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软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

铁道工程学报 2024年第2期41卷 68-73页

作者：焦忺玥董秀竹林森斌中国铁路设计集团有限公司天津300142

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深... 详细信息

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

关键词：软土双线盾构隧道下穿机场跑道不停航注浆圈厚度沉降规律

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铁路线站设计用几何计算内核的构建与应用

铁道工程学报 2024年第2期41卷 86-92,99页

作者：许胜博中国铁路设计集团有限公司天津300142

研究目的:传统铁路线站设计软件高度依赖于特定的图形平台,限制了软件的可移植性和独立性,不利于铁路线站设计软件的自主发展。为此,本文通过对线站设计用几何计算内核架构、几何算法及第三方图形平台解耦机制的研究,旨在构建一个独立... 详细信息

研究目的:传统铁路线站设计软件高度依赖于特定的图形平台,限制了软件的可移植性和独立性,不利于铁路线站设计软件的自主发展。为此,本文通过对线站设计用几何计算内核架构、几何算法及第三方图形平台解耦机制的研究,旨在构建一个独立于图形平台的铁路线站设计用几何计算内核,使得线站设计业务逻辑与特定图形平台解绑,使其能够适应不同的操作系统和图形平台,从而提高铁路线站设计软件研发的自主性。研究结论:(1)本文提出的几何计算内核架构可扩展性强,核心算法通用度高,能够满足各类铁路线站设计场景;(2)与第三方图形平台相比,本文提出的几何计算内核在铁路线站线型支持、绘制方法、计算精度、计算效率、跨平台移植方面具有明显优势;(3)通过在实际生产项目上的应用,证明了本文提出的几何计算内核可作为线站设计软件研发的底层内核,同时通过对线型定义层的拓展,几何内核构建方法及相关解耦机制也可为其他线性工程设计软件的自主研发提供借鉴。

关键词：铁路线站设计软件几何计算内核缓和曲线算法图形平台解耦

市域铁路60 kg/m钢轨12号可动心轨无砟道岔设计

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铁道工程学报 2024年第5期41卷 6-10页

作者：严安宁王阿利中铁宝桥集团有限公司宝鸡721006

研究目的:市域铁路对城市和区域发展起着重要的支撑和带动作用,多个城市已建或正建。道岔是轨道线路的薄弱环节,是影响列车安全平稳通过的关键因素。为保障高密度运营和减少日常维修,市域铁路轨下基础以无砟轨道为主,但配套的无砟道岔较... 详细信息

研究目的:市域铁路对城市和区域发展起着重要的支撑和带动作用,多个城市已建或正建。道岔是轨道线路的薄弱环节,是影响列车安全平稳通过的关键因素。为保障高密度运营和减少日常维修,市域铁路轨下基础以无砟轨道为主,但配套的无砟道岔较少,有必要为正线设计60 kg/m钢轨12号可动心轨无砟道岔。研究结论:(1)通过采用复曲线道岔平面线型,提升了列车侧向通行的平顺性;(2)通过优化尖端结构,延长了曲线尖轨服役寿命;(3)通过采用可动心轨辙叉,解决了轮轨噪声扰民问题;(4)通过设置防跳机构,避免了列车高速过岔时尖轨、心轨跳动;(5)通过研究尖轨和辙叉跟端传力机构,保障了岔区无缝线路的实现;(6)通过优化滑床板和护轨垫板结构,增强了钢轨扣压稳定性;(7)通过研发三元乙丙橡胶扣件系统,满足了无砟道床低刚度要求;(8)本文研究成果对铁路科研单位及道岔制造厂家在市域铁路道岔设计研究方面具有参考作用。

关键词：市域铁路无砟道岔结构设计可动心轨辙叉

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近海工程多道地震高分辨率处理技术应用研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 17-22页

作者：刘振明周学明祁晓雨中国铁路设计集团有限公司天津300251

研究目的:跨海大桥、海底隧道等重大工程建设需要通过多道地震方法查明海域沉积层结构与厚度、断裂分布与活动性特征、基岩起伏与风化层厚度,以及特殊地质体分布范围等。但是在近海海域多道地震施工的条件受到诸多限制,如水深较浅、流... 详细信息

