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基于三维激光扫描的矿山法隧道超欠挖及平整度智能化检测

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铁路技术创新 2024年第2期 99-105页

作者：齐成龙中国铁路设计集团有限公司土建工程设计研究院天津300308

为了提高矿山法隧道施工过程中的超欠挖及平整度检测水平,将三维激光扫描与其他信息化手段结合,取得了一定的研究成果。但是,超欠挖检测主要采用断面法实现,未充分发挥三维技术优势;平整度检测主要通过最大凹凸点到拟合平面的距离进行计... 详细信息

为了提高矿山法隧道施工过程中的超欠挖及平整度检测水平,将三维激光扫描与其他信息化手段结合,取得了一定的研究成果。但是,超欠挖检测主要采用断面法实现,未充分发挥三维技术优势;平整度检测主要通过最大凹凸点到拟合平面的距离进行计算,不符合现行规范的靠尺法要求。针对上述问题,利用切割、去噪、补全、降采样等算法,进行激光扫描点云预处理;通过聚类及BPA算法,将点云转化为空间三角网;借助三角网格投影及棱柱体体积积分,统计三维超欠挖情况;综合运用k-d树和八叉树算法,模拟靠尺法平整度计算流程,完成三维平整度计算。在实际工程项目中进行应用验证,最终实现矿山法隧道施工阶段的智能化超欠挖和平整度检测。

关键词：隧道点云平整度超欠挖靠尺法 k-d树智能化检测

循环剪切作用下土工袋组合体动力特性试验研究

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振动工程学报 2024年第2期37卷 336-345页

作者：方斌昕刘斯宏鲁洋陈爽张勇敢张呈斌河海大学水利水电学院江苏南京210098 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

土工袋具有承载力高、阻尼大、造价低等诸多优点,是一种适用于村镇地区中、低层房屋的减/隔震材料。通过开展室内循环剪切试验对土工袋组合体的剪切应力⁃剪切应变关系、动力特性参数以及抗剪强度进行分析讨论,探究不同竖向应力与剪切应... 详细信息

土工袋具有承载力高、阻尼大、造价低等诸多优点,是一种适用于村镇地区中、低层房屋的减/隔震材料。通过开展室内循环剪切试验对土工袋组合体的剪切应力⁃剪切应变关系、动力特性参数以及抗剪强度进行分析讨论,探究不同竖向应力与剪切应变幅值条件下土工袋组合体动剪切模量与等效阻尼比的变化规律,同时研究了循环次数对土工袋组合体动力特性参数以及抗剪强度参数的影响。试验结果表明:在小变形情况下,土工袋组合体的峰值剪切应力和动剪切模量随着循环次数的增加而逐渐增大,等效阻尼比则随着循环次数的增加而逐渐减小;在大变形情况下,土工袋组合体发生层间滑移并出现界面软化现象,此时的峰值剪切应力(抗剪强度)随着循环次数的增加而逐渐减小,动力特性参数随循环次数的变化与小变形情况下完全相反。随着循环次数的增加,土工袋组合体的抗剪强度参数似摩擦角逐渐减小,似黏聚力逐渐增大并趋于稳定。在剪切应变幅值较大的情况下,土工袋组合体通过袋内土体的剪切变形以及土工袋层间滑移产生摩擦耗能,具有较好的减振消能效果。

关键词：土工袋循环剪切试验动力特性动剪切模量等效阻尼比抗剪强度

基于北斗系统的地表与地下一体式沉降监测新方法

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灾害学 2024年第1期39卷 69-74页

作者：韩文斌于永堂孙茉郑建国欧阳山中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 中联西北工程设计研究院有限公司陕西西安710077 西安建筑科技大学交叉创新学院陕西西安710055 机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710021

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测,研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术,监测原理如下:在稳定区域设置北斗基准点... 详细信息

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测,研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术,监测原理如下:在稳定区域设置北斗基准点,在监测区域设置工作基点与监测点;工作基点处的北斗卫星接收机与静力水准仪安装至同一桩上,北斗卫星接收机观测工作基点处静力水准仪的绝对沉降;监测点处的静力水准仪与分层沉降标同轴连接,分层沉降标将深层沉降引至地面由静力水准仪观测;北斗系统与静力水准系统同步采集数据,数据经时间同步后分别得到工作基点和监测点的绝对沉降量。该新方法成功解决了大面积沉降监测中面临的非稳定工作基点校测问题,实现了对地质体地表与地下沉降的远程和实时监测。

