融合XGBoost和SHAP的混凝土抗压强度预测分析模型 被引量：1

1

作者 刘聪林 李盛 +2 位作者 崔晓宁 蔡磊 张建功 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期246-258,共13页

【目的】为精准预测混凝土抗压强度、突出XGBoost模型的预测优势和实现XGBoost模型的可解释功能,【方法】构建以水泥、龄期、水等8种影响因素为输入特征和以抗压强度为目标特征的1030个样本数据集,建立支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)... 【目的】为精准预测混凝土抗压强度、突出XGBoost模型的预测优势和实现XGBoost模型的可解释功能,【方法】构建以水泥、龄期、水等8种影响因素为输入特征和以抗压强度为目标特征的1030个样本数据集,建立支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)和极端梯度提升树(XGBoost)机器学习算法模型,开展混凝土抗压强度预测研究,将XGBoost模型和ACI209公式的预测结果对比,同时,引入SHAP模型对XGBoost模型进行解释和分析。【结果】结果表明:XGBoost模型的预测精度最高,R^(2)为0.952,MAE为2.48,MAPE为9.16,RMSE为3.58,但XGBoost模型对小于30 MPa的低抗压强度样本的预测误差较大,随着抗压强度的增大,XGBoost模型的预测精度提高,超限样本比例从25%下降到2.7%;与ACI209公式的预测结果相比,XGBoost模型在龄期56 d和100 d样本的预测值绝对误差率均值为4.10%,3.64%,而ACI209公式则为11.27%,17.96%。【结论】XGBoost模型适用于混凝土强度大于30 MPa的样本的预测;SHAP模型不仅可以定量地给出特征重要性排序,还能定性地给出每个特征参数是对抗压强度的影响规律,能为混凝土相关研究及其他需要对机器学习模型进行解释的研究提供参考。 展开更多

关键词 机器学习 XGBoost SHAP 抗压强度预测 混凝土 力学性能

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黄土路基刚-柔性长短桩复合地基设计参数正交数值试验研究

2

作者 王文芳 杲斐 +1 位作者 陈云峰 程选生 《中国铁路》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页

为探究黄土地区刚-柔性长短桩(RFLSP)复合地基设计参数对路基沉降的影响,结合兰州—张掖三四线铁路工程,设计了多参数的RFLSP复合地基正交数值试验,研究了不同褥垫层结构、长短比、桩间距和短桩模量对路基总沉降的影响。结果表明,复合... 为探究黄土地区刚-柔性长短桩(RFLSP)复合地基设计参数对路基沉降的影响,结合兰州—张掖三四线铁路工程,设计了多参数的RFLSP复合地基正交数值试验,研究了不同褥垫层结构、长短比、桩间距和短桩模量对路基总沉降的影响。结果表明,复合地基参数对路基总沉降的影响因素依次为长短比、桩间距、短桩模量和褥垫层结构,其对应的极差值为11.89、6.94、5.53和2.95;当柔性短桩长度不变、刚性长桩的桩长增大时,路基总沉降在减小;路基总沉降随桩间距的增加先增大后近似不变,随柔性短桩模量的增加而减小,土工格栅层数对路基总沉降影响较小;复合地基设计时,根据柔性短桩的挤土效果确定桩间距,优先通过调整刚性长桩的长度和柔性短桩的模量调节路基总沉降。 展开更多

关键词 黄土路基 设计参数 正交数值试验 刚-柔性长短桩复合地基 极差分析

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兰新铁路河西走廊漫流区桥涵水文沿线分布研究

3

作者 李盛 秦军 +3 位作者 蔡磊 马莉 于本田 余云燕 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期30-41,共12页

为降低河西走廊漫流水害对兰新铁路的危害,通过山洪灾害分析方法,对河西地区缺少水文资料的漫流区流域桥涵水文沿线分布情况进行研究。结果表明:相比单位线法,数值模拟法可提高设计洪水的计算效率,且两者相对误差为4.6%,结果较准确;临... 为降低河西走廊漫流水害对兰新铁路的危害,通过山洪灾害分析方法,对河西地区缺少水文资料的漫流区流域桥涵水文沿线分布情况进行研究。结果表明:相比单位线法,数值模拟法可提高设计洪水的计算效率,且两者相对误差为4.6%,结果较准确;临界重现期越大,桥涵发生漫流水害可能性越大;当桥涵发生满孔水害时,降雨重现期越大,成灾持时越久;预警雨量与预警时长呈正相关性,与土壤含水量呈负相关性;兰新铁路沿线预警雨量自东往西存在增大的趋势,预警雨量相对较小的桥涵主要分布于包含山丹县的武威至高台段内;山丹县境内的桥涵设计水位最接近成灾水位;在选取的兰新线23座桥涵中,设计水位不满足百年一遇的有15座桥涵,包括中风险9座,高风险5座,极高风险1座,山丹县境内5座均为中高风险,应将兰新线漫流区内位于河西地区武威至高台段内的桥涵作为山洪防范的重点区域。 展开更多

