑物倾斜
- 运营期盾构隧道结构病害的自动化检测与三维可视化被引量：15
- 2021年
- 在地铁盾构隧道运营过程中,隧道结构病害的高效检测是保障隧道安全稳定的重要手段,其中隧道结构变形和衬砌表观病害是常见的两大类结构病害检测对象.为了弥补传统人工检测方法低效率性和强主观性的缺陷,本文提出了一种基于移动激光扫描技术的盾构隧道结构病害自动化检测和三维可视化方法.该方法利用隧道的激光点云数据首先进行去噪和生成灰度图像的预处理.去噪后的点云数据通过椭圆拟合的方式分别计算出隧道横断面的收敛变形值、椭圆度以及环间错台值;同时利用生成的灰度图像通过深度学习的算法对衬砌表面的渗漏水和剥落病害进行自动化识别和量化.为了将自动检测生成的隧道结构病害结果实现三维可视化,本研究提出了基于激光点云数据的曲面重构方法,通过三维游戏引擎Unity 3D软件的二次开发,实现了隧道内部环境的第一人称三维漫游展示.本文提出的方法成功应用于某地铁盾构隧道的运营检测中,验证了方法的可行性,为地铁盾构隧道的结构病害数字化管理提供了全新的视角和技术手段.
- 周鸣亮程文张东明黄宏伟
- 关键词：隧道变形三维可视化
- 复理石隧道弃渣路用性评价及路基沉降分析被引量：1
- 2018年
- 为解决黑山共和国南北高速公路复理石隧道弃渣的路用性问题,通过建立复理石隧道弃渣路用性评价体系,对黑山南北高速公路Smokovac-Matesevo段复理石隧道弃渣开展了路用性能评价。针对不能直接用作路基填土的复理石弃渣,总结分析了国内外高液性弃渣常用改良方法,在此基础上提出了复理石弃渣的改良方案。利用Flac3D软件研究分析了复理石弃渣填土路基典型剖面的沉降,给出了路基断面设计的合理建议。研究结果有效指导了工程施工,并可为类似工程提供借鉴与参考。
- 黑世强王飞刘德军胡群芳张东明
- 关键词：复理石路基沉降
- 双层衬砌输水盾构隧道鲁棒性设计方法被引量：1
- 2022年
- 双层衬砌输水盾构隧道设计需要考虑其施工过程及受力特性,同时地层的不确定性也影响结构的安全性能.为此结合双层衬砌输水隧道的受力特点,基于极限状态设计原则,采用两阶段法分别计算外衬单独承担外压及内外衬共同承担内外压两种受力状态,对截面受力、收敛变形及最大裂缝宽度均加以安全性约束,建立了双层衬砌输水盾构隧道横断面鲁棒性设计方法及流程,并结合实际工程案例进行了结构设计参数的优化.研究表明:鲁棒性设计方法综合考虑隧道建设成本及结构对外部参数变异的敏感性,引入约束多目标优化算法可以获取完整三维Pareto前沿面.采用赋权重的方法统一两种极限状态下的鲁棒性指标,可以实现成本-鲁棒性的二维优化.通过将隧道分段并提取典型断面优化的方式可有效解决纵向不同区段参数变异性较大的问题,保证掘进中的参数统一及隧道安全.