研究目的:跨海大桥、海底隧道等重大工程建设需要通过多道地震方法查明海域沉积层结构与厚度、断裂分布与活动性特征、基岩起伏与风化层厚度,以及特殊地质体分布范围等。但是在近海海域多道地震施工的条件受到诸多限制,如水深较浅、流速大、养殖区和渔业活动密集等,进而导致采集电缆较短且缺乏姿态控制,同时由于采集电缆较短产生覆盖次数少、速度分析困难等问题。最终获得的地震资料品质相对较差,存在信噪比低、多次波发育、电缆姿态不好等问题,需要进行针对性地分析和处理。研究结论:(1)地震数据经过联合噪声压制、多次波组合压制、提高覆盖次数、电缆时差校正等技术处理,显著提高了地震剖面的分辨率和信噪比;(2)处理后的地震剖面自浅至深各主要反射层的产状和构造形态清晰,地质现象清楚;(3)针对数据处理中遇到的噪声类型复杂、多次波压制难度大、速度分析困难等难点和挑战,总结出了一套适用于近海工程的多道地震数据处理技术流程,对后续近海工程高分辨率多道地震探测的数据处理工作具有一定的指导意义。

关键词：近海工程多道地震噪声压制多次波

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多因素耦合效应对层状千枚岩动力特性的影响

东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 372-381页

作者：许江波孙国政侯鑫敏余洋林长安大学公路学院陕西西安710064 陕西建工第十二建设集团有限公司陕西安康725000

为了研究不同长径比和倾角下应变率对层状千枚岩动力特性的影响,选用4种倾角(α=0°,30°,60°,90°)两种长度(L=25,50 mm)的层状千枚岩为研究对象,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行不同冲击气压(p=0.150,0.175,0.200,0.225和0.250... 详细信息

为了研究不同长径比和倾角下应变率对层状千枚岩动力特性的影响,选用4种倾角(α=0°,30°,60°,90°)两种长度(L=25,50 mm)的层状千枚岩为研究对象,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行不同冲击气压(p=0.150,0.175,0.200,0.225和0.250 MPa)的动态压缩试验.研究了两种长径比层状千枚岩不同应变率下动力特性的影响,分析了层状千枚岩层理倾角、长径比和应变率之间的耦合效应对层状千枚岩强度特征的影响关系.结果表明:动态压缩下两种不同长径比层状千枚岩动态抗压强度随层理倾角增加呈现先减小后增大趋势,动态峰值强度和峰值应变均随应变率增大而增大,层状千枚岩动态抗压强度与应变率呈幂函数关系;动态峰值强度关于倾角α和长径比L/D呈二元函数关系,在α=60°时,层状千枚岩动态抗压强度的长径比效应最为显著,在L/D=1时,倾角效应最为显著;不同倾角下,峰值应变在0°倾角下长径比效应最为显著,在90°倾角下长径比效应最弱;动态冲击下层状千枚岩动态抗压强度和峰值应变的应变率效应均强于长径比效应.

关键词：岩石力学层状千枚岩 SHPB试验动力特性多因素耦合

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微分光谱变换方法对土壤重金属含量反演精度的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1449-1456页

作者：白宗璠韩玲姜旭海武春林长安大学土地工程学院陕西西安710075 西北有色地质矿业集团有限公司陕西西安710054

随着我国工农业的日益发展,土壤中以镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)等为代表的重金属污染对人类生活产生了严重影响。高光谱遥感技术具有实时、无损、快速等优点,为高效准确地获取土壤重金属含量提供了科学手段。而在利用高光... 详细信息

