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城市轨道交通列车噪声在线监测系统开发及应用
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作者 徐赞 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第10期260-263,共4页
[目的]随着城市轨道交通的快速发展与扩张,列车运营年限的延长导致噪声污染问题日益显著,对乘客的乘车体验和健康造成了严重影响,并直接影响到轨道交通企业的品牌形象和服务质量。因此,有必要对列车运行过程中的噪声进行采集与监测,以... [目的]随着城市轨道交通的快速发展与扩张,列车运营年限的延长导致噪声污染问题日益显著,对乘客的乘车体验和健康造成了严重影响,并直接影响到轨道交通企业的品牌形象和服务质量。因此,有必要对列车运行过程中的噪声进行采集与监测,以便有针对性地对噪声进行治理,使治理效果达到最大化。[方法]结合了噪声传感器、STM32单片机、4G传输模块、KeilμVision5、Python、OneNET云平台等硬件和软件资源,基于物联网技术设计并开发了一套针对城市轨道交通列车的噪声在线监测系统。[结果及结论]该系统已成功应用于昆明地铁4号线进行测试验证,其实现了对列车内噪声的实时监测,具有采样周期短、数据精确度高、数据丢失率和延迟率低等优势。对于超出国家标准的噪声水平,系统能够及时发出预警,有效满足了设计预期目标。该系统还能够运用到其他环境噪声监测领域,为环境噪声治理提供依据,提升居民生活品质,推动城市可持续发展。 展开更多
关键词 城市轨道交通 噪声 在线监测 云平台
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考虑IPSO优化的CNN-LSTM盾构掘进参数混合预测模型 被引量:1
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作者 朱仔旭 施成华 +4 位作者 陈海勇 雷明锋 王祖贤 张明书 周天顺 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2690-2702,共13页
为辅助盾构机设备操作人员提前预测获知前方掘进参数变化,减小经验预判诱发盾构事故风险,进一步提升盾构机智能化掘进和自动化作业水平,以武汉市轨道交通12号线越江隧道泥水盾构掘进监测数据为依托,建立基于卷积神经网络(convolutional ... 为辅助盾构机设备操作人员提前预测获知前方掘进参数变化,减小经验预判诱发盾构事故风险,进一步提升盾构机智能化掘进和自动化作业水平,以武汉市轨道交通12号线越江隧道泥水盾构掘进监测数据为依托,建立基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)-长短期记忆人工网络(long short-term memory, LSTM)的混合模型。提出一种改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization, IPSO)自主优化混合预测模型的超参数,并以历史机-地耦合状态指标为输入,未来掘进参数为输出,实现了盾构掘进参数(刀盘转速、推进速度、总推进力和刀盘扭矩)的预测。研究结果表明,IPSO算法能够有效抑制超参数寻优早熟收敛,经过梯度优化迭代过程后能够取得CNN-LSTM混合模型的全局最优超参数,适应度寻优幅度较PSO算法提升223.281%。混合预测模型超参数优化后的预测误差更接近于0误差线上下振荡,4种掘进参数的平均绝对百分比误差Fmape分别由4.069%、38.004%、4.482%和10.618%降低至1.406%、6.246%、1.533%和4.465%,预测精度普遍提高2倍以上,误差波形也更加平稳。IPSO-CNN-LSTM混合模型预测具备较高的精度和跟随性,在一些峰值错动比较大的位置都具有较好的表现,掘进参数的综合预测精度均能达到95%以上,决定系数R2保持在0.9以上,预测值和目标值具有较高的线性相关性,所提出的模型能够为实际工程掘进参数预测提供指导,进一步提升盾构掘进智能建造水平。 展开更多
关键词 泥水盾构 掘进参数 神经网络 智能预测 超参数优化
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高墩大跨连续刚构桥梁动力冲击系数研究 被引量:1
