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基于点云数据的盾构隧道错台量自动检测技术研究

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现代隧道技术 2025年第1期62卷 83-91页

作者：周斌奉建军温晓凯冉弥高速铁路建造技术国家工程研究中心长沙410075 中国中铁股份有限公司北京100039 中铁科学研究院集团有限公司成都610032 中铁西南科学研究院有限公司成都611731 四川省交通勘察设计研究院有限公司成都610017

错台是盾构隧道中常见的一种病害,为了检测盾构隧道中的错台病害问题,提出一种基于点云数据的错台量自动检测方法:将隧道三维激光点云数据展开为二维灰度图,利用图像处理和霍夫变换自动识别环缝位置,提取环缝两侧的横断面点云,采用改进... 详细信息

错台是盾构隧道中常见的一种病害,为了检测盾构隧道中的错台病害问题,提出一种基于点云数据的错台量自动检测方法:将隧道三维激光点云数据展开为二维灰度图,利用图像处理和霍夫变换自动识别环缝位置,提取环缝两侧的横断面点云,采用改进的最小二乘算法进行断面拟合,最后通过断面套合计算错台量。研究结果表明,该方法能够准确检测管片环缝两侧的错台量,整体检测精度在5mm以内,人工复核的准确率在90%以上,该方法为盾构隧道错台量的自动化检测提供了有效手段。

关键词：盾构隧道错台点云数据霍夫变换断面拟合

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不同建植措施在干旱区铁路建植技术中的应用研究

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安徽农业科学 2025年

作者：孔令伟王诚苗学云程佳李凯崇米维军中铁西北科学研究院有限公司天水师范学院

围绕银西高速铁路沿线植被恢复问题,探讨了在极端环境条件下,超吸水无纺布（SAF）与保水剂（SAP）等人工辅助建植技术的应用效果,并通过对比分析,确定适于促进植被生长及水土保持的建植策略。结果表明:SAF措施下的植株高度主要集中在1.1... 详细信息

围绕银西高速铁路沿线植被恢复问题,探讨了在极端环境条件下,超吸水无纺布（SAF）与保水剂（SAP）等人工辅助建植技术的应用效果,并通过对比分析,确定适于促进植被生长及水土保持的建植策略。结果表明:SAF措施下的植株高度主要集中在1.16～1.30 m,显示出相对稳定的生长模式;SAP和KB（对照）措施下的植株高度分布呈现出双峰曲线,但SAP措施下的植株高度偏低,体现出一定的受限性,而KB的数据分布范围最广,体现出较高的变异性。不同辅助建植措施下,植被覆盖度、植被存活率和土壤养分均表现为SAF>SAP>KB;SAF措施下的土壤侵蚀模数最小,为412 t/（km2·a）。相较于KB措施,SAF和SAP措施在减少土壤侵蚀方面的效果较为显著,分别实现了44.40%和27.94%的降幅。综合考虑,建议在西北干旱半干旱地区的植被恢复项目中优先采用超吸水无纺布辅助建植技术,以提升植被生长的稳定性和水土保持效益。

关键词：干旱区建植措施超吸水无纺布保水剂土壤侵蚀模数

山地齿轨列车轮对–轨道系统瞬态滚动接触模拟研究

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铁道科学与工程学报 2025年

作者：郏殿祥么超凡杨吉忠陈志辉赵鑫温泽峰西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室中车唐山机车车辆有限公司转向架技术中心中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院

一般铁路轮轨黏着牵引受限于黏着极限，爬升坡度有限，齿轨列车以齿轮齿条啮合驱动提供更大牵引力，可爬升上山地更大坡度。基于显式有限元法，建立120‰平直坡道山地齿轨列车轮对–轨道系统瞬态接触有限元分析模型，将结构几何、弹性... 详细信息

