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本发明涉及一种流固耦合相似材料及其制备方法，所用原料包括骨料，胶结剂和调节剂，其特征在于，所述骨料为方解石、河沙和滑石粉，所述胶结剂为水泥、硅橡胶和甘油，所述调节剂为醋酸，还包括水。利用本发明的原料所制备的相似材料在扩展了渗透系数的同时，对其他特性也具有一定很好的调节作用。本发明的相似材料可模拟岩体更多，具有更广泛地质勘探应用价值。
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本发明属于建筑施工技术领域，提供了一种基于CIM技术的土石方平衡分析方法及系统，该方法包括获取待测区域现状地形数据和待测区域的二维竖向设计图；基于待测区域现状地形数据构建现状地形数字高程模型；根据待测区域的二维竖向设计图，构建设计地形数字高程模型；将所述现状地形数字高程模型和设计地形数字高程模型叠加进行三维地质分层模拟，得到土方和石方量分类结果；基于土方和石方量分类结果分析制定全地块土方平衡和单地块土方平衡挖填方案。
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本发明公开了一种适用于钻爆法隧道的相控阵声波超前预报系统及方法，包括声波换能装置和主机系统，声波换能装置发射和接收声波；数据暂存模块存储三维探测获得的声波反射信号数据与聚焦声波反射信号数据；采集模块，其内导入有声波换能装置的三维坐标，其根据三维坐标计算并控制各声波换能装置的发射时间和激发顺序，使之延时发射形成聚焦声波；控制模块，将采集数据暂存至数据暂存模块，并将数据发送至数据处理成像模块；数据处理成像模块，运用深度学习的算法对地质异常体边界进行自动识别判断，对信息进行处理分析整合形成三维探测成像结果，最终得到掌子面前方高分辨率的三维探测成像。
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本发明公开了一种地下工程模型试验用锚杆测力计及测力方法，其主体为合金圆管，合金圆管上设置有两个相对圆心对称的锚杆孔，在两锚杆孔之间的圆管上固定有电阻应变传感器，在电阻应变传感器上有导线与其连接。本发明解决了模型试验中锚杆受力监测的问题，具有制作简单、成本低、使用方便的优点，可广泛应用于水利、交通、矿山等地下工程领域的地质力学模型试验研究。
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本发明涉及地下工程聚焦层析激发极化超前探测方法：首先采用聚焦的工作方式，在地下工程工作面轮廓线上布置一圈屏蔽电极A1，在距离底板到顶部的不同高度布置多条平行测线，测线上设供电电极和接收电极，底板上也设有供电电极和接收电极；然后采用层析的方法逐层采集数据；用测得的测线电势差数据进行反演，得到工作面前方地质体的三维电阻率图像；用测得的半衰时绘出半衰时之差数据与水平距离的关系坐标图，计算半衰时之差与横坐标轴的包络面积St，绘制出包络面积St的二维剖面图，实现工作面前方水量的估算。具有良好的超前探测指向性，实现了含水体的三维定位，解决了以往聚焦类电法单点测量，无法定位的难题。
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本发明公开了一种既有桩基承载力提升方法，包括在既有桩基进行钻孔，形成注浆孔，钻孔至设计深度后进行清孔，清孔完成后，将套壳料通过钻杆泵送至注浆孔孔底，然后将袖阀管下入注浆孔中，连接注浆压力管和注浆内管，将注浆内管放入袖阀管内，通过注浆压力管向注浆内管内进行注浆工作，采用分段后退法进行注浆，注浆过程中，每段注浆完成后，向上移动一个步距的注浆内管长度，逐步开环注浆，直到完成所有孔段注浆。该方法通过改变桩周地质的摩擦角和黏聚力，进而提升桩周的侧摩阻力，使桩基的竖向承载力大幅提高，同时还能保证施工质量，提升加固效果，并有效降低施工成本。