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作者 韦倩 覃亮 +1 位作者 王宁波 户东阳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期209-216,共8页
移动荷载作用下动力冲击问题与桥梁设计、运营维护密切关联,涉及桥梁结构建造经济性与服役安全性。当前的众多研究主要聚焦车辆过桥的动力放大,而单个车辆过桥行为的动力放大系数往往并不等同于桥梁设计阶段采用的动载系数。论文基于车-... 移动荷载作用下动力冲击问题与桥梁设计、运营维护密切关联,涉及桥梁结构建造经济性与服役安全性。当前的众多研究主要聚焦车辆过桥的动力放大,而单个车辆过桥行为的动力放大系数往往并不等同于桥梁设计阶段采用的动载系数。论文基于车-桥-墩耦合系统模型动力响应数值仿真计算,给出桥梁动力冲击系数(bridge impact factor,BIF)的定义和计算方法。针对某高墩大跨梁桥,开展BIF计算和影响因素研究,分析限行速度、路面平整度等对BIF的影响。结果表明:BIF是与桥梁状态相关的固有特征参数,和桥梁的容许荷载、限行速度、路面平顺性等因素密切相关;BIF随着限行速度增大而增大,但当限行速度超过最不利速度时,BIF则保持不变;路面不平度对BIF有更显著的影响,随着路面不平度的增加,BIF进一步放大;当桥面发生恶化时,可以实施桥面铺装修复或限速限载来确保BIF在允许范围内。该研究揭示了桥梁BIF取值及衍化规律,可为同类型桥梁设计及运维管理提供指导与参考。 展开更多
关键词 高墩桥梁 动力冲击系数 车辆过桥 数值计算
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浅埋岩溶地层溶腔与地铁隧道不同位置关系下的施工力学特性
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作者 陈俊 何绪虎 +3 位作者 王祥 谷文军 陈兵 王士民 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期119-125,132,共8页
[目的]溶腔与新建隧道位置关系复杂。地铁隧道围岩中的溶腔会影响隧道洞内施工及地面环境安全。对此有必要探明溶腔与隧道不同位置关系下对地铁隧道施工的力学特性。[方法]采用ANSYS有限元软件建立数值模型,对隧道洞周位移、初期支护受... [目的]溶腔与新建隧道位置关系复杂。地铁隧道围岩中的溶腔会影响隧道洞内施工及地面环境安全。对此有必要探明溶腔与隧道不同位置关系下对地铁隧道施工的力学特性。[方法]采用ANSYS有限元软件建立数值模型,对隧道洞周位移、初期支护受力、溶腔位移、溶腔应力及地面沉降进行分析。[结果及结论]溶腔的形成会使原地层应力场发生改变,溶腔周边一定范围地层应力得到释放。不同溶腔位置下隧道开挖后初期支护结构受力规律基本相同,溶腔的存在不明显改变初期支护结构的最终受力。对于溶腔顶底部最大位移差,拱底溶腔工况最大,拱顶溶腔工况次之,拱腰溶腔工况最小。无溶腔工况、拱顶溶腔工况、拱腰溶腔工况及拱底溶腔工况下,地面沉降最大值分别为5.37 mm、4.24 mm、4.84 mm、4.42 mm。不同位置溶腔不影响地面沉降变化的总体趋势。 展开更多
关键词 地铁 隧道 施工力学特性 浅埋岩溶地层 溶腔位置 隐伏溶洞
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基于SRM法的直剪作用下不同随机节理倾角岩体尺寸效应研究
5
作者 牙兰开 刘远明 +4 位作者 陈庆芝 王忠星 张策 王义乾 田茂亮 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期217-230,共14页
【目的】旨在揭示不同倾角区间的随机节理对岩体破坏特征、抗剪强度和剪切模量尺寸效应的影响规律。【方法】利用PFC 2D离散元软件的SRM技术,结合分形理论和Monte Carlo方法,对不同尺寸、内嵌随机节理的类岩体进行数值模拟直剪试验。【... 【目的】旨在揭示不同倾角区间的随机节理对岩体破坏特征、抗剪强度和剪切模量尺寸效应的影响规律。【方法】利用PFC 2D离散元软件的SRM技术,结合分形理论和Monte Carlo方法,对不同尺寸、内嵌随机节理的类岩体进行数值模拟直剪试验。【结果】结果表明:(1)岩体抗剪强度随内嵌随机节理倾角区间的增大均呈现“S”型非线性特征,且最小值多出现在15°~30°区间,最大值均在60°~75°区间。(2)不同尺寸的内嵌随机节理倾角区间变化对岩体破坏影响效果相似。低倾角区间出现明显的优势破坏面和次优势破坏面,随着倾角区间增大,其应力集中发生向节理中部转移,两优势破坏面的优势发生转换。(3)随机节理倾角区间变化显著影响岩体抗剪强度和剪切模量的尺寸效应,且对岩体抗剪强度尺寸效应的影响大于对剪切模量尺寸效应的影响。【结论】研究了相同尺寸条件下内嵌随机节理倾角区间变化对节理岩体抗剪强度及破坏特征的影响和不同尺寸条件下内嵌随机节理倾角区间变化对节理岩体抗剪强度和剪切模量尺寸效应的影响,为岩体力学性质的预测和工程应用提供了重要的参考价值。 展开更多
