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现代测绘地理信息技术在智慧矿山环境治理中的应用进展

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稀有金属 2024年第3期48卷 427-439页

作者：任天航郑莉何也武汉大学测绘学院湖北武汉430079 徐州矿务集团有限公司江苏徐州221018

矿产资源的生产与利用促进了社会经济高速发展,中国逐步加大了矿山资源开采力度,然而过度开采不可避免地造成了矿区及周边环境恶化。将现代测绘地理信息技术应用到矿山生态环境治理工作中具有重要的实际价值。针对矿山治理中常用的遥感... 详细信息

矿产资源的生产与利用促进了社会经济高速发展,中国逐步加大了矿山资源开采力度,然而过度开采不可避免地造成了矿区及周边环境恶化。将现代测绘地理信息技术应用到矿山生态环境治理工作中具有重要的实际价值。针对矿山治理中常用的遥感技术(PS)、全球导航卫星系统(GNSS)、地理信息系统(GIS)、三维激光扫描技术及无人机航测技术,对现代测绘地理信息技术在矿山环境及其治理中的应用现状及未来趋势进行了介绍与分析,并介绍了其在智慧矿山环境治理中的应用案例,旨在改善矿区环境,提高矿山治理水平,实现矿山行业的可持续发展。展望了现代测绘地理信息技术在智慧矿山环境治理中的应用前景,现代测绘地理信息学理论和技术在与其他学科交叉融合过程中会诞生更多的交叉应用,未来先进测绘仪器的出现和其他相关学科技术的发展会进一步促进现代测绘地理信息技术的发展和应用。高轨道地球卫星技术、低轨道卫星技术的发展以及星链计划的实施,将使得测绘数据精确性进一步提高,高分辨率卫星图像将为地理科学研究和有关决策提供更加可靠的依据。现代测绘地理信息技术的发展为地理信息获取、处理和应用提供了前所未有的机会和挑战,在矿山环境治理乃至人类生活中将进一步发挥更加重要的作用。

关键词：现代测绘地理信息技术可持续发展矿山环境治理地面测量技术,空间测量技术

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考虑环间接头影响的盾构隧道纵向变形简化解

岩土工程学报 2024年第2期46卷 254-263页

作者：梁荣柱张志伟李忠超符宇坤曹世安康成肖铭钊吴文兵中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 武汉市市政建设集团有限公司湖北武汉430023

为反映外荷载下盾构隧道相邻环间张开和错台,提出考虑环间接头影响的盾构隧道纵向变形简化解答。首先,引入纵向梁-弹簧模型模拟盾构隧道纵向受力变形,其中采用Timoshenko短梁考虑隧道环段变形,引入转动和剪切弹簧分别模拟环间接头转动... 详细信息

为反映外荷载下盾构隧道相邻环间张开和错台,提出考虑环间接头影响的盾构隧道纵向变形简化解答。首先,引入纵向梁-弹簧模型模拟盾构隧道纵向受力变形,其中采用Timoshenko短梁考虑隧道环段变形,引入转动和剪切弹簧分别模拟环间接头转动与错台。其次,构建弹性地基上纵向梁-弹簧模型的有限差分方程,以解决环间接头-管环非连续变形求解问题,并推导外荷载下既有盾构隧道的纵向变形公式。最后,建立新建隧道上穿和下穿引起既有盾构隧道的纵向变形解答,并与新建隧道上、下穿越工程案例及现有理论方法对比验证。研究结果表明:所提方法预测的隧道位移与Timoshenko连续梁模型,协同变形模型和实测数据均具有较好的一致性,但所提方法得到的环间错台略低于Timoshenko梁模型和协同变形模型;所提方法可考虑环间接头的影响,得到的隧道位移曲线呈现既不光滑也不连续的特征,其中环段变形以刚体位移为主,而环间接头主要发生转动和错台;而基于现有理论所得盾构隧道纵向位移均为连续曲线,无法反映环间接头的真实转动与错台位移。

关键词：盾构隧道纵向变形环间接头纵向梁-弹簧模型接头张开环间错台

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高铁呼南通道邵永铁路引入邵阳地区方案研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 6-11页

作者：谢淑润胡明星武汉铁路职业技术学院武汉430205 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:呼南通道作为“八纵八横”国家高铁主通道之一,邵阳至永州铁路是呼南通道的重要组成部分。本文基于邵阳地区既有铁路、客流特点、城市规划等因素,研究提出邵永铁路在邵阳地区的引入方案,再根据运输能力适应、既有设备利用、工... 详细信息

