金大龙
- 作品数：21 被引量：205H指数：9
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球文化科学更多>>
- 隧道工程智能化建造课程教学方法探索与实践
- 2024年
- 在人工智能引发产业变革的大环境下,传统的隧道工程建设不再具备优势。为适应社会发展需求并促进隧道工程发展,迫切需要培养具有交叉型学科知识体系及技能的人才。本文结合笔者近年来在隧道工程智能化建造课程教学过程中积累的经验,总结了该课程当今的教学现状,并从行业特点及需求出发,对该课程的教学模式、教学特点等环节进行了探讨,提出了合理设置课时、多样化教学手段及加强实践环节的方法,以期进一步提升隧道工程智能化建造课程的教学效果。
- 金大龙
- 关键词：隧道工程教学方法
- 盾构土舱压力变化规律测试试验与理论分析被引量：11
- 2016年
- 为研究刀盘开口率对盾构土舱内、外压力的影响,利用土压平衡盾构模型机,在多种不同刀盘开口率条件下进行模拟掘进试验,监测刀盘开口处土压力和土舱压力,分析不同刀盘开口率条件下的土舱内、外压力的变化规律,试验结果表明,随着刀盘开口率的增加,土舱压力传递系数逐渐增大,土舱内、外压差逐渐减小。借鉴黏性流体理论,针对盾构施工渣土运动过程中的应力变化建立力学模型,提出土压力变化公式,考虑土体运动过程中的沿程损失和刀盘结构处的局部损失,使计算过程更加贴近于实际状况,可以定量分析刀盘开口率、隧道洞径、土体参数、附加应力等参数对土舱内、外土压力变化的影响。根据该力学公式可得,土体内摩擦角和黏聚力越大,盾构土舱内、外土压力差值越大;盾构刀盘开口率越大、隧道直径越大,盾构土舱内、外土压力差值越小。为确认理论分析的合理性和适用性,将理论计算公式和实际工程的监测数据、离散元模拟结果以及模型试验结果进行了对比分析,进一步论证了计算理论的合理。
- 金大龙袁大军李兴高
- 关键词：隧道工程模型试验流体力学
- 基于随机森林的复合地层盾构切口泥水压力预测与分析被引量：13
- 2020年
- 盾构切口泥水压力是维持开挖面稳定最重要的因素。针对目前切口泥水压力与盾构掘进参数之间关系不明确的问题,基于Python提出了一种随机森林预测模型。以京张高铁清华园隧道工程为依托,考虑盾构几何参数、施工掘进参数以及泥水参数等因素的影响,通过网格搜索方法以及5折交叉验证法进行模型超参数调整,建立了盾构切口泥水压力的随机森林预测模型。研究结果显示随机森林模型对于复合地层盾构切口泥水压力预测具有较高的准确性与泛化性,在训练集与测试集的表现得分分别为0.963与0.946,结合RMSE和R2等各项数据的评估再次验证了该模型的预测能力。最后通过重要度分析得到对模型预测影响较大的参数分别为泥舱压力、埋深比、推力和扭矩。该研究可为同类条件下盾构开挖面切口泥水压力的预测提供一种有效的方法,对于泥水盾构开挖面的预测控制具有重要的现实意义。
- 罗维平袁大军金大龙金大龙
- 关键词：盾构
- 富水砂层盾构开挖面支护压力与地层变形关系离心模型试验研究被引量：4
- 2022年