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本公开提供了一种硬岩盾构或TBM技术参数选型方法，包括获取施工场地地质参数及隧道设计参数，以及各类围岩弹性模量、泊松比及刀盘的半径；根据刀盘重量半经验计算公式得出刀盘重量；根据主推油缸计算公式得到主推油缸推力，根据辅推油缸计算公式得到辅推油缸推力，根据刀盘脱困扭矩计算公式得出刀盘脱困扭矩。考虑刀盘与围岩的协调变形，建立了刀盘重量与围岩的质量对应关系，并通过工程调研，提出了刀盘重量的半经验计算公式，指导刀盘重量设计。
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本发明涉及一种盾构机用复合地层识别系统、盾构机及方法，包括：振动监测装置：用于安装在盾构机刀盘的辐板上，能够监测刀盘的振动信息；无线信号接收装置：用于安装在盾构机螺旋出土器的进渣侧位置，无线信号接收装置与振动监测装置无线连接，能够接收振动监测装置监测得到的振动信息。电刷滑环：用于设置在盾构机螺旋出土器的出渣侧位置，电刷滑环与第一线缆的一端固定，第一线缆的另一端与无线信号接收装置连接，信号线能够与螺旋出土器的螺旋轴固定，监控终端：监控终端通过第二线缆与电刷连接，电刷与电刷滑环接触，采用本发明的系统实现了盾构过程中的超前地质预报。
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本公开提供了一种搭载于TBM上的超前激光钻机及工作方法，至少包括激光钻头、清孔钻头、连接部件和激光钻杆；激光钻头包括排渣流体端口和激光发射终端，连接部件包括通过第一轴承套接的内筒和外筒；激光钻杆包括通过第二轴承套接的内钻杆和外钻杆；激光发生装置通过至少一根连续的激光光纤穿过内钻杆和内筒的连续空间后与激光发射终端连接，排渣流体供给端口通过内钻杆和内筒的连续空间与排渣流体端口连通；本公开解决了对TBM掌子面前岩体的水平快速钻进的难题，为揭露隧道掌子面前方地层岩性、构造、地下水、软弱夹层等地质体及其性质提供了一种快速有效的勘察方法。
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本发明涉及基坑降水施工的技术领域，尤其是涉及一种成品自流降水深井井管及其施工方法。本发明包括潜水泵、透水内衬和滤水细石，所述滤水细石包裹在透水内衬外侧，所述潜水泵安装在透水内衬底部。本发明施工方法包括地质勘探和管线排查；辅助设备安装；测量放线打井作业；井管吊装和固定；降水作业与降水监测；拆除井管并清洗。本发明成果制作简单，不受场地影响，可工厂预制也可现场制作，施工简单便捷，节省工期，可循环使用，降水作业完成后，用吊车或者塔吊将本发明成果从降水井道内吊出，清洗PVC管及滤料里的残留泥浆后，可周转至其他位置重复利用。
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本发明公开了一种基于无人机航磁测量的污染物扩散通道识别方法及系统，包括以下步骤：获取测区航磁测量数据，所述测区范围覆盖污染物源头和泄露点；根据所述航磁测量数据，生成两类或以上等值线平面图，并分别进行磁异常识别；将基于所述两类或以上等值线平面图得到的磁异常识别结果进行叠加，相匹配的位置即为断裂构造带；根据所述污染物源头和泄露点位置，以及断裂构造带，得到污染物源头与泄露点之间的污染物扩散通道。本发明针对地质情况复杂的老矿区，能够快速准确地识别出地下裂隙构造，从而推断出污染物泄露扩散的通道。
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本发明公开了一种用于地铁结构地下水渗流模拟的试验装置及系统，其技术方案为：包括用于填筑土体的模型架，其一侧开有用于模拟隧道开挖的预留孔洞；与预留孔洞所在面相邻的两个侧面分别安装水箱，其中一个为进水箱，另一个为出水箱；进水箱与模型架通过若干进水孔连通，出水箱与模型架通过若干排水孔连通；进水箱、模型架与出水箱之间能够形成水循环。本发明能够模拟地铁施工过程对地下水渗流状态的影响，模拟数据准确，能够为实际施工提供参考，以减少地铁施工对地质环境的扰动。