关键词 SRM法 PFC 随机节理 直剪试验 尺寸效应 抗剪强度 力学性能
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富水岩溶地区新建隧道对上跨既有隧道渗流场及应力场的影响机制
6
作者 莫小兵 郝世全 +3 位作者 李伟 郭辉 邹俊鹏 马彩霞 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期151-159,共9页
富水岩溶地层中新建隧道跨越既有隧道施工时,区域渗流场及应力场发生变化,导致新建隧道以及既有隧道的安全性受到威胁,存在隧道渗涌水及结构失稳的风险。通过有限元-离散元耦合方法(FDEM)孔隙-应力渗流模型研究了地下水水位变化对杨木... 富水岩溶地层中新建隧道跨越既有隧道施工时,区域渗流场及应力场发生变化,导致新建隧道以及既有隧道的安全性受到威胁,存在隧道渗涌水及结构失稳的风险。通过有限元-离散元耦合方法(FDEM)孔隙-应力渗流模型研究了地下水水位变化对杨木岭隧道开挖后隧道模型渗流场、应力场和位移场的影响,以及隧道模型中天然裂缝密度变化对渗流场和位移场的影响。结果表明:杨木岭隧道开挖后周围孔隙水压力形成降落漏斗,随着地下水水位的升高,降落漏斗范围增大;隧道模型的最大水平位移和最大压应力随着地下水水位的升高而增大,最大竖直位移和最大拉应力则减小;考虑天然裂隙分布时,孔隙水压力的分布受裂缝密度和位置的影响显著,且孔隙水压力越小的区域,裂缝的阻碍效果愈加明显,同时天然裂缝对隧道模型中水平位移的分布有较大影响,且裂缝越靠近隧道影响越明显。 展开更多
关键词 富水岩溶区 隧道 流固耦合 渗流场 应力场 天然裂缝 有限元-离散元耦合方法(FDEM)
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土岩复合地层地铁隧道爆破振动与环境噪声传播特性
7
作者 徐赞 《工程爆破》 北大核心 2025年第2期139-147,共9页
为控制地铁隧道爆破施工对地表建(构)筑物产生的不利影响,以昆明地铁1号线西北延暗挖隧道开挖爆破为研究对象,通过现场爆破振动和爆破噪声同步监测以及信号分析手段,研究地铁隧道爆破振动和噪声传播特性。结果表明:选用考虑多因素的振... 为控制地铁隧道爆破施工对地表建(构)筑物产生的不利影响,以昆明地铁1号线西北延暗挖隧道开挖爆破为研究对象,通过现场爆破振动和爆破噪声同步监测以及信号分析手段,研究地铁隧道爆破振动和噪声传播特性。结果表明:选用考虑多因素的振速预测模型可提升振速预测精度;爆破振动和爆破噪声声压的持续时间大致相同,其中地表竖向振动与爆破噪声声压具有较强的关联性,两者在时程曲线和时-能密度曲线的多个波峰上存在时序上的对应;爆破振动与爆破噪声声压的FFT主频及能量集中分布范围大致相同,功率谱密度显示爆破振动和噪声的能量均集中在小于100 Hz的低频区域;城区隧道爆破应同步评价振动和噪声水平,并基于双指标考量爆破方案的合理性。 展开更多
关键词 地铁隧道 爆破振动 爆破噪声 传播特性 安全标准
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贵阳地铁盾构隧道下穿高速铁路沉降规律
8
作者 杨超 刘远明 +3 位作者 刘凯 田茂亮 程家军 王忠星 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2100-2110,共11页