关键词 兰新铁路 河西走廊 漫流区 水文分析 通洪能力 设计洪水 成灾水位 预警雨量

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考虑冻融因素的石灰改良黄土力学特性及边坡稳定性分析

4

作者 王之鲁 王凯 吕闻起 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6453-6462,共10页

为了研究冻融循环对石灰改良黄土边坡的稳定性影响,通过直剪试验和土水特征试验获得了石灰改良黄土在不同冻融循环次数下的抗剪强度和土水特征变化规律,并利用MIDAS GTS NX软件采用强度折减法分析高填方黄土边坡的稳定性。结果表明:土... 为了研究冻融循环对石灰改良黄土边坡的稳定性影响,通过直剪试验和土水特征试验获得了石灰改良黄土在不同冻融循环次数下的抗剪强度和土水特征变化规律,并利用MIDAS GTS NX软件采用强度折减法分析高填方黄土边坡的稳定性。结果表明:土样的内摩擦角和黏聚力都随着养护龄期的增加而增加,随着冻融循环次数的增加,土样的内摩擦角会先增加后逐渐趋于平稳,而黏聚力会先下降后逐渐趋于平稳;石灰改良黄土在第一次冻融循的最低温度时其基质吸力最大,第二次冻融循环时,其基质吸力最小,其后土体的基质吸力有所提高。冻融循环会造成边坡渗透流速的增大;冻融边坡模型的孔隙水压力变化趋势与未冻融边坡相同,孔隙水压力在边坡模型底部为正值,靠近边坡顶部逐渐减小,至坡顶为最小值。冻融循环会造成边坡在降雨工况下的应变增大,影响边坡的安全稳定性;浅层冻融对于高填方改良黄土边坡安全性影响很小。 展开更多

关键词 非饱和土 改良黄土 冻融循环 边坡稳定 强度折减法

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兰新线铁路轨道几何状态劣化短期预测模型研究 被引量：7

5

作者 常艳艳 刘仍奎 +1 位作者 王福田 陈云峰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期124-129,共6页

兰新线地处我国西北地区,线路走形区域处于风沙、戈壁、沙漠、高寒地带。受到运输组织和地理环境等多种因素的影响,兰新线轨道几何状态劣化较快,捣固周期较短,导致捣固维修成本较高。为了实现对兰新线轨道几何状态短期劣化的准确预测,... 兰新线地处我国西北地区,线路走形区域处于风沙、戈壁、沙漠、高寒地带。受到运输组织和地理环境等多种因素的影响,兰新线轨道几何状态劣化较快,捣固周期较短,导致捣固维修成本较高。为了实现对兰新线轨道几何状态短期劣化的准确预测,从而科学制定捣固计划,提出一种改进的轨道几何状态劣化短期预测方法。该方法将兰新线划分为若干个等长的200 m轨道单元区段,利用每个区段自身的历史检测数据,对每个区段个性化地建立了轨道几何状态劣化短期预测模型。该模型结合了确定性模型预测精度高的优势,吸收了随机性模型能够量化轨道几何劣化不确定性因素的优点。利用兰新线下行K600+000—K800+000里程范围内1000个轨道单元区段的检测数据对本文模型进行了验证,结果表明提出的模型拟合效果较好,预测精度较高。 展开更多

关键词 兰新线 轨道几何 劣化 轨道单元区段

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既有铁路隧道渗漏水分析及整治技术 被引量：11

6

作者 张文达 雷林 +2 位作者 周鹏鹏 李德武 穆腾虎 《中国铁路》 2022年第5期125-129,共5页

多数山区铁路隧道存在渗漏水病害,不同程度地影响列车运行。尤其冬季,渗漏水常演变为衬砌挂冰、道床冻结等次生灾害,危及行车安全,影响隧道设备设施健康服役。通过分析既有铁路隧道渗漏水的发生部位、表现形式、病害类别,从设计、施工... 多数山区铁路隧道存在渗漏水病害,不同程度地影响列车运行。尤其冬季,渗漏水常演变为衬砌挂冰、道床冻结等次生灾害,危及行车安全,影响隧道设备设施健康服役。通过分析既有铁路隧道渗漏水的发生部位、表现形式、病害类别,从设计、施工和养护维修等层面探究其成因,提出新的渗漏水整治措施,对延长既有线铁路隧道使用寿命、保障行车安全具有借鉴意义。 展开更多