本发明属于地质爆破技术领域，公开了一种基坑爆破对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法，采用有限元软件ABAQUS进行三维建模，首先对结构体系进行模态分析，分析自振特性并给出结构的自振频率和前6阶阵型；然后对地铁深基坑爆破开挖过程中周围建筑结构的动力响应进行三维数值模拟，分析爆破冲击荷载作用下结构体系的振动速度的变化规律，并给出结构体系的位移云图和框架结构的应力分布。本发明为今后复杂地层条件下超深基坑爆破工程研究提供指导意义。
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本公开公开了一种仰拱结构全自动实时监测预警系统及方法，包括探测系统，包括超声探伤仪和压力计，被配置为探测仰拱内部结构，检查有无损伤以及测定仰拱下部的围岩压力；无线信号传输系统，被配置为将探测系统采集到的信息传输至中控平台；中控平台，被配置为基于接收到的运营期隧道仰拱信息，分析仰拱下部围岩压力的变化，建立仰拱下部围岩压力连续变化模型，判断当前围岩压力对于仰拱安全性的影响程度，并根据影响程度给出相应的预警；电源系统，被配置为探测系统及无线信号传输系统提供电力，能够为研究运营期隧道围岩应力、变形变化特点以及隧道周边水文地质发展状况提供宝贵的科学资料。
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本公开提出了一种自动钻孔摄像装置及自动钻孔探测方法，装置包括固定平台，设置在固定平台上的电动送杆装置、摄像探头以及推送杆，所述摄像探头设置在推送杆上，电动送杆装置与推送杆可滑动连接，电动送杆装置用于将推送杆送出或收回，从而将摄像探头传送至设定的检测位置。可以搭载于凿岩台车上，可以实现对钻孔方向的自动定位和钻孔的自动摄像，提高探测效率，同时设置的数据处理系统可对所得图像快速处理，得到掌子面前方的地质情况，结果更加直观，有效指导隧道施工。
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本发明属于钻头技术领域，具体的说是一种用于岩石地层钻探的合金钻头，包括钻头座，所述钻头座上安装有刀翼，所述刀翼上均匀安装有切削齿，所述钻头座的上端面上安装有固定座，所述固定座呈环形分布，所述固定座上安装有牙轮；所述钻头座内开设有喷液孔，所述喷液孔的出口位于环形分布的固定座的中间位置，所述钻头座内开设有导屑孔，所述导屑孔的入口位于钻头座的端面上，所述导屑孔的出口位于钻头座的侧面上；所述导屑孔的入口环绕在喷液孔的周圈，所述导屑孔位于喷液孔的出口与固定座之间；本发明结构简单，使钻头具有一定的缓冲能力，提高钻头的使用寿命，并解决钻头得到的岩石碎屑尺寸较小不能满足地质上对岩石信息进行鉴定要求的问题。
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本发明公开了一种基于不均匀测网的三维电阻率测深应用方法,使用常规2D电阻率仪、稀疏大网度大极距电测深剖面组建三维电阻率数据体，电极排列为对称四极装置，使用最小二乘法进行了三维反演；该观测方法增大了探测深度，降低了成本，有效反映了地质体的空间特征，为钻孔布设提供了详细的资料。
本发明属于注浆加固材料领域，提供了一种适用于富水碎粉岩地层的高渗透、高粘结型注浆加固材料及其制备方法，由以下组分按重量份数计：硅酸盐溶液20～35份，固化剂30～60份，速凝剂10～15份，增强剂1～5份，增稠剂0.2～1份，表面活性剂0.1‑0.5份，废水15‑30份。本发明解决了现有常规注浆材料(如水泥、超细水泥等颗粒型浆材)本身性能的局限性，其难以进入碎粉岩空隙内，进行有效固结，导致渗透注浆难以达到设计效果。而且制备的注浆加固材料具有低黏度、良好渗透性，从而解决碎粉岩特殊地层灌浆问题，保证整体灌浆质量，为解决深埋长隧洞类似关键地质问题提供材料治理方案。
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本公开提供了一种结构面制备方法及系统，涉及工程地质和岩土工程领域。其中，一种结构面制备方法，包括：获取目标区域的点云数据和目标区域图像；利用目标区域的点云数据的明暗度和颜色信息与目标区域图像进行对比，判断出目标区域中所有潜在结构面；测量所有潜在结构面的相关参数，并建立结构面三维数字化模型；将结构面三维数字化模型导入3D打印机，完成结构面模型打印。其解决了传统技术中结构面取样困难问题，实现了虚拟数据实物化，具有较好的操作性和实用性。同时本发明无需野外结构面取样，保证了岩体结构的完整性。