盾构隧道穿越高速铁路会对铁路轨道、路基等构筑物沉降产生影响,严重影响高速铁路的运行。为研究贵阳地区盾构隧道下穿高速铁路对框架箱涵、路基和高铁轨道沉降规律的影响和适用于贵阳地区的盾构施工参数,依托贵阳轨道交通3号线,建立土... 盾构隧道穿越高速铁路会对铁路轨道、路基等构筑物沉降产生影响,严重影响高速铁路的运行。为研究贵阳地区盾构隧道下穿高速铁路对框架箱涵、路基和高铁轨道沉降规律的影响和适用于贵阳地区的盾构施工参数,依托贵阳轨道交通3号线,建立土层-框架涵-道床-轨道的模型,分析在石灰岩中盾构施工对框架涵、既有高铁轨道和路基的沉降规律,并且对盾构施工参数进行优化。结果表明:盾构隧道下穿框架涵,框架涵的横向沉降和纵向沉降呈“W”形,从沉降曲线整体来看,沉降曲线呈“双蝶状”曲线,掘进过程中框架涵沉降峰值为1.805 mm;盾构机穿越路基和隧道贯通时会引起路基沉降的突变,随着开挖的进行,路基沉降会产生沉降峰值的转移,路基沉降峰值为1.753 mm;高铁轨道沉降曲线随着开挖呈现单个峰值且沉降槽的宽度与框架桥宽度大致相同,轨道沉降的峰值为1.41 mm;通过分析8种盾构掘进压力和8种注浆压力对路基沉降的影响规律可知,注浆压力较掘进压力对沉降具有较好的控制效果,并且随着注浆压力的提升,路基表面沉降峰值在减小,注浆压力为800 kPa时,路基表面沉降峰值为1.355 mm,变形率最大为20.7%,经分析,将盾构机的注浆压力和掘进压力分别设置为400 kPa和100 kPa。 展开更多
关键词 盾构隧道 沉降 框架桥涵 铁轨 路基 盾构参数
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矿渣和黄磷渣粉磨性能和胶凝性能对比试验
9
作者 华腾飞 和振海 +4 位作者 孙印国 刘云 陈雪峰 陈静 张峰 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期1021-1031,共11页
为了验证云南省生产的黄磷渣作为辅助胶凝材料的可行性,本文对比研究了矿渣和黄磷渣的粉磨性能和胶凝性能,并对它们作为辅助胶凝材料的性能进行了分析比较。结果表明,矿渣和黄磷渣具有相似的化学成分和矿物相,经历相同粉磨时间后,矿渣... 为了验证云南省生产的黄磷渣作为辅助胶凝材料的可行性,本文对比研究了矿渣和黄磷渣的粉磨性能和胶凝性能,并对它们作为辅助胶凝材料的性能进行了分析比较。结果表明,矿渣和黄磷渣具有相似的化学成分和矿物相,经历相同粉磨时间后,矿渣和黄磷渣的粒径分布、比表面积和微观形貌相似。矿渣和黄磷渣比表面积的增大促进了水泥的水化,提高了矿渣和黄磷渣自身活性,且在相似比表面积下,矿渣的活性高于黄磷渣。矿渣和黄磷渣的加入对水泥胶砂的后期强度有很大贡献,水泥胶砂的后期强度随着矿渣和黄磷渣比表面积的增大逐渐增大。当矿渣和黄磷渣比表面积为340和521 m^(2)/kg时,单掺30%(质量分数)矿渣和黄磷渣的水泥胶砂28 d抗压强度分别为46.5和47.3 MPa,均大于纯水泥胶砂。当矿渣和黄磷渣比表面积分别为775和802 m^(2)/kg时,水泥胶砂28 d抗压强度分别为58.7和50.9 MPa。总的来说,本研究中黄磷渣是一种可利用的具有较高活性的辅助胶凝材料,但应注意黄磷渣对水泥基材料的缓凝作用。 展开更多
关键词 矿渣 黄磷渣 粒径分布 强度 水化热 辅助胶凝材料
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TRC粘弹性阻尼器高层结构风振控制分析
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作者 康艳武 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第2期73-79,共7页
本研究采用时域分析法,基于Davenport风速谱,使用线性滤波法中的自回归模型生成脉动风速时程,与对应楼层的平均风速叠加后转换为风压时程逐层施加到结构上,建立的无控结构、TRC粘弹性阻尼器减振结构和黏滞阻尼器减振结构进行风振响应分... 本研究采用时域分析法,基于Davenport风速谱,使用线性滤波法中的自回归模型生成脉动风速时程,与对应楼层的平均风速叠加后转换为风压时程逐层施加到结构上,建立的无控结构、TRC粘弹性阻尼器减振结构和黏滞阻尼器减振结构进行风振响应分析,验证粘弹性阻尼器在小应变动力荷载下的加速度和位移控制效果。 展开更多
关键词 粘弹性阻尼器 时域分析 风振响应
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考虑地层变异性的新建隧道下穿引起既有盾构隧道纵向变形的随机分析方法 被引量:11
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作者 施成华 郑晓悦 +2 位作者 王祖贤 陈海勇 孙影杰 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期500-512,共13页