研究目的:呼南通道作为“八纵八横”国家高铁主通道之一,邵阳至永州铁路是呼南通道的重要组成部分。本文基于邵阳地区既有铁路、客流特点、城市规划等因素,研究提出邵永铁路在邵阳地区的引入方案,再根据运输能力适应、既有设备利用、工程投资节省、运营成本控制、未来持续发展等需求,进一步细化比选,形成邵永铁路引入邵阳地区的优选推荐方案。研究结论:(1)根据邵阳地区既有铁路概况,以及邵阳市城市总体规划和客运需求,研究提出邵永铁路引入邵阳站和新设邵阳南站两大系列方案;(2)通过比较分析各项具体方案的线路布局、工程投资、运输质量、未来发展等控制因素,推荐采用按线路别引入邵阳站娄邵场调整到发线分工的方案,并预留未来娄邵高铁引入邵阳站的条件;(3)本研究结果可应用于高铁呼南通道邵永段的勘察设计中,对引入工程的建设具有指导作用。

关键词：呼南通道邵永铁路邵阳地区方案研究

TC4钛合金表面超音速火焰喷涂防护涂层及其摩擦学性能研究

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表面技术 2024年第5期53卷 69-77页

作者：刘畅张春晖杜鹏程许建亮高名传陈同舟武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 武汉船用机械有限责任公司武汉430080 凌云科技集团有限责任公司武汉430030

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构... 详细信息

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构及力学性能,采用多功能摩擦磨损试验机及白光共焦三维形貌仪测试和分析不同涂层与TC4钛合金在干摩擦条件下的摩擦学性能。结果Ni50和NiCr涂层的硬度分别为680HV0.3和438HV0.3,低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层硬度1120HV0.3。在高载荷作用下,由于Ni50和NiCr涂层的硬度较低,导致其颗粒界面出现裂纹,断裂韧性测试表现低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层。3种涂层的摩擦系数及波动均大于TC4钛合金基材。Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层对TC4的切削和NiCr涂层对TC4的黏着导致了TC4对磨副的严重磨损。中等硬度的Ni50涂层对TC4的切削和黏着作用分别弱于Cr_(3)C_(2)-NiCr和NiCr涂层,TC4对磨副的磨损损失最低。结论采用超音速火焰喷涂技术制备Ni50涂层可以降低TC4钛合金基体和摩擦副的黏着磨损损失,本研究为钛合金表面耐磨涂层的设计和提高钛合金零部件间的摩擦性能提供了一种可行的方案。

关键词： HVOF TC4钛合金 Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层 Ni50涂层断裂韧性摩擦学性能

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深江铁路洪奇沥公铁大桥主桥设计关键技术

铁道工程学报 2024年第2期41卷 55-60页

作者：刘振标夏正春印涛张晓江徐伟伟杨得旺中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:洪奇沥公铁大桥是深江铁路的控制性工程,主桥采用主跨808 m公铁合建斜拉桥一跨跨越洪奇沥水道,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。结合建设条件、结构特点及使用性能,对主桥结构体系、主梁横断面及结构形式、索-塔锚... 详细信息

研究目的:洪奇沥公铁大桥是深江铁路的控制性工程,主桥采用主跨808 m公铁合建斜拉桥一跨跨越洪奇沥水道,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。结合建设条件、结构特点及使用性能,对主桥结构体系、主梁横断面及结构形式、索-塔锚固结构、施工方法等关键技术展开研究,确定技术合理可行和经济节约的设计方案。研究结论:(1)首创了短边跨叠合板-桁组合梁斜拉桥结构体系,主桥长度减少20%,节省工程投资;(2)首次在4线铁路公铁合建斜拉桥上采用倒梯形双主桁截面,桥面布置紧凑、受力明确;(3)提出的边跨主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合结构,集结构受力和锚固压重于一体,施工便捷;(4)发明了“自平衡交叉锚固+齿块锚固”的索-塔混合锚固方式,技术经济性高;(5)钢主梁创新采用“纵向大节段+横向分块”施工方法,解决了超宽超高超重整节段钢桁梁运输受既有桥净空限制的难题;(6)本研究成果可为公铁合建桁梁斜拉桥设计提供参考或借鉴。

关键词：公铁合建短边跨斜拉桥双主桁叠合板-桁组合梁自平衡交叉锚固

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高地应力软岩隧道长期稳定性分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 60-67,89页

作者：邓云纲中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:高地应力软岩具有明显的流变特性,流变过程中岩体参数随时间发生变化。本文结合梁王山隧道的设计施工方案,采用Cvisc模型对其施工过程及运营期间的围岩和支护的受力和变形情况进行分析,查明了隧道在施工阶段和长期运营阶段的... 详细信息