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本发明公开了一种轨道交通工程建养一体化智慧管理平台及方法，包括：基于GIS和BIM的工程建设信息共享模块，被配置为实现轨道交通各车站、区间BIM模型与轨道交通三维地质管理平台的融合与数据共享；基于进度管控的工程建设信息化管理模块，被配置为提供工程建设阶段工筹计划、合约计价、安全质量排查、风险预警以及签证变更的信息化管控；基于建养一体化的轨道交通运营维护模块，被配置为提供轨道交通运营维护阶段设备物资与安全风险预警的信息化管控。本发明能够克服传统技术方法功能单一、数据实效性差等缺点，提高工程建设数据资源共享性、进度管控智能化以及历史问题可追溯性。
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本发明涉及一种用于追踪波浪形态的系统、方法及应用，属于地质灾害模型试验相关技术领域。系统部分主要包括：波浪发生机构，波浪发生机构的外侧分别设置有多台高速摄像机，任一台高速摄像机均通过图像信号传输线与中继转换器连接，中继转换器通过电子信号传输线与分析机构连通。本发明通过设计全新的结构，利用高速摄像机获取波浪动态图像，解决了现有技术中难以获取波浪表面形态参数进行反馈设计和调节的各类试验系统中波浪形态难以捕捉的问题。
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本发明公开一种隧道突涌水全寿命周期治理方法，包括：联合地质资料、开挖资料、综合地球物理探测的探测结果及数值计算结果，获取隧道突涌水区段导水构造三维形态特征；考虑注浆封堵突涌水同时改善围岩物理力学参数，进行隧道突涌水区段的治理方案设计，并针对突涌水主控构造，进行关键孔和引排关键孔的设计；通过对按设计方案加固后的隧道段进行数值模拟，确保隧道在施工期的稳定和运营期的安全；根据设计方案进行注浆施工，并在施工过程中埋设监测装置，实施反馈优化设计；对隧道的注浆加固段的治理效果进行检查，确定开挖时间。本发明保障隧道施工期围岩稳定、运营期隧道不突水，杜绝“十隧九漏”痼疾，实现隧道突涌水有效治理和环境保护。
本发明公开了一种基于电阻率跨孔CT的地铁盾构区间孤石精细化探测方法，包括：在掘进面前方未开挖段设计科学合理的钻孔平面布置方案；铺设电阻率跨孔CT测线网，采用二维探测普查、三维探测详查相结合的探测方案；数据采集利用新型组合式观测模式，获取更多关于孤石异常体的有效信息；通过构造携带距离加权函数的三维电阻率反演目标函数及反演方程，采用偏导数矩阵的并行解析快速求解算法；形成测区范围内孤石异常体探测的电阻率成像结果图，并结合已有地质分析推断孤石体的大小、空间分布等情况。本发明可实现孤石体异常体的三维高分辨率精确成像，为地铁盾构掘进机施工隧道安全快速掘进提供了有力的技术支持。
本发明公开了一种TBM施工隧道前向跨孔雷达透射成像超前预报系统和方法，它包括：安装在TBM机械主体内部、TBM刀盘后方的机械伸缩旋进装置，它由多级伸缩元件构成；机械伸缩旋进装置前端采用可拆卸结构与钻头或可扩展式多级串联雷达天线固定套管连接，并在机械伸缩旋进装置控制器控制下在TBM主体前方的围岩内钻两个深度相同的钻孔并布设套管，然后分别在两个钻孔内布置雷达发射天线和雷达接收天线；所述雷达发射天线和雷达接收天线与多通道雷达主机及计算机连接，进行跨孔雷达探测，从而实现快速精确地实现隧道掘进面前方地质情况的预报。
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本发明为一种高地应力准三维可视化模型试验台架装置,包括反力墙装置,侧向外围设有门式反力框架,在门式反力框架和模型体之间设有液压加载装置,反力墙装置上洞室所在位置周围设有若干观察窗。通过本装置可进行高地应力条件下地下工程洞群稳定性的平面应变地质力学模型试验研究。本发明具有以下优点:1.模型钢架采用高强度合金钢材料,强度、刚度、抗冲击韧性好,耐腐蚀能力强,可长期反复循环使用。2.采用外部式加载方式,可方便实现液压千斤顶等加载设备的安装、拆换等工作。3.在反力墙洞周安装钢化玻璃,方便观察洞周的变形和裂纹扩展情况。4.结合配套的液压加载控制系统可方便实现分级加载,尽可能准确地模拟真实的地应力分布情况。
