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A^(2)/O-BCO前置反硝化除磷中试的启动与优化运行

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环境科学学报 2024年第3期44卷 13-22页

作者：周庆国苏健陈东旭彭永臻西南交通大学土木工程学院成都610031 中铁建发展集团有限公司水处理技术研究中心北京100043 北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用国家工程实验室北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

为探究低C/N城镇污水处理在无外加碳源的情况下实现深度脱氮除磷的效能,试验以实际城镇生活污水为处理对象,搭建了日处理规模为100 m^(3)·d^(-1)的A^(2)/O-BCO前置反硝化除磷中试,并从中试快速启动、工况调整与优化、微生物群落分析等... 详细信息

为探究低C/N城镇污水处理在无外加碳源的情况下实现深度脱氮除磷的效能,试验以实际城镇生活污水为处理对象,搭建了日处理规模为100 m^(3)·d^(-1)的A^(2)/O-BCO前置反硝化除磷中试,并从中试快速启动、工况调整与优化、微生物群落分析等角度进行研究.结果表明,通过先在A^(2)/O单元与BCO单元中分别富集聚磷菌与硝化菌,再增加硝化液回流以富集反硝化除磷菌(DPAOs)的方式,可实现A^(2)/O-BCO前置反硝化除磷中试的快速启动.A^(2)/O单元厌氧/缺氧/好氧容积比调整为3∶5∶1,硝化液回流比设定为250%时,缺氧段对磷去除率的平均值达到95%,平均出水PO_(4)^(3-)-P浓度小于0.2 mg·L^(-1),出水TN小于11 mg·L^(-1).通过分子生物学分析发现,除磷菌(PAOs)与硝化菌丰度显著提高,Candidatus Accumulibacter的相对丰度从原始种泥的2%增加到14%,已被证实具有反硝化聚磷功能的Dechloromonas的相对丰度从原始种泥的2%增加到7%,BCO单元中的生物膜上,Nitrosomonas的相对丰度为5.91%,Nitrospira的相对丰度为7.58%.

关键词：低C/N城镇污水前置反硝化除磷中试规模无外加碳源快速启动

杭州淤泥质粉质黏土小应变硬化土模型参数试验及工程应用

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 303-315页

作者：孟瑞军中铁建设集团有限公司华东分公司江苏昆山215300

小应变硬化土(HSS)模型被广泛用于软土地区分析基坑开挖对周边环境的影响。淤泥质粉质黏土是一种高灵敏性土,对基坑开挖工程有很大影响。本文介绍HSS模型13个参数及其确定方法。选取杭州淤泥质粉质黏土,开展标准固结试验、三轴固结排水... 详细信息

小应变硬化土(HSS)模型被广泛用于软土地区分析基坑开挖对周边环境的影响。淤泥质粉质黏土是一种高灵敏性土,对基坑开挖工程有很大影响。本文介绍HSS模型13个参数及其确定方法。选取杭州淤泥质粉质黏土,开展标准固结试验、三轴固结排水试验、三轴固结排水加载—卸载—再加载试验和弯曲元试验等一系列室内试验,确定杭州淤泥质粉质黏土HSS模型参数的取值及其比例关系。依托杭州2个典型工程案例,分别建立基坑开挖三维有限元模型,分析围护结构深层水平位移和支撑轴力,并对比实测数据和数值模拟结果,验证杭州淤泥质粉质黏土HSS模型参数取值合理性。该研究可为淤泥质粉质黏土地层基坑开挖数值模拟HSS模型参数取值提供参考。

关键词：小应变硬化土模型基坑工程淤泥质粉质黏土室内试验数值模拟

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山岭铁路盾构隧道荷载及结构受力特性研究

铁道工程学报 2024年第2期41卷 61-67页

作者：符亚鹏豆留盼靳宝成王新东方勇中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 西南交通大学成都610031

研究目的:为研究山岭盾构隧道的荷载分布特征及其衬砌结构力学行为,依托某铁路工程,基于FLAC3D建立数值模型,研究山岭铁路大断面盾构隧道管片上的荷载分布及大小,分析不同影响因素下双层衬砌的内力分布特征。研究结论:(1)衬砌周边围岩... 详细信息

研究目的:为研究山岭盾构隧道的荷载分布特征及其衬砌结构力学行为,依托某铁路工程,基于FLAC3D建立数值模型,研究山岭铁路大断面盾构隧道管片上的荷载分布及大小,分析不同影响因素下双层衬砌的内力分布特征。研究结论:(1)衬砌周边围岩应力在盾构通过前后,有瞬间增大再减小再增大最后保持不变的趋势,且稳定后衬砌上竖向和侧向地层压力均呈两端大中间小形状分布;(2)隧道在不同赋存条件下应选用与其相适应的荷载计算理论,如在50 m埋深(Ⅴ级围岩)条件下宜采用普氏理论,100 m埋深(Ⅴ级围岩)条件下宜采用铁路隧道规范理论;当围岩条件较差及埋深较浅时荷载计算理论结果略微偏于不安全,当埋深较大以及围岩条件较好时荷载计算理论结果均偏保守;(3)双层衬砌结构中二次衬砌相比管片内力很小,且围岩稳定性对二次衬砌的受力特性影响较大;(4)本研究成果可为山岭盾构隧道结构设计提供技术支撑。