沿盾构隧道纵向的地层变异不可避免,现有对于新建隧道引起既有盾构隧道纵向变形计算的解析模型大多将隧道下卧土体视为均质地基,忽略了地层变异性。本文针对新建隧道施工引发的既有盾构隧道纵向变形问题,构建考虑地层变异性的盾构隧道... 沿盾构隧道纵向的地层变异不可避免,现有对于新建隧道引起既有盾构隧道纵向变形计算的解析模型大多将隧道下卧土体视为均质地基,忽略了地层变异性。本文针对新建隧道施工引发的既有盾构隧道纵向变形问题,构建考虑地层变异性的盾构隧道纵向力学解析模型,基于随机场理论,结合蒙特卡罗模拟策略提出隧道下穿引起既有盾构隧道纵向变形的随机分析方法。依托1个工程案例,基于所建立的盾构隧道纵向变形随机分析方法,开展新建隧道下穿施工影响下既有盾构隧道纵向变形随机分析,并与实测结果进行对比。最后,分析地层刚度变异系数和水平波动距离对既有盾构隧道纵向变形的影响规律。研究结果表明:地层变异性对盾构隧道纵向变形的影响不可忽略;地层刚度变异系数对既有隧道纵向位移均值和离散程度影响较敏感,地层刚度变异系数对可靠度指标的影响较显著。 展开更多
关键词 盾构隧道 纵向变形 解析模型 可靠度
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基于3D激光感知的隧道爆破参数优化设计方法 被引量:1
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作者 肖清华 袁浩 +4 位作者 夏金选 欧小强 臧熙玮 钟德超 刘志强 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期8-15,共8页
为解决隧道爆破质量控制困难的问题,探究新型爆破参数优化方法,提出一种3D激光扫描技术与BP神经网络相结合的实时优化方法,对隧道爆破超欠挖感知及其后续钻爆参数进行实时修正,构建现场扫描方法、数据处理、点云提取与超欠挖图像等工作... 为解决隧道爆破质量控制困难的问题,探究新型爆破参数优化方法,提出一种3D激光扫描技术与BP神经网络相结合的实时优化方法,对隧道爆破超欠挖感知及其后续钻爆参数进行实时修正,构建现场扫描方法、数据处理、点云提取与超欠挖图像等工作程序,建立BP神经网络模型、算法并确定模型参数。通过试验验证表明:1)将3D激光扫描技术应用于隧道爆破超欠挖质量感知中切实可行,与人工测量结果吻合较好,具有快速、实时和准确的优点;2)采用3D激光扫描方法能够对隧道爆破后的断面轮廓线进行精确评测,在获取爆破超欠挖的精细数据后,通过样本学习完成模型训练能推理出较为合理的爆破参数,改进后的优化方案使平均超挖降低54.8%。 展开更多
关键词 隧道 3D激光扫描 BP神经网络 爆破参数优化 超欠挖识别
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加载速率影响下板裂化脆性岩石失稳破坏试验研究 被引量:2
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作者 金爱兵 陈龙 +2 位作者 吴顺川 郭沛 孙贝贝 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1215-1225,共11页
深部脆性岩体开挖常发生板裂破坏,并可能进一步发生片帮剥落、岩爆等工程灾害,严重威胁深埋隧(巷)道施工安全。在深部岩体工程中,受构造应力、开挖条件和工程扰动等因素的影响,岩体开挖后应力重分布的速率、来压快慢均存在差别。为探究... 深部脆性岩体开挖常发生板裂破坏,并可能进一步发生片帮剥落、岩爆等工程灾害,严重威胁深埋隧(巷)道施工安全。在深部岩体工程中,受构造应力、开挖条件和工程扰动等因素的影响,岩体开挖后应力重分布的速率、来压快慢均存在差别。为探究加载速率对板裂围岩失稳破坏的影响,采用脆性岩石加工成的板裂试样进行单侧限单轴压缩试验,对不同加载速率下试样宏观破裂、强度特性、声发射(AE)特征以及能量机制进行综合研究。结果表明:(1)低加载速率下试样发生大块剥落,整体失稳并发生分离,高加载速率下试样未发生大块分离,但有小块动力弹射现象;(2)低频、高幅信号的增多及b值的变化表明试样产生了突发式的裂纹失稳扩展,且这个过程中大小尺度破裂不断交替产生;(3)在平稳加载阶段,高加载速率使试样AE活动更加剧烈,而临近失稳及失稳破坏阶段则相反,且低加载速率下低频信号、大尺度破裂事件占比更大。因不同开挖方案、施工方法导致的围岩应力重布快慢差异,在工程上会导致围岩发生板裂后,进一步诱发不同模式破坏。 展开更多