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本发明涉及地质钻探技术领域，具体地涉及一种可变速的冲击回转动力头，包括下惰齿轮、换挡双联齿轮、上惰齿轮、箱体、驱动马达、冲击油缸、机械换挡油缸；箱体内贯穿有中空回转芯轴，中空回转芯轴内设有内冲击杆，冲击油缸安装于箱体顶部；中空回转芯轴上下两侧分别安装有上齿轮轴和下齿轮，上齿轮轴和下齿轮分别与安装于中空回转芯轴上的上惰齿轮和下惰齿轮啮合；驱动马达安装于箱体上，用于驱动上齿轮轴和下齿轮；换挡双联齿轮套装于中空回转芯轴的外花键上，位于上惰齿轮和下惰齿轮之间，通过机械换挡油缸驱动，使其能够沿中空回转芯轴的外花键上下移动。本发明解决了传统冲击回转钻探工艺传动机构不能变速的问题。
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本公开提供了一种地铁隧道全时段智能监测装备与方法，包括行走小车、数据处理系统和无线传输系统，所述行走小车上设置有摄像机、多源激光扫描仪、多源热红外分析仪、声波探测仪和气体浓度监测仪；行走小车上设置有能够与地铁车厢可拆卸连接的连接件；数据处理系统，被配置为接收摄像机、多源激光扫描仪、多源热红外分析仪、声波探测仪和气体浓度监测仪采集的数据，并进行处理，获取实时隧道真实画面状况、实时隧道拱顶沉降情况、实时隧道基地隆起状况、实时隧道不良地质声波反馈和实时隧道内危险气体浓度，通过所述无线传输系统传输给控制中心。
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本发明公开了一种非填充型大型溶洞、采空区精准处理方法及系统，包括：布孔，注浆孔沿单桩基础周围桩周布置注浆孔的数量和位置；钻孔，至少2台钻机同时在相邻的注浆孔布设位置处开钻，先后成孔顺序不超过设定时间间隔；在注浆孔内分别安装干粉吹填管和喷水设备管；吹填干粉，并喷水形成固结物，将溶洞或采空区靠近单桩基础位置充填完毕；拔管封孔，吹填达到标准后，拆除吹填管、喷水设备管，进行下一钻孔的吹填施工处理。本发明采用干粉吹填的同时喷水固化，吹填干粉，可以控制干粉用量，在有效的位置进行吹填，可以减少盲目注浆的数量，能够精准定量进行地质处理。
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本发明公开了一种岩溶大泉地下水动态的模拟方法，涉及水文地质技术领域。该方法采用示踪试验、泉水位与不同深度观测水位的相关性分析，确定岩溶优势渗流通道的平面延伸方向；通过地下水水温、电导率分层监测确定岩溶管道的垂向赋存位置，在此基础上，创建二元结构渗流‑优势流耦合模型，进行泉水动态模拟。本方法可更加精准地模拟岩溶非均质介质地下水动态变化过程，为准确把握保泉措施的实施时机提供科学依据。另外，该方法查明的岩溶通道不仅限于泉水水位模拟，也可以为大量的城市地下空间开发工程提供依据，以避免地下溶洞、破碎带对建筑物造成危害，保护人民的生命与财产安全。
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水中桩基简易平台施工工艺，简易施工钻孔平台位置依据水中墩桩基位置确定，尺寸为68.8×4.0m，钻孔平台顶面宽度应能保证钻孔机具摆放和人员通行；河床面以上木桩高度高于水面0.2米为准，水面以下支撑木桩高度依据现场实际地质情况并进行验算后进行确定。本发明的优点在于：本发明所用材料均为木质材料，材料轻，搬运拆装方便，除支撑木桩需用打桩机外，其余部位的拆装由人工即可完成。支撑、拉杆、分配梁连接拆除过程简单快速。链接时采用道钉连接，连接拆除快速，无需机械设备配合，如需调整连接，快捷方便，省时省工。
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