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盾构隧道衬砌缺损移动扫描检测方法研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 75-79页

作者：巩健中国铁路设计集团有限公司天津300251

研究目的:衬砌缺损病害状况是盾构隧道健康状态评估的重要参考依据。传统人工巡检方法受环境和人为因素影响大、检测效率低且易发生漏检。车载移动扫描技术已在隧道收敛和错台等结构病害检测中得到应用,本文充分发挥其“多方面应用”的... 详细信息

研究目的:衬砌缺损病害状况是盾构隧道健康状态评估的重要参考依据。传统人工巡检方法受环境和人为因素影响大、检测效率低且易发生漏检。车载移动扫描技术已在隧道收敛和错台等结构病害检测中得到应用,本文充分发挥其“多方面应用”的特点,研究利用该技术获取的三维激光点云准确、快速地检测隧道衬砌缺损病害的方法,用以辅助运维管理部门及时掌握相关信息开展修缮工作。研究结论:(1)对盾构隧道激光点云采用圆柱模型建立投影关系可实现三维点云向二维图像的跨模态转换,有效提升数据处理效率;(2)将点云的位置信息和深度信息融合创建深度图像,能够突出衬砌缺损区域的视觉对比度,从而快速判识衬砌缺损病害;(3)经工程实例验证,本研究成果的检测准确率高于传统人工巡检方法,可应用于盾构隧道表观病害检测领域。

关键词：车载移动扫描盾构隧道衬砌缺损跨模态转换深度图像

退火工艺对T4003高强度铁素体不锈钢组织和性能的影响

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金属热处理 2024年第1期49卷 198-201页

作者：李志平王宏霞赵刚王俊海山东泰山钢铁集团有限公司山东济南271100

在实验室利用箱式炉对T4003高强度铁素体不锈钢进行640~850℃的退火处理,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验等测试手段,对试验钢的组织和力学性能进行分析。结果表明,退火后基体组织均主要为铁素体和少量的细小碳化物颗粒;退火温度在... 详细信息

在实验室利用箱式炉对T4003高强度铁素体不锈钢进行640~850℃的退火处理,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验等测试手段,对试验钢的组织和力学性能进行分析。结果表明,退火后基体组织均主要为铁素体和少量的细小碳化物颗粒;退火温度在640℃时,晶粒大小不均现象较明显;680~780℃退火时,仍有晶粒大小不均现象,但细小晶粒的数量随退火温度升高增多;830℃和850℃退火时,发生奥氏体相变,得到细小的再结晶晶粒。热轧态试验钢的强度高、塑性低;随着退火温度升高,强度呈先下降后上升的趋势,断后伸长率则呈先升高后下降的趋势。640℃退火时试验钢的屈服强度略低于高强度不锈钢的要求(R_(p0.2)≥350 MPa),其它退火温度下屈服强度均满足高强钢要求,可根据强度级别需求选择合理的退火温度。

关键词：铁素体不锈钢退火显微组织力学性能

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典型气候环境对弓网动态耦合特性的影响研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 71-75,92页

作者：姚永明杨佳邵智伟王婧杨志鹏张文轩中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:针对复杂的气候环境对电气化铁路受电弓-接触网系统的影响展开讨论,重点围绕环境温度、横风和覆冰条件三个方面对弓网系统动态耦合性能影响的研究现状和进展进行阐述,并针对目前的研究,展望了关于复杂气候条件下弓网关系在后... 详细信息

研究目的:针对复杂的气候环境对电气化铁路受电弓-接触网系统的影响展开讨论,重点围绕环境温度、横风和覆冰条件三个方面对弓网系统动态耦合性能影响的研究现状和进展进行阐述,并针对目前的研究,展望了关于复杂气候条件下弓网关系在后续应该重点关注的研究方向和发展趋势。研究结论:(1)结合弓网受流过程的动力学特性,丰富环境与电弧温度场的传递特性,加深横风、覆冰条件下接触网振动特性研究;(2)建立多物理场耦合的弓网模型与仿真,充分考虑温度、机械系统、流体和电流等多场耦合效应;(3)改进现有的检测手段与检测算法,及时预测和识别环境因素对弓网系统造成的故障;(4)开发抑制横风引起接触网舞动的装置,研究接触网防冰和除冰技术,减小横风、覆冰对弓网动态受流性能的影响;(5)本研究成果可为弓网关系研究方向提供参考。

关键词：弓网系统气候温度横风覆冰

基于三级养护标准的沥青路面预养护方案多目标加权灰靶决策

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北京工业大学学报 2024年第5期50卷 591-599页

作者：李海莲司金忠贾卫东付琳李清华杨斯媛张茗兰州交通大学土木工程学院兰州730070 中铁十四局集团有限公司济南250101 中交一公局集团有限公司北京100024

针对沥青路面最佳预防性养护策略选择问题,结合关于沥青路面预防性养护指标及规范标准,建立了基于判断性指标、综合性指标和控制性指标的三级预防性养护判断标准。在此标准下,以多年度项目级养护规划为研究对象,结合GM(1,1)预测模型确... 详细信息