关键词 板裂 声发射 脆性岩石 参数分析 破坏模式
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物元可拓法在引水隧洞围岩稳定性评价中的应用 被引量:6
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作者 张书豪 艾亚鹏 +2 位作者 陈健 靳春玲 姬照泰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期10-18,共9页
为预防和控制引水隧洞中围岩失稳事故的发生,将物元可拓法应用于围岩稳定性评价中。以滇中引水工程为背景,选取滇中引水工程某隧洞段,构建引水隧洞围岩稳定性评价指标体系,划分围岩等级,选用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis, G... 为预防和控制引水隧洞中围岩失稳事故的发生,将物元可拓法应用于围岩稳定性评价中。以滇中引水工程为背景,选取滇中引水工程某隧洞段,构建引水隧洞围岩稳定性评价指标体系,划分围岩等级,选用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis, GRA)和因子分析法(Factor Analysis, FA)组合确定权重,基于物元可拓模型进行引水隧洞围岩稳定性评价,以期减少目前评价方法中一些不相容现象及其他问题所带来的影响,从而提升长距离特大输水工程围岩稳定性等级评价的精度。结果表明,GRA-FA-物元可拓模型围岩稳定性评价结果与实际等级基本相符,与逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)相比,预测评价精度从62.5%提升到87.5%,准确性提升了约25百分点。因此,GRA-FA-物元可拓模型相较以往的评价模型可以更全面和客观地进行引水隧洞围岩稳定性评价,可为其他长距离特大引水工程施工风险评价提供理论支撑。 展开更多
关键词 安全工程 滇中引水工程 围岩稳定性 灰色关联分析法 因子分析法 物元可拓模型
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基于混合深度学习方法的大直径泥水盾构隧道掌子面压力预测研究 被引量:1
15
作者 韩东 张明书 +2 位作者 陶赞旭 雷宇 吴贤国 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第11期2181-2189,共9页
为提高盾构模型预测性能,以武汉长江隧道大直径泥水盾构隧道工程为背景和数据来源,基于图卷积网络(GCN)和长短期记忆神经网络(LSTM)构建掌子面压力预测模型,利用贝叶斯优化算法(BO)对预测模型的关键超参数进行寻优。采用SHAP方法对预测... 为提高盾构模型预测性能,以武汉长江隧道大直径泥水盾构隧道工程为背景和数据来源,基于图卷积网络(GCN)和长短期记忆神经网络(LSTM)构建掌子面压力预测模型,利用贝叶斯优化算法(BO)对预测模型的关键超参数进行寻优。采用SHAP方法对预测模型进行全局解释,计算每个输入参数对预测目标的Shapley值,提高模型的解释度和透明度。研究结果表明:1)所提出的BO-GCN-LSTM方法在各历史时间步长下均具有较高的精度,拟合优度(R 2)平均值为0.943,均方根误差(E RMSE)平均值为0.245,平均绝对误差(E MAE)平均值为0.173,平均绝对百分比误差(E MAPE)平均值为1.183%。2)在历史时间步长t-1—t-10中,时间步长t-3的R 2、E RMSE、E MAE、E MAPE分别为0.953、0.233、0.159、1.151%,运行速率为1.7次/s,表现出最佳整体预测性能。3)通过SHAP方法进行全局解释,可以确定对研究目标影响较大的参数为气垫舱压力、进出排浆压力和刀盘挤压力差,为大直径泥水盾构隧道掌子面压力管控提供有价值的决策依据。基于BO-GCN-LSTM深度学习模型可以有效预测隧道掌子面压力,有助于盾构驾驶员做出合理的参数调整。 展开更多
关键词 大直径泥水盾构 混合深度学习 隧道掌子面压力 BO-GCN-LSTM SHAP
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氮掺杂介孔碳对含Pb(Ⅱ)隧洞施工废水的吸附性能 被引量:1
16
作者 蒲小平 段鹏昌 +3 位作者 秦云 凌涛 熊鹰 刘媛媛 《工业水处理》 CSCD 北大核心 2024年第1期148-156,共9页