一般铁路轮轨黏着牵引受限于黏着极限，爬升坡度有限，齿轨列车以齿轮齿条啮合驱动提供更大牵引力，可爬升上山地更大坡度。基于显式有限元法，建立120‰平直坡道山地齿轨列车轮对–轨道系统瞬态接触有限元分析模型，将结构几何、弹性变形和系统振动等复杂因素考虑在内，瞬态接触由基于罚函数的“面–面”接触算法求得，于时域内重现齿轮驱动模式下齿轨列车与轨道间瞬态动力相互作用模拟。基于设计型面，分析了不同牵引/制动力与运行速度下轮轨接触/轮齿啮合力、齿面应力及接触斑内相对滑移等的时变规律，提出了基于解析有限元法的齿轮齿条系统动态时变啮合刚度求解方法，通过与渐开线齿轮特性和解析法啮合刚度结果对照验证了模型的可靠性。研究结果表明：列车在齿轮驱动模式下平稳运行时，坡道法向力主要由轮轨接触提供，牵引力全部由轮齿啮合提供，轮齿啮入啮出冲击给系统以持续性动态激励，从而制约着齿轮牵引模式下的列车最高运行速度。轮齿啮合刚度因单/双齿啮合转变而呈现周期性变化，齿轮侧啮合刚度比齿条侧更大，齿条离散支撑造成了齿条侧啮合刚度呈现另一个相对低频的周期性变化，齿轮齿条总啮合刚度在1600MN/m和600 MN/m间动态波动。啮合力、接触面积、齿面应力以及啮合刚度均与牵引系数正相关，牵引系数从0.1增至0.3，齿面接触面积均值增加20%，总啮合刚度均值仅增大4%。未来可进一步在本模型中引入齿面磨耗和疲劳损伤，为研究非理想齿形下轮对–轨道系统瞬态啮合行为提供有效分析工具。

关键词：动态时变啮合刚度齿面应力分布山地齿轨列车轮齿瞬态啮合显式有限元法

含氮HRB400E螺纹钢的组织性能与强化机理分析

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材料与冶金学报 2025年

作者：毛昀惬李阳孙萌王禹程徐光姜周华东北大学冶金学院华菱涟源钢铁有限公司技术中心

本研究以HRB400E螺纹钢为研究对象，通过金相显微镜（OM）、高温共聚焦显微镜（HT-CLSM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）分析了氮在HRB400E螺纹钢组织性能的影响机理。结果表明，随着钢中氮含量由0.011%提高至0.021%，钢中晶粒尺... 详细信息

本研究以HRB400E螺纹钢为研究对象，通过金相显微镜（OM）、高温共聚焦显微镜（HT-CLSM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）分析了氮在HRB400E螺纹钢组织性能的影响机理。结果表明，随着钢中氮含量由0.011%提高至0.021%，钢中晶粒尺寸明显细化，组织均匀性提高，珠光体比例由48.6%降至42.3%，大角度晶界占比由51.3%提高至59.6%，相变点由589℃提升至619℃。在含氮0.021%的钢中，析出相的析出温度提高，在升温过程中析出相的回溶后滞，这些细小弥散的析出相钉扎奥氏体晶界，抑制了奥氏体晶粒的长大，提高了显微组织中铁素体的比例。力学性能的分析结果显示，随着氮含量的提高，屈服强度由448.1 MPa提高到495.2 MPa，抗拉强度由644.1 MPa提高到677.6 MPa，延伸率由35.3%降低至29.3%，断面收缩率由65.3%降低至60.9%，通过公式计算得到固溶强化、细晶强化与析出强化增量明显提高，位错强化增量略有降低，屈服强度计算值提高。氮含量的提高显著改善了螺纹钢的强度，尽管韧性有所下降，但仍然符合HRB400E螺纹钢断后延伸率在16%以上的韧性指标要求。

关键词：螺纹钢奥氏体微观组织断口形貌力学性能

超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工交界面温度场研究——以北京东六环改造工程冻结联络通道为例

