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我国高原隧道制氧供氧技术现状与思考

隧道建设（中英文） 2021年第S2期41卷 36-42页

作者：王青松中铁二十局集团有限公司陕西西安710016 中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心陕西西安710016

为进一步提高我国高原隧道建设水平,结合已建典型高原隧道工程案例,对近年来我国高原隧道制氧、供氧技术相关研究成果进行总结分析,并对其存在的不足及发展方向进行讨论。已有研究成果主要体现在:1)变压吸附制氧工艺方法的改进完善、吸... 详细信息

为进一步提高我国高原隧道建设水平,结合已建典型高原隧道工程案例,对近年来我国高原隧道制氧、供氧技术相关研究成果进行总结分析,并对其存在的不足及发展方向进行讨论。已有研究成果主要体现在:1)变压吸附制氧工艺方法的改进完善、吸附剂的改良及小型便携式制氧装备的研发;2)整体上形成了优化隧道施工通风方案+洞外变压吸附制氧+洞内弥散式供氧+个人携带氧气瓶供氧的通风制氧方案;3)根据劳动等级,建立了针对隧道不同施工阶段的供氧量方案。目前仍存在的不足及发展方向主要包括:1)开发新型高效吸附剂仍是高原隧道供氧技术发展的最重要的途径;2)加强高原地区真实环境下工艺参数对制氧效率的影响及数学关系模型的研究;3)关注隧道掌子面空气质量及氧气实际体积分数,进一步完善不同施工阶段人员氧气需求标准,加强隧道通风方案阶段化的科学设计;4)进一步研发、推广高效电动型隧道施工装备。

关键词：隧道高原制氧变压吸附供氧

高应力炭质板岩隧道开挖支护结构受力评价研究

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科学技术与工程 2024年第4期24卷 1689-1698页

作者：胡涛涛高咸超王青松谢江胜涂鹏长安大学公路学院西安710064 中铁二十局集团有限公司西安710016 中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心西安710016

为探究高应力下炭质板岩隧道开挖过程中围岩位移、支护结构内力变化规律,依托渭武高速木寨岭公路隧道,采用有限差分软件FLAC3D建立三台阶七步开挖法下炭质板岩隧道的数值模型,提出强、中、弱3种支护方案;分析开挖距离对围岩位移、支护... 详细信息

为探究高应力下炭质板岩隧道开挖过程中围岩位移、支护结构内力变化规律,依托渭武高速木寨岭公路隧道,采用有限差分软件FLAC3D建立三台阶七步开挖法下炭质板岩隧道的数值模型,提出强、中、弱3种支护方案;分析开挖距离对围岩位移、支护结构内力等因素的影响,并对支护设计参数合理性评价。研究结果表明:开挖过程中围岩累计沉降和收敛变形量比较:强支护隧道开挖和支护结构的设计提供一定参考。

关键词：炭质板岩围岩位移支护结构内力数值模拟合理性评价

基于改进鼠群优化算法的起重机主梁轻量化设计

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机械设计 2024年第4期41卷 131-139页

作者：林伟朱豪洋陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南714000 中铁二十局集团有限公司中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心陕西西安710016

为提高元启发式算法求解桥式起重机主梁优化问题的寻优精度与效率,文中提出一种改进的鼠群优化算法(IRSO)。该算法采用Hénon混沌随机反向学习初始化种群,提高算法的初始寻优性能;在追逐行为中,引入随机反向学习和高斯变异混合策略对鼠... 详细信息

为提高元启发式算法求解桥式起重机主梁优化问题的寻优精度与效率,文中提出一种改进的鼠群优化算法(IRSO)。该算法采用Hénon混沌随机反向学习初始化种群,提高算法的初始寻优性能;在追逐行为中,引入随机反向学习和高斯变异混合策略对鼠群进行逐维学习,增强算法的全局搜索能力;在搏斗行为中,采用翻筋斗搏斗搜索策略更新鼠群位置,增强算法的局部搜索能力;在算法中引入自适应余弦控制因子,实现算法控制参数之间的动态平衡,提高算法的整体寻优能力。仿真结果表明:与其他算法相比,IRSO算法寻优能力更优、收敛精度更高、稳定性和鲁棒性更强;同时,IRSO算法可高效地解决桥式起重机主梁轻量化设计问题,减重效果可达20.72%,具有较好的工程实际应用能力。