采用硬模板法制备氮掺杂介孔碳,分别采用比表面积分析仪、透射电镜、红外光谱仪和X射线光电子能谱分析表征材料结构及理化性质。将该材料应用于对2种隧洞施工废水中Pb(Ⅱ)的吸附,研究pH、反应时间对吸附效果的影响以及反应动力学、等温... 采用硬模板法制备氮掺杂介孔碳,分别采用比表面积分析仪、透射电镜、红外光谱仪和X射线光电子能谱分析表征材料结构及理化性质。将该材料应用于对2种隧洞施工废水中Pb(Ⅱ)的吸附,研究pH、反应时间对吸附效果的影响以及反应动力学、等温模型。研究发现,该体系的吸附动力学与二级动力学方程基本一致,其吸附特性与Langmuir和Temkin等温模型相适应。实验结果与表征结果表明,材料吸附Pb(Ⅱ)的过程涉及到静电作用、孔道扩散等物理吸附以及表面含氮官能团与Pb(Ⅱ)的化学吸附。2种废水中基于Langmuir模型的最大吸附量分别为493.5 mg/g和603.9 mg/g。吸附材料可通过HCl处理实现有效再生与重复利用。 展开更多
关键词 介孔碳 氮掺杂 隧洞施工废水 吸附
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废旧混凝土再生材料在沥青混凝土中的稳定化利用研究 被引量:5
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作者 郭汝涛 黄选银 +2 位作者 马彩霞 张国华 陈宗武 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期138-149,共12页
为实现废旧混凝土的便捷、高效再利用,在分析不同粒径范围再生材料的宏、微观性质特征及其沥青混凝土主要工程性能的基础上,确定可克服再生粗骨料性质缺陷的再生材料适用粒径范围以及该粒径范围再生材料在沥青混凝土中的利用方案。结果... 为实现废旧混凝土的便捷、高效再利用,在分析不同粒径范围再生材料的宏、微观性质特征及其沥青混凝土主要工程性能的基础上,确定可克服再生粗骨料性质缺陷的再生材料适用粒径范围以及该粒径范围再生材料在沥青混凝土中的利用方案。结果表明:随着再生材料粒径的减小,由砂浆-碎石界面间隙、裂缝以及砂浆层内部孔隙、裂纹引起的再生粗骨料材料性质不佳以及性质变异性大的问题得到了显著改善,尤其当再生材料以粉状存在时,其材料性质非常均匀,因此建议将废旧混凝土以再生粉料的形式进行循环利用;引入高碱性水泥与再生粉料配合使用可消除再生粉料因SiO_(2)含量较高对沥青混凝土性能潜在的不利影响,再生粉料与水泥体积比为3∶1时可制备出水稳定性、高低温性能以及疲劳性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)要求的沥青混凝土。 展开更多
关键词 废旧混凝土 再生骨料 再生粉料 沥青混凝土 稳定化利用
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正交异性钢桥面ECO混凝土-SMA铺装层层间性能研究 被引量:2
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作者 张爱品 马林东 +2 位作者 高英杰 申成庆 周德 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期48-55,共8页
为了解正交异性钢桥面改性聚氨酯(ECO)混凝土-沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)铺装层层间性能的影响因素,以贵州金仁桐高速公路桐梓河特大桥为背景进行研究。建立该桥面结构有限元模型,计算常温15℃与高温60℃下,不同铺装厚度、桥面纵坡下铺... 为了解正交异性钢桥面改性聚氨酯(ECO)混凝土-沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)铺装层层间性能的影响因素,以贵州金仁桐高速公路桐梓河特大桥为背景进行研究。建立该桥面结构有限元模型,计算常温15℃与高温60℃下,不同铺装厚度、桥面纵坡下铺装层层间最大剪应力、法向拉应力,并对ECO混凝土-SMA钢桥面铺装层层间应力简化计算方法进行拟合研究。结果表明:相同铺装层厚度及桥面纵坡下,60℃时的铺装层层间应力比15℃时略小。不考虑桥面纵坡时,层间最大剪应力与层间最大法向拉应力均随铺装层厚度的增大而减小。铺装层层间应力随桥面纵坡的增大而增大。拟合得到平坡时的层间应力简化计算公式计算结果与有限元计算结果的平均误差仅为3.1%,经纵坡修正后的计算结果与有限元计算结果误差均在10%以内,所提公式可用于铺装层层间应力的粗略预测。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面铺装层 改性聚氨酯混凝土 沥青玛蹄脂碎石混合料 层间性能 影响因素 简化计算方法 有限元法