关键词 既有线铁路 山区铁路 隧道 渗漏水 病害类型 整治措施

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在建高速铁路钢轨缺陷分析及钢轨保护管理建议 被引量：3

7

作者 戚志刚 刘丰收 姜子清 《铁道建筑》 北大核心 2022年第11期44-48,共5页

银西(银川—西安)客运专线开通前检查发现多处钢轨轨端不平顺、表面擦伤、硌伤、连续硬弯等缺陷。从钢轨生产、焊接、运输、捣固等各环节对缺陷原因进行了分析,并介绍了换轨整治情况及效果。从钢轨源头质量管理、轨道施工质量卡控、工... 银西(银川—西安)客运专线开通前检查发现多处钢轨轨端不平顺、表面擦伤、硌伤、连续硬弯等缺陷。从钢轨生产、焊接、运输、捣固等各环节对缺陷原因进行了分析,并介绍了换轨整治情况及效果。从钢轨源头质量管理、轨道施工质量卡控、工程列车开行要求、新线钢轨介入检查、钢轨质量管理五个方面给出在建高速铁路钢轨管理和保护的建议。 展开更多

关键词 高速铁路 现场试验 钢轨 擦伤 轨端不平顺 硌伤 硬弯

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高速铁路无砟轨道路涵过渡段上拱整治 被引量：1

8

作者 戚志刚 吴细水 +2 位作者 李中国 楼梁伟 王之鲁 《铁道建筑》 北大核心 2023年第3期128-132,共5页

针对兰新客运专线K2450—K2460区段路涵过渡段路基上拱病害反复发生难以根治的情况,考虑工点施工条件,分别研究制定了上拱段桩板结构整治、暗挖落道整治两套方案。通过优化整治方案,细化施工注意事项,组织开展路基上拱整治实践,彻底整... 针对兰新客运专线K2450—K2460区段路涵过渡段路基上拱病害反复发生难以根治的情况,考虑工点施工条件,分别研究制定了上拱段桩板结构整治、暗挖落道整治两套方案。通过优化整治方案,细化施工注意事项,组织开展路基上拱整治实践,彻底整治了路涵过渡段上拱问题,恢复了无砟轨道平顺性,消除了高速铁路长期限速点。通过实践形成一套全路首创、彻底整治高速铁路无砟轨道路基上拱的技术和方法。 展开更多

关键词 高速铁路 上拱 现场试验 路基 无砟轨道 桩板结构 暗挖 落道

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基于DXF文件的铁路隧道衬砌病害矢量化研究与应用 被引量：1

9

作者 刘艳芬 柴雪松 +4 位作者 雷林 吴玉哲 陈学喜 李健超 于国丞 《铁道建筑》 北大核心 2021年第12期138-142,共5页

为解决人工绘制铁路隧道衬砌病害矢量图费时费力以及人工录入出错率高的问题,提出基于DXF文件的铁路隧道衬砌病害图像自动矢量化方法。首先,利用轮廓识别算法获得衬砌病害点云的轮廓坐标;其次,根据铁路隧道的断面尺寸等信息,将上述轮廓... 为解决人工绘制铁路隧道衬砌病害矢量图费时费力以及人工录入出错率高的问题,提出基于DXF文件的铁路隧道衬砌病害图像自动矢量化方法。首先,利用轮廓识别算法获得衬砌病害点云的轮廓坐标;其次,根据铁路隧道的断面尺寸等信息,将上述轮廓坐标映射到隧道矢量图上;最后,利用DXF文件、C++语言实现铁路隧道衬砌病害矢量图的自动生成。在多条铁路隧道周期性检测的应用表明,该方法不仅可以满足不同隧道数据处理程序之间的快速交互和衬砌病害现场精准复核需求,还适用于不同线路等级、断面尺寸、单双线别的隧道。 展开更多

关键词 铁路隧道 衬砌病害 衬砌检测 DXF文件 矢量化

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高速道岔轨道几何状态评价与规律研究 被引量：6

10

作者 解婉茹 秦航远 +3 位作者 戚志刚 杨飞 赵钢 毛学耕 《中国铁路》 北大核心 2024年第3期25-31,共7页

高速道岔的轨道几何不平顺状态能够直观反映其服役性能,开展高速道岔区段轨道几何不平顺状态管理是道岔检养修体系中的重要一环。以高速综合检测列车2023年1月—5月采集得到的检测数据为研究对象,从道岔结构、管理速度、道岔型号、辙叉... 高速道岔的轨道几何不平顺状态能够直观反映其服役性能,开展高速道岔区段轨道几何不平顺状态管理是道岔检养修体系中的重要一环。以高速综合检测列车2023年1月—5月采集得到的检测数据为研究对象,从道岔结构、管理速度、道岔型号、辙叉号角度进行分类,分析当前高速正线道岔铺设概况。以道岔区轨道质量指数为基础,提出能够量化一定检测周期内道岔区段轨道几何整体状态与变化情况的道岔轨道状态指标与波动率指标。最后,以铺设最广的1/18道岔为研究对象,分析主型1/18道岔的轨道几何不平顺状态规律。研究结果为后续应用TQI-T评价高速正线道岔动态轨道几何不平顺状态以及指导道岔区段养护维修等工作奠定基础。 展开更多