关键词：鼠群优化算法 Hénon混沌随机反向学习翻筋斗搏斗策略自适应余弦控制因子主梁轻量化设计

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岩溶隧道突水机理研究

中国铁路 2023年第4期 1-8页

作者：王青松中铁二十局集团有限公司中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心陕西西安710016

岩溶隧道修建过程中极易发生突水灾害,是工程界的热点及难点问题。针对岩溶隧道突水机理进行讨论剖析,首先将其概化为灾害源、突水通道形成及防突层岩体破坏3个过程,并将岩溶隧道防突层破坏类型分为整体拉剪破坏、水力劈裂、充填体渗透... 详细信息

岩溶隧道修建过程中极易发生突水灾害,是工程界的热点及难点问题。针对岩溶隧道突水机理进行讨论剖析,首先将其概化为灾害源、突水通道形成及防突层岩体破坏3个过程,并将岩溶隧道防突层破坏类型分为整体拉剪破坏、水力劈裂、充填体渗透滑移、关键块体缺失以及综合型突水模式。结合典型案例并利用数值模拟或理论分析对相应的破坏机制进行研究,指出实际工程中的突水多为综合型突水模式,是多种突水类型相互联系、相互作用的综合结果,且不同突水类型在一定条件下存在相关的连续性和递进演化关系。

关键词：岩溶隧道突水机理数值模拟破坏机制

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半封闭空间单侧冷风幕效应数值模拟研究

中国铁路 2024年第1期 48-56页

作者：王青松任少强王平安谢江胜周扬杨立燃中铁二十局集团有限公司中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心陕西西安710016 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

受外部冷空气影响,寒区隧道冻害问题日益严重,为阻止外部冷空气流入隧道,提出以外部空气为空气源的冷风幕隔冷方式,并开展半封闭空间单侧设置冷风幕阻隔外部冷空气流动换热过程的数值模拟研究。数值模拟模型设置参考相关室内试验,通过... 详细信息

受外部冷空气影响,寒区隧道冻害问题日益严重,为阻止外部冷空气流入隧道,提出以外部空气为空气源的冷风幕隔冷方式,并开展半封闭空间单侧设置冷风幕阻隔外部冷空气流动换热过程的数值模拟研究。数值模拟模型设置参考相关室内试验,通过室内试验测试数据对数值模型进行验证后,利用数值模型研究风幕射流角度、射流速度、射流宽度对热压作用下冷风流入半封闭空间阻隔效果的影响。结果表明:射流角度为3°时,形成风幕形态较理想,半封闭空间平均温度较无风幕作用时有4~5℃的提高,此时增加风幕速度或宽度均会强化外部冷空气与半封闭空间内空气的换热,减弱风幕隔冷效果;射流角度为6°或9°时,风幕射流宽度需要与射流速度匹配,否则易出现风幕形态不理想,导致风幕隔冷失效。

关键词：寒区隧道冻害半封闭空间冷风幕数值模拟

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寒区工程调温用相变材料水泥性能试验研究

工业建筑 2023年第S2期53卷 717-721,712页

作者：王青松任少强王平安张丽影周扬中铁二十局集团有限公司西安710016 中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心西安710016 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

寒区工程常因冻土在环境扰动下融化而发生工程稳定性问题,本文提出通过相变材料水泥抵抗外部环境扰动从而调控冻土温度的方法。选择摩尔质量比97.0∶3.0的正癸醇-棕榈酸混合物、液态石蜡、石蜡微胶囊三种相变材料,分别制备了相变材料水... 详细信息

寒区工程常因冻土在环境扰动下融化而发生工程稳定性问题,本文提出通过相变材料水泥抵抗外部环境扰动从而调控冻土温度的方法。选择摩尔质量比97.0∶3.0的正癸醇-棕榈酸混合物、液态石蜡、石蜡微胶囊三种相变材料,分别制备了相变材料水泥试样,对试样进行了一维升温过程响应试验,并对试样导热系数、单轴抗压强度等进行了测试。试验结果表明,掺入正癸醇-棕榈酸、石蜡微胶囊(包括含减水剂)的相变水泥试样具有有效的调温能力,且随着相变材料掺量的增加试样调温能力增强;从制样过程、试样潜热吸收、调温效果等方面看,微胶囊形式结合的相变材料制备水泥试样优于直接结合方式制备的试样。