关键词：北斗卫星定位系统静力水准系统沉降监测分层沉降

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雅万高速铁路隧道设计与施工创新实践

铁道技术标准（中英文） 2024年第4期6卷 33-41页

作者：韩华轩孟庆余苗壮席博阳中国铁路设计集团有限公司土建工程设计研究院天津300308

作为全产业链“走出去”第一单的旗舰项目,雅万高铁隧道工程面临高烈度地震、火山灰堆积地层膨胀软弱岩土、强降雨、地表建(构)筑物敏感等难题。当地大断面隧道工程设计及施工经验极度匮乏,没有相关工程案例可供参考。本文通过分析项目... 详细信息

作为全产业链“走出去”第一单的旗舰项目,雅万高铁隧道工程面临高烈度地震、火山灰堆积地层膨胀软弱岩土、强降雨、地表建(构)筑物敏感等难题。当地大断面隧道工程设计及施工经验极度匮乏,没有相关工程案例可供参考。本文通过分析项目隧道工程的特点和难点,研究两国技术标准的差异,将中国隧道工程技术标准做了本地化适应性调整;结合工点的实际情况,因地制宜地进行工艺、工法改进和创新,制定简化双侧壁工法、海外大直径盾构隧道工法等基于中国技术标准的解决方案,并成功地付诸实施,取得较为理想的效果。本文可为境外隧道工程设计和施工提供借鉴和参考。

关键词：雅万高铁火山堆积地层技术标准抗震本地化简化双侧壁工法大直径盾构

动力集中动车组运用检修设施机辆融合的总平面布置方式探讨

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铁道机车车辆 2024年第2期44卷 124-129页

作者：李豫张正舟欧阳鹏夏海龙肖威中国国家铁路集团有限公司工程设计鉴定中心北京100844 中国铁路设计集团有限公司天津300142

动力集中动车组以其编组形式、运维方式的特殊性,对管理模式、作业方式、设施配置等提出了新的要求。文中通过对动力集中动车组运维需求及作业流程进行分析,结合动力集中动车组、机车、车辆作业特点,对机辆融合的运用整备设施总平面的... 详细信息

动力集中动车组以其编组形式、运维方式的特殊性,对管理模式、作业方式、设施配置等提出了新的要求。文中通过对动力集中动车组运维需求及作业流程进行分析,结合动力集中动车组、机车、车辆作业特点,对机辆融合的运用整备设施总平面的布置原则、优化措施及设置方案进行了研究,探讨了机辆融合对运用检修设备配置的影响。

关键词：动力集中动车组总平面布置运用检修

考虑夯锤姿态特性的夯沉量单目视觉测量方法研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 927-938页

作者：高乔裕金银龙刘全张宏阳梅龙喜武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310010

夯沉量是反映强夯地基加固质量的关键指标,人工测量方法不仅投入高、效率低下,且施工安全无法保障。为此,基于单目摄影测量提出一种强夯夯沉量非接触测量方法,实现了强夯夯沉量的高效测算。深入分析并科学定义了适用于单目视觉监测的夯... 详细信息

夯沉量是反映强夯地基加固质量的关键指标,人工测量方法不仅投入高、效率低下,且施工安全无法保障。为此,基于单目摄影测量提出一种强夯夯沉量非接触测量方法,实现了强夯夯沉量的高效测算。深入分析并科学定义了适用于单目视觉监测的夯沉量定义;基于夯锤标识的旋转不变性,提取表征夯锤姿态的特征点几何信息,结合视觉成像基本原理,构建了测算夯锤三维姿态的数值方程,求解得到夯锤特征点的三维坐标;在施工现场对所提方法进行工程实测,并通过多余观测对解算结果进行优化尝试。试验及工程应用结果表明,本方法具有精度高、速度快、稳健性强等特点,可有效应用于强夯施工质量监测关键指标参数夯沉量的自动解算,为当前强夯夯沉量自动化监测技术的进步提供了一个新的方向和手段。

关键词：夯沉量监测单目视觉测量夯锤位姿旋转不变性

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大型岔管内螺旋流涡带数值分析研究

水利学报 2024年第7期55卷 827-837页

作者：申艳姜姿云杨利宋蕊香王薇郭苗华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024

岔管部件广泛应用于常规水电站、抽水蓄能电站等重要水力发电工程。大型岔管(D主≥6 m)由于岔管外形,肋板结构及内部流态三因素耦合可能导致螺旋流涡带,其对岔管的水力损失具有不可忽略的消极后果。本文基于经典k-ε湍流模型联合考虑实... 详细信息