- 为探究富水砂土地层盾构隧道开挖面支护压力与地层变形特征的关系,通过自主研发的离心模型试验系统,依托武汉地铁8号线大盾构越江隧道工程,研究了不同埋深情况下的开挖面支护压力对开挖面稳定及地层变形特征的影响,得到了开挖面支护压力与地表变形之间的关系曲线。研究结果显示:(1)当隧道埋深较浅(<1.5D,D为盾构直径)时,支护压力对地表变形的大小及扰动范围的影响均随着埋深的增加而减小;当隧道埋深较深(>1.5D)时,不管支护压力过小还是过大,开挖面支护压力对地层变形的影响很难延伸到地表。(2)当支护压力过大时,对地层的扰动呈现为鱼尾型,主要可分为挤密区、顶隆区、顶沉区以及沉降区,其中地表距离开挖面约1D范围内为沉降区,1D~2D范围内为隆起区。(3)当支护压力过小时,对地层的扰动主要为沉降,影响范围为开挖面前方1D左右,且随着埋深的减小,影响范围会增大。该研究通过离心模型试验得到了不同埋深条件下基于变形控制的支护压力设定范围的建议值,旨在为实际工程中支护压力的控制提供指导。
- 罗维平袁大军金大龙金大龙陈健陈健
- 关键词：富水砂层支护压力地层变形离心模型试验
- 超高水压越江海长大盾构隧道工程安全被引量：22
- 2020年
- 随着中国交通建设和城市建设的迅猛发展,越江跨海盾构隧道工程大量增加,而且工程规模(隧道的直径和长度等)和水压条件也在增加。现阶段,仍未明确定义高水压,但一般以0.5MPa作为高水压的分界线。近期,中国在长江、黄河以及珠江等所建设的高铁、公路以及地铁等盾构隧道工程水压均超过了0.5MPa,正在筹划建设的琼州海峡隧道等水压更大,将高达2.0MPa,面临巨大挑战。为此,国家决定针对超高水压(2.0MPa)越江海长大盾构隧道工程安全问题展开“九七三”计划基础研究。研究采用理论分析、物理试验(室内、室外试验和模型试验)、数值模拟分析和监控测量等多种手段,针对其中涉及的多元、多相和多场耦合物理本质,对高水压水土与结构静动相互作用机理、盾构掘进中的动静力学机理、隧道结构特性及防水特性动态演化机理等核心问题进行深入系统的基础研究,提出了高水压下考虑渗流条件下的水土荷载计算理论和深水盾构隧道地震分析方法,建立了“机-土”动态作用力学模型,提出了盾构姿态、刀具磨损、开挖面稳定和高压成膜及闭气控制方法,提出了高水压大直径盾构隧道衬砌结构设计理论和高水压盾构隧道接缝长期防水安全与监控技术,最终形成超高水压越江海长大盾构隧道工程安全控制理论体系。为确保超高水压越江海长大盾构隧道工程安全提供设计理论依据,为实现大直径泥水盾构在超高水压等复杂条件下安全长距离施工提供理论支持。
- 袁大军吴俊沈翔金大龙李兴高
- 关键词：隧道工程大直径盾构掘进
- 盾构气压开舱条件下的泥膜闭气失效理论研究被引量：1
- 2023年
- 近年来,泥水盾构工法在越江跨海隧道中被广泛应用,在泥水盾构施工过程中,带压开舱始终是一个高风险、高难度技术环节。盾构带压开舱能否成功的关键在于泥膜的闭气性能。然而,一直以来泥膜闭气破坏机制、闭气时间及其影响因素从理论上较少探讨。对此,首先考虑了气体对泥膜中孔隙水的驱替作用,建立了泥膜压气从渗流启动-击穿渗透带的多相流模型,提出了泥膜压气渗水量和闭气时间评估方法;然后开展了室内渗透柱泥膜压气破坏试验,验证了所提出理论方法的适用性;最后探讨了气压、地层参数、泥膜厚度、泥浆剪切强度等参数对闭气时间的影响规律,揭示了盾构带压开舱以“泥皮为主、渗透带为辅”的闭气作用。研究成果对泥水盾构带压开舱的安全保障有一定的借鉴意义。
- 蔡博文金大龙金大龙李兴高袁大军陈健
- 关键词：泥水盾构泥膜
- 泥水盾构中劈裂压力影响因素研究被引量：3
- 2020年