随着我国工农业的日益发展,土壤中以镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)等为代表的重金属污染对人类生活产生了严重影响。高光谱遥感技术具有实时、无损、快速等优点,为高效准确地获取土壤重金属含量提供了科学手段。而在利用高光谱数据反演土壤重金属含量时,微分光谱变换方法的选择对遥感反演土壤重金属含量的精度有显著影响。为明确二者关系,基于研究区采集的60个土壤样品,测定其Ni、Fe、Cr、Cu、Pb等含量以及350~2500 nm波段范围的光谱反射率。在相关系数(CC)分析法的基础上通过改进离散粒子群算法(MDBPSO)优选遥感探测土壤重金属含量的特征波段。最终以优选出的特征波段作为自变量利用随机森林(RF)算法构建了Ni、Fe、Cr、Cu、Pb等重金属含量的估测模型。在对原始反射率数据进行高斯平滑的基础上,对比分析了一阶微分(R′)、对数倒数的一阶微分(1/lgR)′、倒数的一阶微分(1/R)′、指数的一阶微分(e^(R))′四种微分光谱变换方法对土壤重金属反演精度的影响。结果表明,在CC分析法的基础上,MDBPSO算法可以有效地降低光谱数据的冗余度,提高模型的运行效率。其中R′、(1/lgR)′、(1/R)′、(e^(R))′中对Ni、Fe、Cr、Cu、Pb敏感的特征波段个数分别至少减少了154、363、135、744和889个。(1/lgR)′、R′、R′、(1/R)′、R′光谱变换方法分别应用到Ni、Fe、Cr、Cu、Pb特征波段的组合运算中,得到的估测模型的精度优于其他微分变换方法;模型检验集的决定系数分别为0.913、0.906、0.872、0.912、0.876,均方根误差分别为0.743、0.095、2.588、1.541、1.453。本研究为利用遥感数据反演土壤重金属含量微分光谱变换方法的选择提供了科学的参考,为进一步实现土壤重金属含量的大面积高精度遥感监测提供新的思路。

关键词：遥感高光谱土壤光谱变换方法重金属改进离散粒子群随机森林

超大型钢桁梁步履式顶推+滑块滑移施工受力分析

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桥梁建设 2024年第5期54卷 156-162页

作者：李存良李鹏飞王锴张毅毅王浩陕西建工控股集团未来城市创新科技有限公司陕西西安712000 陕西建工集团股份有限公司陕西西安710003 陕西建工机械施工集团有限公司陕西西安710032

西安地铁10号线渭河特大桥主桥为主跨300 m的曲线上加劲连续钢桁梁桥,采用公轨合建,双层桥面布置,上部结构采用超大型钢桁梁与曲线加劲弦组合结构。主桥施工时先架设钢桁梁,再施工刚性加劲弦。钢桁梁采用步履式顶推+滑块滑移施工,顶推... 详细信息

西安地铁10号线渭河特大桥主桥为主跨300 m的曲线上加劲连续钢桁梁桥,采用公轨合建,双层桥面布置,上部结构采用超大型钢桁梁与曲线加劲弦组合结构。主桥施工时先架设钢桁梁,再施工刚性加劲弦。钢桁梁采用步履式顶推+滑块滑移施工,顶推采用南、北双向同步施工。为保证顶推施工过程中主体结构及临时支撑结构的受力安全,采用MIDAS Gen软件建立主桥有限元模型,采用生死单元法进行施工全过程分析,对钢桁梁承载力、支座反力、合龙阶段落梁变形调整值、合龙阶段温度效应影响、顶推过程中不同步的影响以及瞬时阵风作用下顶推体系承载力进行分析验算。结果表明:钢桁梁的承载力及瞬时阵风作用下顶推体系承载力均满足规范要求;钢桁梁顶推时墩顶最大支座反力取值24000 kN;南侧W05墩与北侧L08临时墩落梁变形调整值分别取-60 mm和-40 mm,以消除合龙口端部下挠变形;以环境温度20℃为参考值,整体升温不超过10℃和上、下弦温度梯度为10℃以内时对合龙影响不大;顶推过程中横、纵向瞬时不同步位移建议分别控制在5 mm和20 mm以内。

关键词：公轨两用桥钢桁梁步履式顶推滑块滑移施工阶段受力分析有限元法

我国深部冲击地压防控工程技术难题及发展方向

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1291-1302页

作者：潘俊锋夏永学王书文马文涛张晨阳王冰中煤科工开采研究院有限公司北京100013 中国中煤能源集团有限公司北京100120 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400000 陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳711300

随着煤矿开采深度不断加大,我国深部冲击地压发生及其防治变得常态化,为了提高深部冲击地压防控技术成效,从深部冲击地压防控现场工程技术难题出发,结合灾害防治工程实践数据统计,分析了我国深部冲击地压防控因自身地质赋存地应力高,人... 详细信息