关键词：铁路盾构隧道荷载分布结构受力数值模拟

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盾构下穿引起的既有隧道沉降变形研究

力学季刊 2024年第3期 855-866页

作者：王理想刘四进王军段其广中铁十四局集团有限公司中国地质大学(武汉)工程学院

新建盾构隧道下穿会对既有隧道周围土体产生扰动，导致既有隧道产生较大的沉降变形．针对该工况，基于两阶段分析法，提出一种理论解析方法，以预测新建盾构隧道下穿引起的既有隧道的沉降变形．利用简化的随机介质理论，求解新建隧道开... 详细信息

新建盾构隧道下穿会对既有隧道周围土体产生扰动，导致既有隧道产生较大的沉降变形．针对该工况，基于两阶段分析法，提出一种理论解析方法，以预测新建盾构隧道下穿引起的既有隧道的沉降变形．利用简化的随机介质理论，求解新建隧道开挖引起的土体自由沉降，并将该沉降施加于既有隧道之上．将既有隧道简化为Timoshenko梁模型，利用Vlazov地基模型模拟隧道-土的相互作用，构建盾构下穿作用下既有隧道的沉降变形微分方程．利用有限差分法对沉降变形微分方程进行求解，得到既有隧道在盾构下穿作用下产生的沉降变形解答．结合两个工程案例，将理论解析结果与实测数据进行对比，验证了所提出的理论解析方法的合理性．对影响既有隧道沉降变形的三个关键参数进行分析，结果表明：既有隧道最大沉降与地层损失率之间呈线性关系，地层损失率越大沉降也越大；随着隧道夹角的减小，既有隧道的变形范围显著增大；增大新旧隧道轴线距离，能够显著减小隧道沉降．

关键词：盾构隧道沉降变形简化随机介质理论 Timoshenko梁隧道模型隧道开挖

基于时间序列聚类和粒模型的地面沉降模式分析

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岩土力学 2024年第S1期45卷 631-644页

作者：王楚鑫王迎超董传新武佩锋张政中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室中国矿业大学力学与土木工程学院中国铁路上海局集团有限公司合肥铁路枢纽工程建设指挥部

地面沉降是全球公认的重要灾害，不同受灾区域的地面沉降处于不同发展阶段，准确地认识地面沉降的发展是防治地面沉降灾害的关键。针对地面沉降各发展阶段的不同特征，提出了一种自适应聚类算法（improvedadaptivedensitypeak clusterin... 详细信息

地面沉降是全球公认的重要灾害，不同受灾区域的地面沉降处于不同发展阶段，准确地认识地面沉降的发展是防治地面沉降灾害的关键。针对地面沉降各发展阶段的不同特征，提出了一种自适应聚类算法（improvedadaptivedensitypeak clustering algorithm based on K-nearest neighbors，简称IADPC-KNN），结合粒模型理论，归纳总结了地面沉降发展模式及其映射规律。首先，采用动态时间弯曲方法（dynamic time warping，简称DTW）作为数据间的距离度量，将IADPC-KNN与其他5种聚类算法，在7个公开的数据集进行测试，结果表明IADPC-KNN具有较高精度及较好鲁棒性。其次，收集全球14个受灾区域的地面沉降监测数据，经过数据处理、序列提取、聚类分析、粒模型构建、规则归纳等步骤，得到4类地面沉降模式及其映射关系。最后，采用某地2017―2019年的监测数据进行验证，结果表明该地2018年以后的地面沉降模式有0.359 2的概率属于模式4，与实际沉降发展较吻合。该研究成果可为地面沉降灾害的预测与防控提供理论参考。

关键词：动态时间弯曲密度峰值聚类粒模型聚类地面沉降

基于XGBoost算法的公路隧道失稳风险评估模型及系统开发

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应用基础与工程科学学报 2024年第4期32卷 957-971页

作者：王迎超郭崟姜雯张政邹鹤民中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 青岛地铁集团有限公司山东青岛266100 中国铁路上海局集团有限公司合肥铁路枢纽工程建设指挥部安徽合肥230011 中铁十六局集团第三工程有限公司浙江湖州313000

为降低公路隧道建设过程中围岩掉块、塌方等灾害的发生,在充分发挥工程数据价值的基础上,建立了基于XGBoost算法的公路隧道失稳风险评估模型.选取岩体的风化程度、围岩级别、岩体完整程度、结构面结合程度、地下水出水情况和开挖方法共... 详细信息

为降低公路隧道建设过程中围岩掉块、塌方等灾害的发生,在充分发挥工程数据价值的基础上,建立了基于XGBoost算法的公路隧道失稳风险评估模型.选取岩体的风化程度、围岩级别、岩体完整程度、结构面结合程度、地下水出水情况和开挖方法共6个指标作为公路隧道失稳风险评估模型的指标,通过对各定性指标进行量化赋值来实现风险评估.引入混淆矩阵和准确率对失稳风险评估模型的测试集和预测集的训练效果进行检验.通过对比大华山隧道模型应用结果与实际工程结果,对所建立的风险评估模型进行了验证,验证结果二者呈现高度的一致性,成功预警了围岩失稳灾害的发生.基于Visual Basic自主开发了“公路隧道失稳风险评估系统”,实现了公路隧道建设过程中准确快速的失稳风险评估.

