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土质边坡数值模型稳定性的求解精度研究

公路交通科技 2024年第1期41卷 71-78页

作者：武博强王勇张葆永程振全杨德宏中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710065 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

为尽可能提高土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,在前人研究的基础上引申了3个影响边坡模型稳定性精度的主要问题,一是模型边界尺寸应该如何确定,二是初始应力场的求解方法应该如何选择,三是边坡模型的网格划分应遵循什么原则可... 详细信息

为尽可能提高土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,在前人研究的基础上引申了3个影响边坡模型稳定性精度的主要问题,一是模型边界尺寸应该如何确定,二是初始应力场的求解方法应该如何选择,三是边坡模型的网格划分应遵循什么原则可以满足模型的计算精度。基于此,以多个学者研究的典型边坡案例为研究对象,采用FLAC3D对以上3个问题进行了分析并解决。首先,讨论了目前模型边界尺寸确定存在的问题,引入数值模型的复合位移作为判据之一与边坡稳定系数共同确定新的模型边界尺寸原则,在前人基础成果上对边界尺寸原则进行了局部优化,精简了计算模型,并通过实例验证其正确性;其次,讨论了目前初始应力场搭建存在的问题,通过模型稳定系数云图、塑性区应变增量、坡顶位移综合分析弹性求解与弹塑性求解初始应力场的区别,确定了不同的适用情况;最后,分析了目前网格尺寸划分存在的问题,建立不同高度不同网格密度的边坡模型,确定了一种较为合理的网格划分原则。以上3种情况均采用大量边坡模型进行了准确性验证,并采用极限平衡法中的Corps of Engieers#1法及Bishop法作为校核,结果显示,边坡模型计算结果与极限平衡法计算结果极为接近,并且复合位移、最大剪应变增量等判据均满足应力应变分布规律,在一定程度上提高了土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,具有普遍适用性。

关键词：道路工程精度研究 FLAC3D 土质边坡边界尺寸初始应力场

以“需求端”为着力点的污水资源化利用规划探讨——以苏州市某区为例

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给水排水 2024年第4期50卷 27-34页

作者：沈昊陆敏博陶烨敏王新庆王志红悉地(苏州)勘察设计顾问有限公司苏州215123

污水经深度处理后进行资源化利用已逐渐成为我国今后降碳减污扩绿增长的现实选择,污水资源化利用的关键是按需求确定回用对象及其水质目标。当前污水资源化利用尚处于初始阶段,利用水平低。规划方面缺乏从需求角度分析配置资源。以苏州... 详细信息

污水经深度处理后进行资源化利用已逐渐成为我国今后降碳减污扩绿增长的现实选择,污水资源化利用的关键是按需求确定回用对象及其水质目标。当前污水资源化利用尚处于初始阶段,利用水平低。规划方面缺乏从需求角度分析配置资源。以苏州市某区为例,以“需求端”为着力点,从利用途径、利用量及输送方式、路径和取水点位选取3个方面逐级系统规划,明确污水资源化利用于城市杂用水、工业生产、景观环境用水和片区综合利用4个方面,提出结合当地相关规划、需求点空间分布和建设计划,规划近远期配套设施,合理开展污水资源化利用工程建设规划。

关键词：污水资源化再生水资源化利用需求端规划编制

基于SSA-LSTM模型的软岩隧道变形特征智能预测及应用研究

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 56-66页

作者：王锋中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为实现软岩隧道施工围岩变形的准确预测,利用长短时记忆(LSTM)神经网络构建软岩隧道拱顶沉降及水平收敛预测模型,采用麻雀搜索算法(SSA)实现LSTM模型超参数寻优,构建SSA-LSTM模型计算流程框架。以梁王山隧道软岩段为例,对围岩大变形进... 详细信息