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黏土-金属界面剪切黏附特性试验研究 被引量:1
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作者 陈海勇 孙影杰 +3 位作者 施成华 王祖贤 郑晓悦 周天顺 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3873-3886,共14页
为解决高黏性地层盾构刀盘结泥饼而导致盾构掘进不畅的问题,针对高岭土、蒙脱土和伊利土3种典型黏土,采用多功能联合扭转剪切试验仪,通过不固结不排水剪切黏附试验系统性探究稠度指数、法向应力、黏粒含量、旋转速率等因素对土壤-金属... 为解决高黏性地层盾构刀盘结泥饼而导致盾构掘进不畅的问题,针对高岭土、蒙脱土和伊利土3种典型黏土,采用多功能联合扭转剪切试验仪,通过不固结不排水剪切黏附试验系统性探究稠度指数、法向应力、黏粒含量、旋转速率等因素对土壤-金属界面剪切黏附特性的影响规律,分析3种黏土界面黏附特性的差异性。同时建立高岭土剪切黏附强度与显著影响因素的回归模型,并通过预测值与实测值对比验证回归方程的准确性。进一步采用正交试验探究稠度指数、法向应力、黏粒含量、旋转速率和圆盘材料对高岭土剪切黏附强度的影响规律及其显著性水平。研究结果表明:随着稠度指数的减小,高岭土、蒙脱土、伊利土剪切黏附强度均呈“钟型曲线”变化,即先增大再减小,最后趋于稳定;当稠度指数为1.2时,剪切黏附强度达到峰值;稠度指数减小到0.6时,剪切黏附强度稳定在10 kPa左右;在3种典型黏土中,蒙脱土黏附潜能最大,法向应力为300 kPa时,蒙脱土剪切黏附峰值强度分别是高岭土和伊利土的2.2和2.8倍。剪切黏附强度与法向应力和旋转速率近似呈线性正相关,且法向应力和旋转速率对蒙脱土剪切黏附强度的影响最为显著;剪切黏附强度可近似认为由剪切破裂面上的黏聚力和摩擦阻力组成,高黏粒含量土体的剪切黏附强度主要来源于黏聚力,摩擦阻力贡献较小,但摩擦阻力贡献占比随法向应力的增大而提高;随着土体中黏粒含量降低,剪切黏附强度构成中摩擦阻力逐渐占据主导作用。这些因素影响显著性排序从大到小依次为稠度指数、法向应力、黏粒含量、旋转速率、圆盘材料。研究结果可为进一步优化高黏性地层盾构刀盘泥饼防治措施提供参考。 展开更多
关键词 黏土-金属界面 剪切黏附强度 高黏性地层 正交试验 回归分析
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基于组合赋权的白云岩隧洞超前支护综合评价 被引量:1
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作者 陈光友 王占宇 +4 位作者 陈健 晏启祥 龚凡 代崇锐 何复生 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第11期233-239,246,共8页
为解决滇中引水工程剧烈砂化白云岩隧洞超前小导管支护效果不佳、超挖超耗严重等问题,通过数值模拟计算了以超前小导管长度、环向间距、循环进尺为因素设计的正交工况。根据数值模拟计算结果,基于主客观组合赋权对围岩变形、结构受力和... 为解决滇中引水工程剧烈砂化白云岩隧洞超前小导管支护效果不佳、超挖超耗严重等问题,通过数值模拟计算了以超前小导管长度、环向间距、循环进尺为因素设计的正交工况。根据数值模拟计算结果,基于主客观组合赋权对围岩变形、结构受力和施工成本等指标进行了综合评价。研究结果表明:增大超前小导管长度和减小循环进尺分别可以有效控制拱顶沉降和隧洞侧壁收敛,结构受力受循环进尺影响程度最大,小导管长度和循环进尺对施工成本的影响稍大。结合综合评价以及现场试验结果,在依托工程的剧烈砂化白云岩地层条件下,超前小导管支护参数宜为长度3 m、环向间距0.2 m、钢架间距0.6 m、循环进尺1.8 m,经监测该参数组合下围岩稳定性良好,掉块现象减少,超挖控制效果增强。 展开更多
关键词 数值模拟 组合赋权 正交试验 超前小导管 砂化白云岩
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