关键词：公路隧道失稳风险评估定性指标量化赋值机器学习 XGBoost算法预警系统

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大直径泥水盾构废弃浆渣处置及管理策略研究

现代隧道技术 2024年第1期61卷 229-235页

作者：吴言坤陈健李小冬苏秀婷清华大学土木水利学院北京100084 中铁十四局集团有限公司济南250101 中国铁建水下隧道工程实验室济南250101 中国海洋大学青岛266100

为了处理泥水盾构施工过程中产生的废弃浆渣,对大直径泥水盾构浆渣特性及处置方法进行总结分析,依托济南济泺路黄河隧道工程,对比分析不同废弃浆渣处理方法的功效。结果表明,絮凝沉淀与带式压滤处理效率最高,板框压滤处理后可直接外运,... 详细信息

为了处理泥水盾构施工过程中产生的废弃浆渣,对大直径泥水盾构浆渣特性及处置方法进行总结分析,依托济南济泺路黄河隧道工程,对比分析不同废弃浆渣处理方法的功效。结果表明,絮凝沉淀与带式压滤处理效率最高,板框压滤处理后可直接外运,但对环境有一定影响;针对粉质黏土地层,可考虑优先采用离心及压滤脱水相结合的处理技术。最后,从管理角度提出盾构浆渣处理及再利用的相关建议。

关键词：大直径盾构盾构浆渣减量化管理策略

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矩形截面两铰空间桁架拱平面内稳定性

建筑科学 2024年第7期40卷 157-165页

作者：侯思军中铁房地产集团(贵州)有限公司贵州贵阳550008

本文主要研究矩形截面圆钢管空间桁架圆弧拱的平面内稳定性,包括平面内一阶弹性屈曲,弹塑性稳定承载力和失稳机制的研究。首先,介绍了考虑剪切变形的一阶整体弹性屈曲荷载计算公式,并运用有限元验证了公式的适用性。其次,研究了空间桁... 详细信息

本文主要研究矩形截面圆钢管空间桁架圆弧拱的平面内稳定性,包括平面内一阶弹性屈曲,弹塑性稳定承载力和失稳机制的研究。首先,介绍了考虑剪切变形的一阶整体弹性屈曲荷载计算公式,并运用有限元验证了公式的适用性。其次,研究了空间桁架拱在径向均布荷载、全跨竖向均布荷载和半跨竖向均布荷载作用下的平面内稳定承载力。通过引入纯压正则化长细比和稳定系数,得到桁架拱的纯压平面内稳定曲线和设计公式,为压弯荷载作用下桁架拱的承载力设计方法的提出奠定了基础。结果表明:可以参考《钢结构设计标准》中的c类柱子曲线来评估纯压桁架拱的整体稳定性能。分析了空间桁架拱在压弯荷载作用下的破坏模式和相应的破坏机理,结果表明:破坏模式主要分为整体失稳、弦杆局部失稳和腹杆局部失稳,其中弦杆和腹杆局部失稳会显著降低拱的承载力。

关键词：空间桁架拱平面内稳定性设计方法

大盾构管片最不利上浮状态下三维形变特征模型试验方案设计

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中国铁道科学 2024年第2期45卷 101-112页

作者：李明宇王越李庆民陈健王承震蔺云宏田应飞郑州大学土木工程学院河南郑州450001 中国铁建水下隧道工程实验室山东济南250101 中铁十四局集团有限公司山东济南250101 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤。为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模... 详细信息

隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤。为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模型试验系统,对大直径管片最不利上浮状态下的瞬时变形进行分析。试验装置由围压加载装置和非均布上浮力加载装置组成,可实现单点或多点同步加卸载;模型试验采用不同刚度弹簧模拟上浮期隧道与地层之间的相互作用;根据相似理论对管片模型和连接螺栓进行精细化设计和加工;根据实际工程中试验段的围压对模型围压初始值进行换算,并将动、静态上浮力相结合,提出更符合工程实际的盾构隧道横、纵向上浮力分析模型。结果表明:在拱底非均布上浮力的作用下,拱底竖向位移和收敛变形沿纵向均近似呈对数正态分布,其最大值均出现在脱出盾尾后第3环;各环管片的收敛变形与拱底竖向位移近似呈线性关系,斜率介于0.63~1.49之间;模型试验结果与实测数据相吻合。研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计和施工提供一定的技术支持。

关键词：盾构隧道管片上浮三维形变模型试验非均布上浮力