针对沥青路面最佳预防性养护策略选择问题,结合关于沥青路面预防性养护指标及规范标准,建立了基于判断性指标、综合性指标和控制性指标的三级预防性养护判断标准。在此标准下,以多年度项目级养护规划为研究对象,结合GM(1,1)预测模型确定预防性养护时段,并引入多目标智能加权灰靶决策模型对适用性预防性养护方案进行优化决策。在此过程中,确定了养护费用、耐久性等8个养护目标并利用博弈论组合赋权法确定权重,选取G30连霍高速甘肃省境内某路段进行决策分析。结果表明:该路段最早需要开展预防性养护的时间为第3年,在第6年底之后不宜再实施预防性养护,在该预防性养护时段内,方案4的综合效益值最大,其值为0.735 8,即应在第4年采取超薄层罩面预养护措施。该方法简单实用,可成为沥青路面预防性养护策略选择的一种新方法。

关键词：道路工程沥青路面预防性养护预防性养护标准多目标灰靶决策博弈论组合赋权

基于PSO算法的轨道交通WPT系统规划研究

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铁道工程学报 2024年第3期41卷 100-105页

作者：林云志赖一雄中铁电气化局集团有限公司北京100036

研究目的:面向轨道交通的无线电能传输技术正处于快速发展中,在大规模工程应用之前,对线路的“电源”如何配置、充电的策略等问题缺乏系统性研究,特别是系统的配电规划是一个系统性的非线性问题,具有多维度、多目标、多约束、多变量等特... 详细信息

研究目的:面向轨道交通的无线电能传输技术正处于快速发展中,在大规模工程应用之前,对线路的“电源”如何配置、充电的策略等问题缺乏系统性研究,特别是系统的配电规划是一个系统性的非线性问题,具有多维度、多目标、多约束、多变量等特点,为提高整个工程的经济性,实现建设成本与运营成本的最优,需要一种最优的规划算法。研究结论:(1)从静动态电源配合、动态导轨长度、装置容量选择等多要素进行规划和考虑,基于粒子群优化算法(PSO)对优化求解算法进行运算;(2)首先搭建非线性数学模型,并给出了约束条件、配电系统的规划以及方案的选择标准;最后通过实例仿真验证了其可行性;(3)本文算法在轨道交通WPT系统规划中具有优越的全局寻优性能。

关键词：粒子群优化算法无线电能传输配电方案

中国钢铁行业CO_(2)排放特征和减排路径研究——基于ARIMA-LEAP模型

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3531-3543页

作者：陈浩胡静茹王寿兵张挺峰方锴复旦大学环境科学与工程系上海200433 宝钢工程技术集团有限公司上海201900

为了消除对于未来粗钢、钢材以及生铁产量预测主观性,基于时间序列中的ARIMA模型,对未来相关产量进行客观预测,构建了中国钢铁行业ARIMA-LEAP模型,并以2020年为基准年,每5a为时间节点,研究了2020~2030年中国钢铁行业不同情景下全流程及... 详细信息

为了消除对于未来粗钢、钢材以及生铁产量预测主观性,基于时间序列中的ARIMA模型,对未来相关产量进行客观预测,构建了中国钢铁行业ARIMA-LEAP模型,并以2020年为基准年,每5a为时间节点,研究了2020~2030年中国钢铁行业不同情景下全流程及各工序的CO_(2)排放情况.在技术进步中考虑了氢还原炼铁技术,在能源结构调整中考虑了发电方式调整,在此基础上分别设置了4种单一情景和4种组合情景来研究其减排潜力.结果表明,4种组合情景下的含有规模减排的3种组合情景CO_(2)减排潜力均高于单一情景.其中SUR+TER､SUR+STR和综合减排情景可以在2030年实现达峰,达峰年均为2021年,达峰时CO_(2)排放量分别为13.225亿t､13.359亿t和13.289亿t.单一情景中相较于基准情景CO_(2)减排量由高到低依次为:规模减排情景(SUR)、结构减排情景(STR)、技术减排情景(TAR),在2030年相对于基准情景的减排量分别为493.1Mt、247.8Mt以及105.1Mt.借助LEAP模型的能源核算以及CO_(2)排放核算功能,研究了综合减排情景下2020~2030年不同工序,不同能源的CO_(2)排量,其中CO_(2)排放较多的3个工序为炼铁､轧钢以及烧结工序,产生CO_(2)较多的4种能源为洗精煤、喷煤粉、电力以及焦炭,其中洗精煤CO_(2)排放量更是达到10Bt级,而其余3种能源也达到Bt级.确定了中国钢铁行业CO_(2)排放特征.对技术减排以及结构减排成本进行简单比较,制定中国钢铁行业CO_(2)减排路径.