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隧道建设(中英文) 2025年

作者：李明王磊崔灏陈红蕾孙长松杨哲煤炭科学研究总院北京中煤矿山工程有限公司矿山深井建设技术国家工程研究中心中铁十四局集团大盾构工程有限公司

为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场，以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响，以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景，采用现场实测和数值模拟的方法，对土体... 详细信息

为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场，以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响，以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景，采用现场实测和数值模拟的方法，对土体与管片交界面温度场及交界面冻结壁厚度等进行分析。结果表明：冻结过程冻结管前部的非循环段长度会显著影响交界面处的冻结效果，交界面冻结壁厚度随非循环段长度增加而减小，在北京东六环工况下，冻结管间距为1 m时，非循环段长度达到450 mm冻结壁即无法在56 d内闭合；单排管叠加冻结能显著提高交界面的冻结壁厚度及冻结管容许最大非循环段长度，而等管距的环形单圈冻结同直线单排管冻结无明显差距；冻结交界面为弧形时，交界面冻结壁厚度与管片为平面时相比显著增加，非循环段长度为300 mm时，上壁厚度比平面管片时增加了15%，下壁和侧壁则增加了35%，可以认为管片弧度对交界面冻结有利；研究表明冻结壁与隧道管片交界面位置是冻结壁薄弱位置，在冻结施工中应尽量减小不循环段的长度并重点关注交界面处温度变化，积极冻结及开挖过程中应对交界面位置做好保温，防止施工过程中交界面位置化冻引起地下水击穿冻结壁造成涌水涌砂事故。

关键词：冻结法超大直径盾构隧道界面温度场联络通道数值模拟

青藏铁路工程走廊多年冻土对全球气候变化的响应

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中国铁道科学 2018年第1期39卷 1-7页

作者：杨永鹏孟进宝韩龙武李勇蔡汉成朱兆荣中铁西北科学研究院有限公司技术中心甘肃兰州730000

针对受全球气候转暖影响青藏铁路沿线年平均气温逐年上升的环境变化,基于青藏铁路沿线不同区域内多年来的气象及地温监测资料,进行青藏铁路工程走廊气候要素演化及多年冻土对全球气候变化响应的研究。结果表明:青藏铁路工程走廊内气温... 详细信息

针对受全球气候转暖影响青藏铁路沿线年平均气温逐年上升的环境变化,基于青藏铁路沿线不同区域内多年来的气象及地温监测资料,进行青藏铁路工程走廊气候要素演化及多年冻土对全球气候变化响应的研究。结果表明:青藏铁路工程走廊内气温基本以年均0.03℃的速度升高;年降水量大部分在250~450mm之间,且呈波动增大变化趋势;冻结指数和融化指数逐年增大,暖冬现象明显;地面温度升温速率达0.06℃·年-1,是气温升温速率的1.34倍;沿线多年冻土区2007年至2013年间天然上限抬升的仅占9%,而天然上限下降的占91%;地基多年冻土不同深度处地温均在升高,距离上限较近的地温升温速率普遍最大,多年冻土退化主要为自上而下;唐古拉山以北多年冻土退化较唐古拉山以南明显。

关键词：青藏铁路工程走廊多年冻土气候变化响应升温退化

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共中心点离散化（CMPD）地震采集技术

石油地球物理勘探 2025年第01期 54-63页

作者：李东安邹启伟邓光校王梅生北京世纪金道石油技术开发有限公司中国石油辽河油田公司中国石化西北油田分公司研究院

反射波地震勘探因采用多次覆盖技术以及稀疏、规则的采集方式而被广泛应用。但因随机介质普遍存在并与层状地层共生，单一观测系统、室外检波器组合以及共中心点（CMP）采集已显示出诸多弊端。为此，基于全波场地震勘探理念，考虑到地... 详细信息