关键词 高速铁路 道岔 轨道几何不平顺 动态检测 轨道质量指数 状态管理

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大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法 被引量：2

11

作者 刘维桢 秦航远 +2 位作者 刘金朝 杨飞 戚志刚 《铁道建筑》 北大核心 2024年第5期24-27,共4页

高速铁路大号码道岔具有侧向通过速度高、结构尺寸长的特点,相比18号等小号码道岔,其长波轨道几何不平顺的控制更为重要。利用轨道几何检测数据,基于Douglas-Peucker算法,针对大号码道岔心轨尖处由于组合廓形引起的轨距特殊突变现象进... 高速铁路大号码道岔具有侧向通过速度高、结构尺寸长的特点,相比18号等小号码道岔,其长波轨道几何不平顺的控制更为重要。利用轨道几何检测数据,基于Douglas-Peucker算法,针对大号码道岔心轨尖处由于组合廓形引起的轨距特殊突变现象进行针对性提取,实现了大号码高速道岔单元的准确划分;以单元内长波高低、轨向检测数据为依据,提出了针对长波高低、轨向不平顺的大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法,并针对CN系列大号码道岔FAKOP区段轨距加宽现象进行了有效处理,有效消除了轨距加宽所引起的轨向异常。经实测数据验证,大号码道岔长波轨向评价指标与列车过岔时晃车现象的关系相比长波高低评价指标更为密切,与传统认知相符。 展开更多

关键词 高速铁路 长波轨道不平顺 数值计算 大号码道岔 轨道检测

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基于长波平顺性的提速线路精捣方案优化算法及应用 被引量：16

12

作者 时瑾 张雨潇 +1 位作者 陈云峰 何越磊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期72-80,共9页

随着既有线提速开行160 km/h及以上动车组,轨道长波不平顺对行车性能的影响越来越显著,而大机捣固作业过程还不能充分控制线路长波平顺性,线形几何参数恢复达不到理想效果。通过分析提速线路波长对行车性能的影响关系,提出采用70 m检测... 随着既有线提速开行160 km/h及以上动车组,轨道长波不平顺对行车性能的影响越来越显著,而大机捣固作业过程还不能充分控制线路长波平顺性,线形几何参数恢复达不到理想效果。通过分析提速线路波长对行车性能的影响关系,提出采用70 m检测弦长、10 mm管理幅值以控制长波不平顺。结合非线性规划理论提出满足长波平顺性控制标准的优化算法,通过逐点移动70 m弦实现了敦煌铁路提速改造工程精捣方案起拨量优化,大机精捣效果表明,采用优化算法可使轨向和高低70 m弦矢高相比精捣前降低了30%~40%,全线动检TQI达到3.4以下,证明本文提出的优化算法可显著改善既有线提速线路轨道平顺性。 展开更多

关键词 长波平顺性 起拨量 精捣 有砟轨道 检测弦长

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高铁桥上有砟轨道梁端周期不平顺演变规律及道床支承状态检测方法 被引量：5

13

作者 徐旸 李毅 +3 位作者 赵一馨 戚志刚 郄录朝 尤明熙 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期39-46,共8页

针对高速铁路简支梁桥上有砟轨道梁端周期不平顺的形成机理及演变规律开展研究,重点分析环境温度对轨道周期不平顺的影响规律,并提出一种能快速检测有砟轨道枕下道床支承状态的方法(BDS法)。结果表明:环境温度荷载引起的梁端道砟滑移流... 针对高速铁路简支梁桥上有砟轨道梁端周期不平顺的形成机理及演变规律开展研究,重点分析环境温度对轨道周期不平顺的影响规律,并提出一种能快速检测有砟轨道枕下道床支承状态的方法(BDS法)。结果表明:环境温度荷载引起的梁端道砟滑移流变会导致梁端道床支承刚度不足,引起轨枕局部空吊,导致梁端轨道高低周期不平顺,且环境温度变化量越大,梁端轨道高低不平顺变化量越大;32 m简支梁有砟轨道梁端周期不平顺会引起脱轨系数最大值增加25.4%,平均值增大11.9%,轮重减载率最大值增大178.68%,平均值增大130.27%。BDS法可实现枕下道床支承状态的快速无损检测,可与小型捣固机配合对高铁有砟轨道梁端周期不平顺进行整治。 展开更多

关键词 高速铁路 有砟轨道 梁端周期不平顺 道床支承刚度 轨枕空吊

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