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高海拔寒区隧道水热力现场试验及数值模拟研究

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地下空间与工程学报 2024年

作者：潘振华包卫星郭强车博文卢汉青新疆交通建设管理局长安大学公路学院

在高海拔寒区,隧道病害严重威胁着道路的行车安全。本文利用现场试验获得的大量监测数据,研究了青藏高原某高海拔寒区隧道的气候特征及温度场时空分布规律,建立了水热力耦合冻胀模型,同时采用COMSOL数学模块中的系数型偏微分方程和固体... 详细信息

在高海拔寒区,隧道病害严重威胁着道路的行车安全。本文利用现场试验获得的大量监测数据,研究了青藏高原某高海拔寒区隧道的气候特征及温度场时空分布规律,建立了水热力耦合冻胀模型,同时采用COMSOL数学模块中的系数型偏微分方程和固体力学模型进行水热力数值模拟,利用监测数据验证了该模型的准确性,在此基础上,研究了该寒区隧道工程的水热力学分布特性。结果表明:外界气温与隧道温度之间具有强相关性,离洞口越近,两者之间响应越强;气温对隧道径向温度场的影响主要体现在衬砌和浅层围岩,对深层围岩温度影响较小且相对滞后;隧道洞口段衬砌和路面冻害严重,在冷季,隧道仰拱处的含冰量和边墙处的混凝土二衬应力达到最大值;此外,气象要素、衬砌与围岩间的相互作用是引起高海拔寒区隧道洞口段冻害破坏的主要原因。研究结果有助于更好地认识高海拔寒区隧道的水热力作用机理,为寒区隧道工程的设计和养护提供科学依据。

关键词：高海拔寒区隧道温度气候特征水热力耦合数值模拟

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塔里木河上游汛期水量损失分析

人民黄河 2024年第S1期46卷 23-25页

作者：郑刚新疆塔里木河流域管理局新疆库尔勒841000

塔里木河上游洪水的水量损失及资源化利用受到科技工作者的广泛关注,防洪问题已成为制约塔里木河流域经济社会发展的紧迫问题。基于水文站数据,运用实测资料分析和实地调研手段,对塔里木河上游洪水的发生频次及汛期(6—9月)各河段的来... 详细信息

塔里木河上游洪水的水量损失及资源化利用受到科技工作者的广泛关注,防洪问题已成为制约塔里木河流域经济社会发展的紧迫问题。基于水文站数据,运用实测资料分析和实地调研手段,对塔里木河上游洪水的发生频次及汛期(6—9月)各河段的来水量、河道损失水量等计算分析,得出汛期各河段水量损失率。结果表明:塔里木河的洪水主要由三源流山区暴雨及冰雪融水共同形成。塔里木河上游洪水95%发生在7—8月,8月是大洪水多发期。塔里木河水量损失率6月最大,由上游至下游呈现水量损失率增大的趋势。

关键词：水量损失汛期塔里木河上游

特高海拔寒区隧道施工期衬砌结构温度场及变形开裂行为研究

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土木工程学报 2024年

作者：卢汉青包卫星郭强潘振华车博文李慧宙长安大学公路学院新疆交通建设管理局

为研究特高海拔寒区隧道在施工未贯通期间且未保温处理条件下的衬砌结构温度变形行为，以新藏公路升级改造项目中穿越西昆仑山脉某在建寒区隧道工程为依托，采用原位监测和数值分析等手段分析了衬砌内部纵向温度和应变变化规律及衬砌结... 详细信息

为研究特高海拔寒区隧道在施工未贯通期间且未保温处理条件下的衬砌结构温度变形行为，以新藏公路升级改造项目中穿越西昆仑山脉某在建寒区隧道工程为依托，采用原位监测和数值分析等手段分析了衬砌内部纵向温度和应变变化规律及衬砌结构的变形开裂特征。研究表明：隧道施工未贯通期间，在围岩稳定后，二次衬砌结构应变与温度变化具有关联性极高的负相关关系，衬砌结构降温使得应变显著增长，而衬砌结构升温对应变的下降幅度影响相对较小；靠近洞口的衬砌结构日温差及年温差较大，衬砌结构变形量大，衬砌表面裂缝较多；0℃以下的持续降温对衬砌结构变形量的增长尤为显著，在距洞口200m范围内应为该隧道施工期冻害设防的重点。研究成果为寒区隧道衬砌温度场及变形研究提供了宝贵的实测数据，为寒区隧道施工期确定保温防冻距离提供参考依据。