反射波地震勘探因采用多次覆盖技术以及稀疏、规则的采集方式而被广泛应用。但因随机介质普遍存在并与层状地层共生，单一观测系统、室外检波器组合以及共中心点（CMP）采集已显示出诸多弊端。为此，基于全波场地震勘探理念，考虑到地震波背向散射需要通过单节点、高密度、随机的炮、检点布设实现非规则空间采样的要求，提出了共中心点离散化（CMPD）地震采集技术。首先，简要回顾信号采样和空间采样定理、随机采样和压缩感知理论；其次，明确了CMPD的应用范围及实现方式，例如，规则排列采用炮、检点局部随机布设，非规则排列采用炮道密度控制的布设，时移地震采集采用无桩号布设等；最后，从减少采集脚印、压制规则噪声、增加散射波能量、方便多面元的处理、实现多态式地震波成像等多方面分析了CMPD的作用与特征。试验结果表明，CMPD地震采集技术采用随机、非规则采集方式提升了地震波背向散射的品质，对推进多观测系统采集、时移地震采集、多面元处理、波场分离处理有一定借鉴意义。

关键词：全波场地震勘探共中心点离散化采集设计观测系统随机采样时移地震采集压缩感知

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基于LEAP模型的西北地区能碳预测及低碳发展路径：以青海省某县域为例

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环境科学 2025年

作者：叶欣魏子杰沈群张念武姚艳霞黎刚刚张中申程杰郝郑平龙源(北京)碳资产管理技术有限公司中国科学院上海高等研究院中国科学院大学环境材料与污染控制技术研究中心

根据青海省某典型地区2016～2022年能源消费等统计数据，对该地区历史能源消费结构和二氧化碳排放情况进行核算。基于LEAP模型构建基准、节能和低碳这3种情景，进一步预测分析了不同情景下该地区2023～2035年的能源需求和碳排放情况。... 详细信息

根据青海省某典型地区2016～2022年能源消费等统计数据，对该地区历史能源消费结构和二氧化碳排放情况进行核算。基于LEAP模型构建基准、节能和低碳这3种情景，进一步预测分析了不同情景下该地区2023～2035年的能源需求和碳排放情况。结果表明在基准情景下，区域能源需求总量持续上升，碳排放量呈现先上升后下降的趋势，预计在2025年左右实现达峰；在充分挖掘区域节能减排潜力、加快推进产业和能源消费结构绿色转型的条件下，该区域能源需求及碳排放未来能够实现显著下降。综合考虑二级情景的贡献，无论是从短期还是长期，终端能源利用效率的提升都将是该地区控制能源需求总量的最有效选择，需求侧的节能潜力释放将有效降低单位生产总值的能耗强度，预计2035年的节能贡献率达到59.1%；能源消费结构的优化转型是控制碳排放总量持续下降的关键，需要利用自然资源禀赋大力发展清洁能源、提高电气化水平实现供给侧的清洁低碳化，低碳情景下2035年单位GDP碳排放强度较2020年下降70%左右。

关键词： LEAP模型能源消费碳排放情景分析青海省

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铁路防洪重大风险分析与管控措施

路基工程 2025年

作者：夏逖俊王加一蒋帅王平孟晓康国家铁路局安全技术中心中铁二院工程集团有限责任公司中铁二十局集团第五工程有限公司

深入分析历史水害铁路交通事故原因，总结防洪安全形势，分析防洪安全风险，研究确定铁路防洪重大风险情形、危险源清单、风险管控要点；提出实施铁路防洪重大风险清单化管控、加强工程化整治措施、管控汛期旅客列车安全风险、推进科技... 详细信息

深入分析历史水害铁路交通事故原因，总结防洪安全形势，分析防洪安全风险，研究确定铁路防洪重大风险情形、危险源清单、风险管控要点；提出实施铁路防洪重大风险清单化管控、加强工程化整治措施、管控汛期旅客列车安全风险、推进科技防灾技术创新应用和加强汛期人防措施主动性对策思考，力求科学辨识管控防洪重大风险，推动防洪工作由防止事故向超前防控安全风险转变。

关键词：铁路防洪风险辨识风险管控科技创新超前防控工程化整治行车安全铁道工务