为实现软岩隧道施工围岩变形的准确预测,利用长短时记忆(LSTM)神经网络构建软岩隧道拱顶沉降及水平收敛预测模型,采用麻雀搜索算法(SSA)实现LSTM模型超参数寻优,构建SSA-LSTM模型计算流程框架。以梁王山隧道软岩段为例,对围岩大变形进行现场实测与分析,获取拱顶沉降和水平收敛监测数据,代入SSA-LSTM模型进行计算,并与LSTM模型和SSA优化的传统机器学习模型进行误差对比分析。结果表明,SSA-LSTM模型相对误差率为[-1%,2%],R^(2)为0.9986,MAPE为2.3458%,RMSE为0.5298,均为所有模型中最优。为验证SSA-LSTM模型对于未开挖断面沉降变形的预测效果,选取K33+260断面作为研究对象构建未开挖断面沉降变形预测模型,误差分析结果表明,模型预测精度满足指导施工的要求。

关键词：软岩隧道变形特征深度学习智能预测

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一岛两侧站与单岛站十字换乘方案设计研究

隧道建设（中英文） 2024年第5期44卷 1068-1076页

作者：姚显贵中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换... 详细信息

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换乘路径等方式,使上下车乘客流线分离、换乘客流单向循环,最大程度减少客流交叉、加大缓冲区域,有效缓解换乘便捷与拥堵的矛盾;同时,借助客流仿真进行优化设计,达到大客流车站换乘的最佳效果;针对常规十字换乘站地下空间压抑、视线不通透的问题,在节点区域采用组合结构,实现大跨度、大层高设计,改善空间尺度和乘客舒适性。在节点区域采用小埋深、大空间,是在提高换乘功能、空间效果的基础上节约投资的有效途径。在十字路口下方的节点区采用盖挖逆作法,可提高深基坑的安全性,显著减小工程建设对道路交通、市政管线等外部环境的影响,并可节约大量混凝土支撑等临时结构,是一种安全、环保的建造方法。研究和实践表明:针对城市核心区的两线十字交叉大客流换乘站,综合利用一岛两侧站台、组合结构、盖挖逆作法等方法,可以达到车站设计综合效果最优的目的。

关键词：地铁车站一岛两侧十字换乘地下大空间缓冲区域客流仿真

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公路缓和曲线长度的合理取值分析

公路交通科技 2024年第5期41卷 44-53页

作者：富志鹏任春宁张腾张江洪林宣财中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

为给车辆由直线(圆曲线)驶入圆曲线(直线)提供合理的路径长度,确保驾驶员能以安全、舒适、自然的状态驶入目标曲线单元,通过对现行路线规范中缓和曲线长度取值规定的合理性分析,发现回旋线参数取值规定易存在曲线单元间长度分配均匀、... 详细信息

为给车辆由直线(圆曲线)驶入圆曲线(直线)提供合理的路径长度,确保驾驶员能以安全、舒适、自然的状态驶入目标曲线单元,通过对现行路线规范中缓和曲线长度取值规定的合理性分析,发现回旋线参数取值规定易存在曲线单元间长度分配均匀、取值长度过长、不易与地形地物相协调等问题。结合美国《绿皮书》对缓和曲线取值的相关规定,从汽车行驶轨迹、缓和曲线偏移值特征及超高过渡等方面对缓和曲线长度取值进行理论分析研究。结果表明:在设计速度一定的情况下,随着圆曲线半径的增加,缓和曲线长度取值应随之减小;随着设计速度的增加,缓和曲线长度取值也应随之增加,但增加值较小,可忽略不计;在设计速度和圆曲线半径均相同的情况下,随着缓和曲线长度的增加,驾驶员判断前方平曲线的曲率半径偏小,易驶入临近车道,不利于交通安全。另外,根据缓和曲线偏移值特征及超高过渡所需长度研究发现,通过控制缓和曲线偏移值1 m、缓和曲线长度200 m范围,圆曲线半径与缓和曲线之间的变化关系较为稳定,符合车辆行驶轨迹,基本满足超高过渡段设置的要求。经计算得出当圆曲线半径大于1666 m时,缓和曲线长度宜随圆曲半径的增大而减短。