- 华雨杉黄宏伟陈坤张冬梅张东明
- 关键词：盾构隧道双层衬砌多目标优化鲁棒性
- 考虑地层变异的浅基础承载力分析被引量：4
- 2020年
- 地层变异性在实际中广泛存在,而地层分布的复杂性、钻孔资料的稀缺性和地勘工作的缺陷,使得对地层剖面分布的预测比较困难,大多对岩土结构响应的研究没有考虑地层变异性的影响。利用基于一种随机地层模拟方法,对研究区域的地层分布进行模拟,将地层随机场映射至FLAC3D中建立数值模型,进行Monte-Carlo有限差分计算,得到浅基础承载力的计算结果,并与不考虑地层变异的确定性计算结果进行对比,结果表明:在本例中,承载力的确定性解在考虑地层变异的随机解中位于中间偏小的位置,对7钻孔方案,低于确定性解的随机解占总体的90%,随机分析方法能够把握承载力的可能变化范围,且当钻孔数增加至7时获得了较好的收敛效果,继续增加钻孔只带来相当有限的提升。
- 张东明代鉷锋王慧黄宏伟胡群芳
- 关键词：随机场蒙特卡洛模拟
- 基于聚类与Transformer算法的上软下硬地层盾构滚刀正常磨损预测
- 2024年
- 盾构法是隧道施工的主流方法,广泛应用于软土地层与复合地层。盾构机在上软下硬地层中掘进时,准确预测滚刀的磨损以便及时更换滚刀是确保施工安全与效率的关键。基于机器学习中的无监督kmeans聚类算法、有监督Transformer算法以及遗传算法,提出了一种根据刀盘前方地层条件、滚刀布设以及施工参数预测滚刀正常磨损的方法。kmeans聚类算法用于实时分析当前盾构施工参数间的关系,从而划分不同施工状态,并为不同施工状态分配不同的磨损修正系数作为Transformer模型的输入参数。根据地层条件及施工参数相关关系确定磨损修正系数初始值的大小,借助遗传算法对磨损修正系数进行优化。Transformer算法中,以地层条件、施工参数、滚刀安装半径和切削距离以及kmeans聚类得到的磨损修正系数作为输入参数,以滚刀磨损量作为输出参数,并由遗传算法对模型的超参数进行优化。所使用的数据采集自某大直径泥水平衡盾构隧道,所穿越地层条件包含全断面软土、上软下硬地层以及全断面硬岩,样本集包含217条数据。聚类结果所揭示的施工状态与滚刀的磨损速度具有明显的对应关系,预测模型的滚刀磨损平均预测误差为3.6mm,占滚刀换刀磨损量40.0mm的9%。
- 常佳奇黄宏伟张东明李章林
- 关键词：盾构刀具磨损聚类算法
- 新型桶式驳岸基础结构施工及运营期数值模拟分析研究被引量：3
- 2015年
- 某港口驳岸工程为了适应复杂的地质和水文条件,采用新型桶式基础结构,该型水工结构由1个基础桶体和2个上部圆筒体组成。桶体下沉安装施工完成后,对桶体后侧一定范围内的淤泥土进行砂桩加固,同时在上方吹填淤泥至设计标高。本文采用PLAXIS有限元软件对桶式基础结构进行二维数值模拟分析,其中桶体简化后采用板单元模拟。基于流固耦合的算法分别对桶体施工期与运营期内的位移和滑动稳定性情况进行了分析,得出在复杂地质水文条件下,该型水工结构与周围土体相互作用的变形规律。计算结果表明,上部桶体施工期和运营期的最大水平位移分别为18.2 cm和14.2 cm,下部桶体为16 cm和13 cm。桶体靠港侧的沉降大于靠海侧,差异沉降造成的滑动角度为0.14°。桶体水平位移和滑动角度均随着运营荷载的增加而增大。
- 丁文强张东明黄宏伟李武
- 关键词：PLAXIS数值模拟
- 考虑参数空间变异性的隧道结构变形分析简化方法被引量：7
- 2022年
- 土体参数具有空间变异性是被广泛接受的,而这种变异性对岩土中结构性能有着重要的影响。随机场理论是一种常用的用来模拟土体参数空间变异性的方法。基于随机场理论,以土体弹性模量的空间变异性为切入点,采用蒙特卡罗方法和有限差分模拟计算相结合的方法,开展隧道水平收敛的随机分析。在大量蒙特卡罗计算基础上,提出了3种简单易用的简化考虑空间变异性的方法,分别为参数折减法、放大系数法和可靠度分项系数标定法。经过对计算结果的统计分析,给出了在土体弹性模量的水平、竖向相关距离及其变异系数的不同组合下3种简化考虑方法的建议值。提出的简化方法可以为空间变异性研究应用到实际工程提供一定的参考。
- 张晋彰黄宏伟张东明方国光唐冲
- 关键词：隧道随机场相关距离
- 上海轨道交通网络的复杂网络特性及鲁棒性研究被引量：33
- 2016年
- 以上海轨道交通网络为研究对象,基于复杂网络理论,采用Space L方法构建上海轨道交通网络拓扑结构模型,通过计算网络的多个特征指标值,实证分析了其复杂网络特性;以网络全局效率相对值作为轨道交通网络鲁棒性的评价指标,研究了上海轨道交通网络的鲁棒性.研究表明:上海轨道交通网络在L空间中是小世界网络和无标度网络;上海轨道交通网络对站点遭遇随机故障的鲁棒性强于站点遭受蓄意攻击时的鲁棒性.
- 杜斐黄宏伟张东明张帆
- 关键词：复杂网络小世界网络无标度网络鲁棒性