岔管部件广泛应用于常规水电站、抽水蓄能电站等重要水力发电工程。大型岔管(D主≥6 m)由于岔管外形,肋板结构及内部流态三因素耦合可能导致螺旋流涡带,其对岔管的水力损失具有不可忽略的消极后果。本文基于经典k-ε湍流模型联合考虑实际岔管材料壁面粗糙率,构建了考虑壁面真实粗糙度的钢岔管内部流态k-ε湍流模型。计算结果与实验数据对比验证了本文构建数值模型的有效性及准确性。随后采用导流叶片策略有效消除了大型岔管内的螺旋流涡带现象。研究结果表明:多导流叶片优化方案可有效减少和消除大型岔管中的螺旋流态,并减少岔管水力损失。具体地,对岔管支管路中不同流量工况,优化后的主管路部分流线分布均匀,最大流速位于岔管支管路弯管(内弯)附近;优化后岔管肋板两端涡旋流态基本消除。对岔管支管流量不均匀工况,支管路内螺旋流涡带流态明显减缓,只存在少量螺旋流态。本文研究结果可对岔管水力优化设计及相近研究领域提供一定参考。

关键词：计算流体力学螺旋流涡带导流叶片水力损失水力优化数值研究大型岔管

西部高山峡谷区复杂工程地质条件下重大滑坡成生规律及灾变演化机理研究进展

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地质力学学报 2024年

作者：张世殊胡新丽章广成李亚博刘欣宇徐庆尧冉从彦赵小平中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司中国地质大学(武汉)工程学院

我国西部水电工程大多位于高山峡谷内，复杂的工程地质条件导致峡谷库岸滑坡灾害分布广泛。在西部西部高山峡谷水电工程区工程地质特征的基础上，分析了地形、地质构造、滑体物质、坡体结构和水文地质条件与滑坡成生发育关系，总结了典... 详细信息

我国西部水电工程大多位于高山峡谷内，复杂的工程地质条件导致峡谷库岸滑坡灾害分布广泛。在西部西部高山峡谷水电工程区工程地质特征的基础上，分析了地形、地质构造、滑体物质、坡体结构和水文地质条件与滑坡成生发育关系，总结了典型滑坡类型、特征及其灾变演化力学机制。结果表明：（1）西部高山峡谷滑坡以坡度30°～50°、高程超过1000m，体积超过100万m3的岩质滑坡为主；（2）三叠纪、奥陶纪和志留纪地层是典型的易滑地层；（3）降雨和水库蓄水导致侵蚀基准面抬升、侵蚀范围扩大，库区水位的反复升降导致涉水滑坡体前缘岩土体性质降低；（4）西部高山峡谷区滑坡主要分为以牵引式滑坡、推移式滑坡、复合式滑坡为主的堆积层滑坡，以及顺层岩质滑坡、溃屈型岩质滑坡、反倾岩质滑坡和座落式滑坡为主的岩质滑坡，其演化过程不同、滑坡灾变机理有所差异。研究成果对西部高山峡谷区滑坡识别、监测、预警以及防治具有一定的指导意义。

关键词：西部高山峡谷区库岸滑坡成生规律滑坡类型演化机理破坏力学机制

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基于PFC的单节理岩石裂缝演化数值模拟

清华大学学报（自然科学版） 2024年第7期64卷 1238-1251页

作者：范星宇刘海明王希辉王美乾吴永红丁文云昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 中国电力建设集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明650051 中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司昆明650500

岩石中普遍存在各向异性裂隙,其中单节理作为一种简单基础的裂隙结构,其力学行为研究可为评价和预测更复杂岩石体系的力学性能奠定基础。为研究单节理岩石的微观裂缝演化机制与规律,探究其对宏观力学参数和破坏特征的影响,该文以滇中引... 详细信息

岩石中普遍存在各向异性裂隙,其中单节理作为一种简单基础的裂隙结构,其力学行为研究可为评价和预测更复杂岩石体系的力学性能奠定基础。为研究单节理岩石的微观裂缝演化机制与规律,探究其对宏观力学参数和破坏特征的影响,该文以滇中引水工程大理段香炉山隧洞的节理岩体为研究对象,采用二维颗粒流数值程序对完整岩石和单节理岩石进行单轴压缩模拟试验,分析节理长度及倾角的变化对宏观力学参数和破坏特征的影响。结果表明:单节理岩石的节理越长、倾角越小,单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量越小;节理越长,节理倾角对峰值应力、峰值应变和弹性模量的敏感性越高;试样大多呈张拉破坏,裂纹萌生顺序为翼裂纹、剪切裂纹、次生剪切裂纹和远场裂纹;随着节理倾角增大,起裂位置由节理中部向尖端转移,起裂方向由垂直于节理倾向转为平行于节理倾向;节理长度越长,破坏形成的主拉裂纹越少,裂纹类型越简单,翼裂纹起裂越早,剪切裂纹起裂越晚。

关键词：单节理岩体离散元法裂纹扩展破坏机制