关键词：道路工程缓和曲线长度理论分析行驶轨迹回旋线偏移值超高过渡段长度

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南天山大龙池堰塞体形成演化过程分析

地质科技通报 2024年第1期43卷 229-240页

作者：高旭中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

堰塞体是高山峡谷区开展工程建设重点关注的地质体,本研究以南天山大龙池堰塞体为研究对象,探索南天山高山峡谷地区堰塞体的成因及演化过程。基于大龙池区域卫星遥感影像、区域地质资料,依托现场调查和地质钻探等方法,结合理论计算与有... 详细信息

堰塞体是高山峡谷区开展工程建设重点关注的地质体,本研究以南天山大龙池堰塞体为研究对象,探索南天山高山峡谷地区堰塞体的成因及演化过程。基于大龙池区域卫星遥感影像、区域地质资料,依托现场调查和地质钻探等方法,结合理论计算与有限元-离散元模拟技术,对南天山高山峡谷地区堰塞体的成因及演化过程进行了系统研究。结果表明:(1)大龙池堰塞体北侧山体陡峭,山体表面可见多处滑坡擦痕和刻槽,堰塞体堆积结构具有明显的反粒序和拼图结构特征,提出了大龙池堰塞体为高速远程古滑坡堆积的成因机理;(2)通过复原大龙池北面山体滑坡原始坡面,对其运动学特征进行理论计算与数值仿真模拟,结果表明大龙池北侧山体曾发生高速远程滑坡;(3)大龙池堰塞体的形成演化过程可分为古滑坡孕育、古滑坡堵河形成堰塞体以及堰塞体溃决3个阶段。研究结论可为南天山地区类似堰塞体的成因分析提供参考。

关键词：堰塞体堆积特征古滑坡形成演化大龙池

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Y型沟谷桥址区风特性的数值模拟研究

公路交通科技 2024年第4期41卷 65-72页

作者：朱佩章胡博刘智中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大。为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模... 详细信息

复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大。为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模型,通过CFD数值模拟的方法,计算了不同风向来流下桥位处的风场特性。分析了桥址区主要的几条沟谷和桥位处局部地形对沿主梁横桥向平均风速、风攻角、风偏角及桥梁跨中竖向风剖面等风特性的影响。研究了横桥向平均风速大小和风攻角之间的关系,定性讨论了存在风速放大效应的来流工况和桥址区地形特点之间的关系。结果表明:Y型沟谷桥址区风特性不同于一般的山区桥址区,当来流沿着几条比较顺直的沟谷时桥位处平均风速较大,其他风向桥位处风速较小;沟谷的弯曲致使沿着沟谷的来流产生回流和改向,这时桥位处的风攻角较大,沿着主梁的风偏角变化范围较大,水平风速较小,不存在风速峡谷放大效应;桥位处交汇的沟谷局部地形对桥梁跨中竖向风剖面影响较大。研究结果为桥梁设计风速的确定提供了依据,可为定性判断Y型沟谷口桥位处风特性提供指导。

关键词：桥梁工程风场特性数值模拟 Y型沟谷桥址区

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基于滑动元法的连续拉索滑移分析

计算力学学报 2024年第3期41卷 519-524页

作者：王恺中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

实际工程中,拉索在索撑节点处滑移十分普遍。考虑滑移的影响,索撑节点不能简单地用铰接模拟。现有的拉索滑移分析方法往往需要迭代,计算过程复杂且收敛性无法保证。本文提出一种拉索滑移分析新方法——滑动元法,以预应力鱼腹梁为例进行... 详细信息

实际工程中,拉索在索撑节点处滑移十分普遍。考虑滑移的影响,索撑节点不能简单地用铰接模拟。现有的拉索滑移分析方法往往需要迭代,计算过程复杂且收敛性无法保证。本文提出一种拉索滑移分析新方法——滑动元法,以预应力鱼腹梁为例进行理论推导,介绍了滑动元法的基本原理和计算步骤。结合有限元软件,利用滑动元法对算例进行计算分析,结果表明,滑动元法计算快速无需迭代,可以较为准确地分析拉索滑移。

关键词：拉索滑移索撑节点刚度矩阵平衡方程