- 泥水盾构在软弱含水地层中掘进时,泥水支护压力过大容易导致掌子面发生水力劈裂,从而引起掌子面坍塌。研究掌子面劈裂压力的影响因素对防止水力劈裂的发生有重要意义。由于现场试验实施困难、风险高,故设计制作了一种水力劈裂装置,并采用盲孔试样模拟隧道劈裂的发生。通过正交试验配制不同强度的人造黏土用于研究劈裂压力与强度的关系,并采用不同黏度的泥浆进行盲孔试样劈裂试验,分析泥浆黏度对劈裂压力的影响。研究结果表明:在两种加载条件下,劈裂压力随着无侧限抗压强度的增大线性增大。当泥浆黏度小于27s时,劈裂压力随泥浆黏度增大而增大,但随时间增长,增大速度变缓;当泥浆黏度大于27s时,随着黏度的增大,劈裂压力稳定在一定值基本不再增大;盲孔试样破坏后具有明显的劈裂面,且不同泥浆黏度时试样的劈裂面基本一致,均自盲孔底端斜向上延伸。
- 王滕袁大军金大龙王将罗维平韩冰宇
- 关键词：泥水盾构水力劈裂无侧限抗压强度
- 盾构刀盘开口率对掘进参数影响的模型试验研究被引量：14
- 2017年
- 文章通过模型试验,对盾构开挖过程中刀盘开口率对盾构各参数之间的影响进行了研究,试验监测了不同刀盘开口率条件下盾构土舱面板处压力的变化情况以及土压力的传递和分布状态,研究了盾构刀盘开口率引起的土舱内外压力变化规律,同时对开挖面和土舱面板之间的压差进行了讨论,基于试验研究内容,进一步利用粘性流体力学理论建立了相关公式,可以简要分析土舱内外压差的影响因素;讨论了刀盘开口率对刀盘挤土效应和刀盘扭矩的影响关系,提出了两种不同的挤土效应机制,试验结果显示仅靠刀盘推力引发的挤土效应约占全部挤土效应的70%,刀盘转动引发的挤土效应占30%左右,系统分析了刀盘开口率、刀盘扭矩以及挤土效应之间的内在关联。
- 金大龙袁大军李兴高
- 关键词：模型试验流体力学
- 高水压条件下泥水盾构开挖面稳定离心模型试验研究被引量：20
- 2019年
- 开挖面稳定是越江跨海盾构隧道工程安全的关键,尤其是高水压条件下,开挖卸荷导致开挖面稳定控制更加困难。以越江跨海盾构隧道为背景,研制了一套包含材料和设备的高水压泥水支护形式的开挖面稳定模拟试验装置,通过大型离心模型试验研究了高水压下开挖面坍塌失稳破坏模式和土、水应力变化规律。研究结果表明:①高水压条件下开挖面失稳具有突发性,土体呈现由局部-整体形式急速发展破坏,极小的泥水压力变化幅度即可导致土体迅速发展为整体破坏并传至地表,失稳过程中可观测到滑移倾角减小、破坏范围扩张;②随着泥浆压力的降低,开挖面前方土压力呈现先减小后增大最终趋于稳定值,开挖面失稳可以划分为微观变形、局部破坏、土拱形成、整体失稳四个阶段;③开挖面发生主动破坏时,孔隙水压会发生突然降低现象,这是由于高应力条件下密砂具有剪胀效应,从而引起负孔压导致孔隙水压力急剧下降。这种孔压波动会对开挖面失稳带来不利影响,加速开挖面失稳进程、导致失稳区域的扩大。研究成果对越江海水下隧道工程具有指导意义。
- 金大龙金大龙袁大军李兴高李兴高
- 关键词：高水压开挖面稳定离心模型试验
- 粉质黏土地层盾构施工地表沉降关键参数分析与预测被引量：5
- 2021年
- 基于常州地铁土压平衡盾构穿越典型粉质黏土地层59个地表沉降监测断面实测数据的统计结果,分析了Peck公式用于预测常州地铁土压平衡盾构施工引起的地表横向沉降槽的适用性,得出了预测常州地区典型地层中盾构施工引起的地表沉降基本参数的取值范围。即:地层损失率取0.10%~0.75%,沉降槽宽度参数取0.3~0.7。基于盾构机对土体作用的力学模型,得到了盾构掘进时的地层位移场的解析解,并与监测数据对比,给出了相关参数的取值方法。应用给出的计算参数,可以较好地预测常州地铁施工过程中及施工后引起的地表沉降。
- 杨益李兴高蒋兴起金大龙
- 关键词：盾构地表沉降沉降槽