随着煤矿开采深度不断加大,我国深部冲击地压发生及其防治变得常态化,为了提高深部冲击地压防控技术成效,从深部冲击地压防控现场工程技术难题出发,结合灾害防治工程实践数据统计,分析了我国深部冲击地压防控因自身地质赋存地应力高,人为开采扰动范围大,灾害防治过程围岩卸压后应力恢复快,冲击地压防治成效低下原因归结于防冲卸压工程实施与浅部开采相比,面临“三高一低”防控技术新要求,包括高强度的大尺寸钻孔卸压,以解决厚硬煤层不容易塌孔问题;小间距高密度施工钻孔,以解决钻孔卸压范围不联通问题;多轮反复高频度施工,以解决深部煤层卸压后应力恢复快问题;采掘工作面进尺低速度推进,以解决开采扰动强度大问题。针对深部冲击地压“三高一低”防控新要求模式,为了进一步提高冲击地压防控安全可靠性,以常规源头防控冲击地压采用优化开拓开采部署的局限性为背景,提出了深部冲击地压上覆岩层结构与载荷主动调控区域防控冲击地压技术,并提出了进一步需要解决的科学问题;以近年来几起典型的冲击地压事故存在防治方案“漏靶”问题为背景,开发了深部冲击地压采掘空间局部靶向防控技术,并指出了下一步还需要解决的科学难题;以煤矿冲击地压防治措施实施后,难以评判安全性问题为背景,提出了深部冲击地压防治卸压达标评判技术,并指出了下一步还需要解决的科学难题;以煤炭行业大力推广开采智能化,治灾仍需靠人工,人员处于高危环境作业问题,探索了深部冲击地压防治过程智慧智能化新兴研究方向及其面临的科学难题。最后,客观的指出,冲击地压防控绝不纯粹是理论与技术问题,人类对专业问题的认知也是酿成事故的重要原因之一,结合现场工程实践,讨论了冲击地压概念、冲击地压机理是否清楚、冲击地压能否预测、冲击地压能否防治以及冲击地压矿井怎么办等行业焦点专业问题,指出冲击地压工程难题是人类与自然界作斗争,需要从业人员客观认知,客观接受并深入研究,成效是显著的。

关键词：冲击地压深部开采 “三高一低” 源头防控靶向防控卸压达标智能防冲

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煤矿覆岩主控致灾层位危险识别及现场应用

煤炭学报 2024年第6期49卷 2589-2603页

作者：马玉镇朱斯陶潘俊锋高永涛张修峰姜福兴刘金海王冰陈洋北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 山东能源集团有限公司山东济南250014 陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳711300

针对煤矿地面水力压裂技术施工中工作面覆岩主控致灾层位难以准确辨识的难题,以孟村煤矿401102工作面地面水力压裂工业试验为背景,采用理论分析、微震监测、现场调研等方法,揭示了煤矿厚硬覆岩运动诱发矿震和冲击地压的动力灾害机理,分... 详细信息

针对煤矿地面水力压裂技术施工中工作面覆岩主控致灾层位难以准确辨识的难题,以孟村煤矿401102工作面地面水力压裂工业试验为背景,采用理论分析、微震监测、现场调研等方法,揭示了煤矿厚硬覆岩运动诱发矿震和冲击地压的动力灾害机理,分析了基于载荷三带理论的厚硬覆岩分区运动特征与诱发动力灾害之间的关系,建立了基于关键层运动状态的矿震能量预测模型与采场等效附加应力估算模型,提出了基于K-means聚类算法和肘部法则的煤矿覆岩主控致灾层位识别技术方法,确定了现场压裂施工层位并进行工业试验,根据现场微震监测数据及理论分析结果进行了效果验证,得到结论如下:孟村煤矿401102工作面致冲关键层及矿震关键层均为距离煤层66 m的安定组关键层R9,其初次破断运动采场等效附加扰动应力理论值为7.23 MPa,初次破断运动释放矿震能量理论值为6.08×105 J,致灾危险性较强;震−冲关键层压裂后,矿震能量理论值降幅94%,采场等效附加扰动应力理论值降幅76%,工作面上方5×10^(3)J大能量微震事件出现明显上移趋势,上移量约为15 m;10^(3)J及以上能级微震事件频次占比显著下降,由60.39%降至17.89%,最大微震事件能量由6.65×10^(5)J降至9.75×10^(3)J;10^(2)J及以下能级微震事件频次占比显著上升,由39.61%增至82.11%。

关键词：地面水力压裂冲击地压矿震覆岩主控致灾层位识别方法