关键词：寒区工程相变材料水泥调温正癸醇-棕榈酸石蜡微胶囊

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高原隧道衬砌常见施工质量缺陷及防控措施

高原隧道衬砌常见施工质量缺陷及防控措施

2023年全国工程建设行业施工技术交流会

作者：王青松冀胜利赵小飞李曙光中铁二十局集团有限公司中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心

二衬是关乎隧道安全运营砌重要结构,二衬的施工质量直接影响着运营期隧道结构的安全性和耐久性。对高原地区隧道衬砌结构常见的质量问题及形成原因进行了详细分析,具体包括蜂窝麻面、烂根、错台、施工冷缝、强度厚度不足、背后脱空等,... 详细信息

二衬是关乎隧道安全运营砌重要结构,二衬的施工质量直接影响着运营期隧道结构的安全性和耐久性。对高原地区隧道衬砌结构常见的质量问题及形成原因进行了详细分析,具体包括蜂窝麻面、烂根、错台、施工冷缝、强度厚度不足、背后脱空等,并主要从原材料的质量控制、二衬施工工艺的控制以及机械化配套施工三方面提出了提高隧道衬砌质量的对应措施,以期为相关人员提供参考和借鉴。

关键词：高原隧道工程衬砌二衬质量缺陷措施

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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一种改进的自适应免疫遗传算法

工业控制计算机 2022年第12期35卷 61-63页

作者：张欢中铁二十局集团有限公司陕西西安710016 中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心陕西西安710016

为了解决免疫遗传算法(IGA)存在的“停滞”问题和“早熟”问题,提出了一种改进的自适应免疫遗传算法(IAIGA)。首先通过在IGA中加入疫苗动态自适应提取策略以及交叉和变异操作的自适应策略对其进行改进,然后分别采用IGA和IAIGA对6组基准... 详细信息

为了解决免疫遗传算法(IGA)存在的“停滞”问题和“早熟”问题,提出了一种改进的自适应免疫遗传算法(IAIGA)。首先通过在IGA中加入疫苗动态自适应提取策略以及交叉和变异操作的自适应策略对其进行改进,然后分别采用IGA和IAIGA对6组基准函数进行了寻优仿真实验,比较了两种算法在搜索全局最优解、优化精度和收敛速度上的差别,最终结果表明,IAIGA可解决IGA存在的“早熟”和“停滞”问题,收敛速度更快,收敛稳定性更好,寻优精度更高。

关键词：免疫遗传算法交叉和变异疫苗动态自适应策略

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一种新型智能化隧道衬砌台车力学特征研究

铁道建筑技术 2022年第2期 67-71页

作者：王青松中铁二十局集团有限公司陕西西安710016 中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心陕西西安710016

本文以陕西眉太高速太白山隧道为工程依托,利用数值模拟并结合现场实测对某新型智能化隧道衬砌台车作业过程中的动态、静态力学特征进行研究,结果表明:(1)台车结构存在局部应力集中,总体结构安全可靠,且有较大优化空间;(2)边模浇筑过程... 详细信息

本文以陕西眉太高速太白山隧道为工程依托,利用数值模拟并结合现场实测对某新型智能化隧道衬砌台车作业过程中的动态、静态力学特征进行研究,结果表明:(1)台车结构存在局部应力集中,总体结构安全可靠,且有较大优化空间;(2)边模浇筑过程中台车变形最大,其中模板底部最大变形量为6.6 mm,建议对衬砌台车进行结构分析时要考虑混凝土初凝作用,而不是单次全环加载;(3)隧道现场实测结果表明混凝土凝固过程中发生膨胀,使得台车主体结构受力增加,增幅约为20%,建议在台车设计中要适当考虑混凝土凝固过程的影响。

关键词：智能化衬砌台车力学特征数值模拟监测