关键词： LEAP模型钢铁行业 CO_(2) 排放特征减排路径情景分析

考虑碾压参数影响的压实质量连续检测结果修正研究

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铁道学报 2024年第3期46卷 129-136页

作者：聂志红粟欣赵鹏鹏齐群王学朋中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中建铁路投资建设集团有限公司北京100070

为降低压路机行驶速度、行驶方向、振动频率等碾压参数引起的压实质量连续检测结果CMV误差,以动态变形模量E_(vd)为修正目标,基于极限梯度提升XGBoost算法和多元线性回归方法分别建立CMV修正模型,对比修正模型的适用性,并分析各碾压参数... 详细信息

为降低压路机行驶速度、行驶方向、振动频率等碾压参数引起的压实质量连续检测结果CMV误差,以动态变形模量E_(vd)为修正目标,基于极限梯度提升XGBoost算法和多元线性回归方法分别建立CMV修正模型,对比修正模型的适用性,并分析各碾压参数对CMV误差的影响。研究表明,XGBoost修正结果与E_(vd)的相关系数高达0.8且误差仅为1.7%,而多元线性回归修正结果与E_(vd)的相关系数仅为0.65且误差高达9.2%,XGBoost修正模型更适用于降低由碾压参数引起的CMV检测误差。高速行驶会造成CMV存在显著的负误差,行驶方向的不同使CMV产生大小相当但正负相反的误差,振动频率对CMV误差的影响是非线性的且与频率的取值有关。最后根据现场压实检测数据的修正结果验证了XGBoost修正模型对降低CMV检测误差的可靠性。

关键词：铁路路基连续检测碾压参数误差修正机器学习

基于耗散能的高速铁路路基填料动力安定临界阈值研究

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铁道学报 2024年第3期46卷 99-111页

作者：毕宗琦叶阳升蔡德钩闫宏业张先军尧俊凯苏珂中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道系统全国重点实验室北京100081 中国国家铁路集团有限公司北京100844 中国国家铁路集团有限公司工程管理中心北京100844

科学评估高速铁路路基服役安定特性是保障复杂环境下路基百年服役期的耐久稳定的重要理论手段。对典型高速铁路路基粗粒土填料开展长期循环加载动三轴试验,揭示了不同围压、动载幅值等因素对填料变形发展规律的影响,基于A塑性安定、B塑... 详细信息

科学评估高速铁路路基服役安定特性是保障复杂环境下路基百年服役期的耐久稳定的重要理论手段。对典型高速铁路路基粗粒土填料开展长期循环加载动三轴试验,揭示了不同围压、动载幅值等因素对填料变形发展规律的影响,基于A塑性安定、B塑形蠕变、C增量破坏3类安定状态分析了长期变形收敛趋势以及耗散能变化规律。构建了单位体积耗散能与安定状态的关联,提出了基于等效单位体积耗散能的安定临界状态判别标准和动应力、动应变阈值确定方法。本文研究的典型填料,引起高铁路基填料由稳定的安定状态向不稳定的增量破坏状态的临界动应变所处范围为0.8×10^(-3)~1.3×10^(-3)。研究结果可对涉及列车动载长期作用下的高速铁路路基安定性分析和长期稳定性评估提供理论参考。

关键词：高速铁路路基填料安定理论耗散能长期变形临界状态

典型地层盾构隧道壁后注浆CEA浆液配比设计及性能研究

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公路交通科技 2024年第5期41卷 108-117页

作者：孙立军中铁十四局集团有限公司山东济南250101

为探究阳离子水泥乳化沥青(CEA)浆液的流动度、稠度、抗压强度、凝结时间和破乳时间受水泥和乳化沥青掺量的影响规律与机理,通过室内配比试验、扫描电镜和能谱分析,研究了水灰比(W/C)和沥灰比(A/C)对CEA浆液性能的影响规律与机理。结合... 详细信息

为探究阳离子水泥乳化沥青(CEA)浆液的流动度、稠度、抗压强度、凝结时间和破乳时间受水泥和乳化沥青掺量的影响规律与机理,通过室内配比试验、扫描电镜和能谱分析,研究了水灰比(W/C)和沥灰比(A/C)对CEA浆液性能的影响规律与机理。结合正交分析与模糊优选理论优选出CEA浆液最优配比。结果表明:A/C在0.30~0.60之间时,随着W/C由0.35增加到0.50,CEA浆液中自由水含量增多,水泥颗粒与乳化沥青接触减少,与自由水接触增多,减缓了乳化沥青破乳速度,促进了水泥水化产物的生成,导致CEA浆液流动度和稠度增大,固化CEA试块抗压强度增大,破乳时间与凝结时间延长;当W/C增大到0.6时,自由水含量增多,在凝结过程中多余的自由水蒸发,固化CEA试块内部孔隙增多,导致其抗压强度降低;随着A/C增大,CEA浆液中自由水含量减少,水泥颗粒与乳化沥青接触增多,水泥水化反应促进了乳化沥青破乳,由于沥青颗粒黏度大且对水泥水化有抑制作用,导致水泥水化产物减少,固化CEA试块抗压强度降低,CEA浆液流动度和稠度减小,破乳时间缩短,终凝时间延长;W/C和A/C均为0.4是CEA浆液的最优配比。

关键词：隧道工程最优配比正交试验水泥乳化沥青浆液微观机理