关键词：寒区隧道原位测试数值模拟温度场衬砌裂缝冻害设防

基于核磁共振技术的冻融板岩损伤特性试验研究

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地下空间与工程学报 2024年

作者：卢汉青包卫星陈锐郭强尹严长安大学公路学院新疆交通建设管理局

为探究风化炭质板岩在冻融循环作用下微观孔隙结构演化规律及宏观损伤特征,选取青藏高原喀喇昆仑山在建隧道围岩中风化程度不同的炭质板岩,开展了不同冻融循环次数后的核磁共振测试,定量分析了冻融板岩孔隙结构演化规律。结果表明:（1... 详细信息

为探究风化炭质板岩在冻融循环作用下微观孔隙结构演化规律及宏观损伤特征,选取青藏高原喀喇昆仑山在建隧道围岩中风化程度不同的炭质板岩,开展了不同冻融循环次数后的核磁共振测试,定量分析了冻融板岩孔隙结构演化规律。结果表明:（1）风化板岩饱和质量、体积呈现先缓慢增加后快速降低的趋势,在出现宏观损伤后,其损伤扩展速度加快,质密、强度高的中风化板岩相较于强风化板岩需经历更频繁的冻融循环作用才会出现宏观损伤;（2）风化板岩核磁共振T2谱主要呈现2个谱峰,间断性地出现表征特大孔隙的第3峰,在冻融循环作用下,孔隙孔径逐渐扩大,孔隙增多,中、大孔径孔隙连通性增强,大孔径孔隙比例显著增长;（3）板岩冻融损伤时孔隙率会达到临界值,中风化板岩和强风化板岩冻融致损孔隙率临界值分别为15.36%和17.16%,当孔隙结构扩展使得局部孔隙率增大接近临界值,便出现岩块脱落的局部宏观损伤,从临界孔隙率角度分析了板岩冻融损伤机制。研究成果对寒区不同风化程度岩体工程防冻设计施工具有参考价值。

关键词：冻融循环炭质板岩核磁共振技术微观孔隙变化临界孔隙率

塔里木河流域综合治理主要成效及关键对策分析

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人民黄河 2024年第5期46卷 111-116页

作者：李江魏光辉郑刚王露阳张叶新疆塔里木河流域管理局新疆库尔勒841000 新疆水利学会新疆乌鲁木齐830000

受大规模水土开发影响,塔里木河尾闾湖泊干涸,河流下游胡杨林濒危。针对塔里木河流域存在的输水距离长、蒸发损失大,覆盖范围广、协调管理难,灌溉面积大、水资源需求量大,流域水资源不断减少等问题,水利部等先后编制了《塔里木河流域近... 详细信息

受大规模水土开发影响,塔里木河尾闾湖泊干涸,河流下游胡杨林濒危。针对塔里木河流域存在的输水距离长、蒸发损失大,覆盖范围广、协调管理难,灌溉面积大、水资源需求量大,流域水资源不断减少等问题,水利部等先后编制了《塔里木河流域近期综合治理规划》《南疆水资源利用与水利工程建设规划》等,采取了土堤挡水与生态输水、山区水库拦蓄调控、闸渠联调引水入渗、库堤结合遏制洪水隐患等关键技术,结果表明:在流域来水偏丰的条件下,塔里木河流域水环境状况全面改善,水土流失面积和强度逐年下降,水资源利用效率逐步提高,促进了南疆重点流域及天山南坡产业带等重要经济区经济结构的调整和经济发展布局的优化。

关键词：水资源水环境生态输水塔里木河

基于改进HRNetV2的高寒区隧道衬砌冻害检测方法

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科学技术与工程 2024年第25期 10956-10963页

作者：郭强车博文包卫星潘振华卢汉青长安大学公路学院新疆交通建设管理局

针对修建在高寒区的隧道衬砌存在的所处环境恶劣、冻害频发、衬砌图像干扰因素多、冻害目标尺度不一致及传统人工目视检测方法效率低下且成本昂贵等问题，提出了基于HRNetV2的高寒区隧道衬砌冻害检测方法。首先以HRNetV2为基础模型，提... 详细信息

针对修建在高寒区的隧道衬砌存在的所处环境恶劣、冻害频发、衬砌图像干扰因素多、冻害目标尺度不一致及传统人工目视检测方法效率低下且成本昂贵等问题，提出了基于HRNetV2的高寒区隧道衬砌冻害检测方法。首先以HRNetV2为基础模型，提出改进模型，在主干特征提取网络结合迁移学习的知识，在结构中引入注意力机制以加强模型对于冻害特征的学习能力，并使用Focalloss作为损失函数以解决类别不平衡问题。为验证改进后模型的性能，使用高清摄像头采集高寒区隧道衬砌冻害图像，经过裁剪及数据增强等手段，建立一个包含2 800张图像的冻害数据集。实验结果表明，改进后的模型在冻害数据集上的平均交并比(mean intersection over union, mIoU)可达到89.05%,相比原始模型提升了5.41%,在面对复杂形态冻害时展现出较好的鲁棒性，可直接应用于高分辨率原图；且在综合性能上优于DeeplabV3+、U-Net、PSPNet三种模型。所提方法可准确、安全地实现衬砌冻害智能检测，可为高寒区隧道智能化运维提供一定技术支持。