研究目的:高地应力软岩具有明显的流变特性,流变过程中岩体参数随时间发生变化。本文结合梁王山隧道的设计施工方案,采用Cvisc模型对其施工过程及运营期间的围岩和支护的受力和变形情况进行分析,查明了隧道在施工阶段和长期运营阶段的应力、应变和变形特性以及隧道支护结构的内力与变形随时间发展规律。研究结论:(1)在软岩隧道工程施工中,施工时应对隧道初支拱脚处适当加固,控制拱脚变形;(2)不仅要保证施工期的安全,更需要关注隧道在后期运营过程中的长期稳定性;(3)需根据全寿命周期内的围岩流变稳定状态设计支护结构的刚度,从而确保隧道结构长期稳定;(4)本研究成果可为高地应力软岩隧道施工安全和长期稳定性研究提供参考。

关键词：软岩隧道长期稳定性流变高地应力数值模拟

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合肥老黏土地层矩形顶管引起的地表沉降分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 18-23页

作者：李志敏中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施... 详细信息

研究目的:矩形顶管法因为有效空间利用率高、覆土浅等优点,近年来在工程中得到广泛的应用。本文基于耀远路站1号、2号矩形顶管过街出入口工程实例,采用随机介质理论、Plaxis有限元分析、工程现场监测的方法,分析合肥老黏土地层中顶管施工引起的地表沉降变形规律,以期为类似工程提供参考。研究结论:(1)合肥老黏土地层中的顶管施工主要引起上部地层沉降,沉降主要由管节与土体之间的建筑空隙造成;(2)随着顶管的掘进,地表沉降呈现出先缓慢增加后急剧增加最后又趋于平缓的特点,顶管施工主要影响范围以开挖面为分界线,前部影响范围约为3z0(z0为顶管埋深),后部影响范围约为z0;(3)横向地表沉降基本以顶管中心线为轴线对称布置,影响范围约为中心线两侧各2z0;(4)本研究成果可为老黏土地层中矩形顶管的设计和施工提供参考。

关键词：矩形顶管地面沉降随机介质理论合肥老黏土

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秦望广场塔楼沉降后浇带提前封闭技术研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 85-92页

作者：江胜学中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:带超高层物业开发的大型地下综合体,为了不影响裙房和地下室提前投入使用,需要研究超高层建筑沉降后浇带提前封闭可行性,通过杭州富阳秦望广场通道工程实际项目,采用有限元整体建模分析,提出了残余沉降差计算方法,利用试桩静... 详细信息

研究目的:带超高层物业开发的大型地下综合体,为了不影响裙房和地下室提前投入使用,需要研究超高层建筑沉降后浇带提前封闭可行性,通过杭州富阳秦望广场通道工程实际项目,采用有限元整体建模分析,提出了残余沉降差计算方法,利用试桩静载试验P-S曲线确定了桩基线刚度参数,推导出沉降后浇带提前封闭楼层,通过实际监测数据,对理论计算结果进行对比验证。研究结论:(1)试桩线刚度与单桩承载力特征值比值在76~119之间,与传统经验值100倍单桩承载力特征值相比,试桩结果离散性较大;(2)塔楼总沉降量与楼层数关系不大,与桩基线刚度取值关系较大;(3)塔楼桩基采用相同线刚度,楼层数与总沉降量成正比;(4)塔楼沉降呈线性发展趋势,理论计算与监测数据基本一致,因成桩工艺控制不稳定,导致工程桩线刚度有离散性,理论计算沉降速率与监测相比均偏小,导致后浇带提前封闭楼层判断有误差;(5)本研究成果可为超高层建筑提前封闭沉降后浇带设计提供参考。

关键词：沉降后浇带提前封闭残余沉降差超高层建筑桩筏基础沉降速率

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基于互联互通的市域铁路网络节点模式选择

铁道工程学报 2024年第4期41卷 1-6,12页

作者：余攀中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:采用系统性方法探讨互联互通条件下市域铁路网络节点模式的选择方法,以上海市域铁路网络为例,旨在实现市域铁路网络的高效运行和区域的有机连接。本文研究集中于互联互通节点的功能定位、枢纽等级、位置选择及其与近沪城市的... 详细信息

研究目的:采用系统性方法探讨互联互通条件下市域铁路网络节点模式的选择方法,以上海市域铁路网络为例,旨在实现市域铁路网络的高效运行和区域的有机连接。本文研究集中于互联互通节点的功能定位、枢纽等级、位置选择及其与近沪城市的有效衔接,以期提供一种优化市域铁路网络规划和建设的科学方法。研究结论:(1)互联互通节点的合理选择和布局对于提升市域铁路网络的运行效率和区域连接性具有决定性意义;(2)互联互通节点的功能定位、枢纽等级和位置选择是实现市域铁路网络高效运行的关键因素;(3)通过系统性研究和分析上海市域铁路网络,提出的节点模式选择方法可为其他城市的市域铁路规划和建设提供参考。

关键词：铁路运输市域铁路互联互通节点模式选择网络规划