关键词：公路隧道衬砌冻害检测理论分析语义分割注意力机制

基于无人机图像与深度学习的高原地区隧道洞门墙病害检测方法

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：车博文包卫星郭强潘振华卢汉青尹严新疆交通建设管理局长安大学公路学院

针对修建在高原恶劣环境下的隧道洞门墙病害频发及传统人工病害检测方法效率低下、危险性高等问题，提出基于无人机图像与深度学习的高原区隧道洞门墙病害检测方法。首先使用无人机航拍采集新疆某高原地区隧道洞门墙病害图像，建立多病... 详细信息

针对修建在高原恶劣环境下的隧道洞门墙病害频发及传统人工病害检测方法效率低下、危险性高等问题，提出基于无人机图像与深度学习的高原区隧道洞门墙病害检测方法。首先使用无人机航拍采集新疆某高原地区隧道洞门墙病害图像，建立多病害语义分割数据集；随后以语义分割模型DeeplabV3+为基础，提出以MobileNetV2作为主干特征提取网络的改进模型TPDeeplabV3+，以减少模型参数；采用FocalLoss作为损失函数，以解决病害图像中的类别不平衡问题；添加CA注意力机制，以提升模型分割性能；最后提出病害量化方法。结果表明，TPDeeplabV3+在测试集上可以达到88.37%和94.93%的mIoU和mPA，模型体量压缩了88.83%；提出的病害量化方法对于病害覆盖率的绝对误差不超过0.3%，相对误差维持在7.31%以下。相比传统方法，该方法安全、准确地实现了高原恶劣环境下的隧道洞门墙智能化检测。

关键词：隧道洞门墙病害深度学习语义分割无人机高原地区

基于Shapley值法的集体经营性建设用地入市收益分配研究——以浙江省义乌市为例

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干旱区资源与环境 2024年第8期38卷 139-148页

作者：吴文俊陈鑫郭杰欧名豪南京农业大学土地管理学院南京210095 江苏省测绘研究所南京210013 统筹城乡发展与土地管理创新研究基地南京210095 农村土地资源利用与整治国家地方联合工程研究中心南京210095

集体经营性建设用地入市收益如何在政府、集体与农民个体间实现合理分配是土地制度改革顺利推进的关键所在。文中围绕“权、责、利”视角揭示集体经营性建设用地入市收益分配的理论逻辑,运用合作博弈的Shapley值模型,以义乌市为例,设计... 详细信息

集体经营性建设用地入市收益如何在政府、集体与农民个体间实现合理分配是土地制度改革顺利推进的关键所在。文中围绕“权、责、利”视角揭示集体经营性建设用地入市收益分配的理论逻辑,运用合作博弈的Shapley值模型,以义乌市为例,设计基于主体贡献程度的收益分配方案。结果表明:1)从集体经营性建设用地入市过程中所涉及的权利出发,以“权、责、利”视角能够系统分析相关主体的职责与贡献,并以此作为收益分配的依据。2)不同的入市用途和区位对入市收益分配的结果有巨大的影响,分配主体在工业用地、商服用地和公共设施用地的收益分配上会存在约10%的波动。3)义乌市的政府收益分配比例应降到20%-30%,而农民集体的入市收益分配比例应提高到69%-80%,优化后的收益分配比例更符合保障农民集体利益的目标。研究结果能够推进集体经营性建设用地入市收益分配制度完善并形成可复制、可推广的义乌样板。

关键词：集体经营性建设用地入市收益分配合作博弈 Shapley值法义乌市

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西藏高原西部荒漠土壤分布与分类问题——兼与有关人士商榷

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干旱区地理 1992年第4期15卷 42-47页

作者：邹德生新疆土地管理局

本文根据笔者1987年的实地调查及前人的有关资料,对西藏高原西部荒漠土壤的分类和分布问题进行讨论,着重阐明了寒漠土与冷漠土的形成过程及分布规律。此外,还提出了所论述地区的荒漠土类及亚类分类意见,以期有益于西藏高原西部荒漠土壤... 详细信息

本文根据笔者1987年的实地调查及前人的有关资料,对西藏高原西部荒漠土壤的分类和分布问题进行讨论,着重阐明了寒漠土与冷漠土的形成过程及分布规律。此外,还提出了所论述地区的荒漠土类及亚类分类意见,以期有益于西藏高原西部荒漠土壤的深入研究。

关键词：荒漠土壤土壤分类西藏高原西部

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