临潼大水沟泥石流特征分析及危险性评价

研究目的:大水沟位于西安临潼区,大水沟泥石流是典型暴雨型泥石流。以其实测资料为基础,分析其流域特征、成因特征,选用合理的经验公式确定其主要特征值。在此基础上,建立一简捷、实用的泥石流危险性评价模型,模型应用权的最小平方法来确定评价因子权重,确保了权值的准确性。泥石流危险性模型的建立可为泥石流预测预报以及防治工程提供依据。研究结论:研究结果表明选用流域最大相对高差、泥石流可能发生规模、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、主沟平均比降、影响区人口密度、24 h最大降雨量、泥砂补给段长度比等9个因子作为泥石流危险性评价因子是合理、可行的。利用模型对大水沟泥石流的危险性进行评价,结果为高危险。评价结果与大水沟泥石流的危害现状及活动趋势非常吻合。证明该模型用于泥石流危险性评价是有效和可行的,具有一定的理论和现实意义。     

完尕滩泥石流对新建兰合铁路的影响评价

通过对完尕滩泥石流流域的地质调绘、走访和资料搜集,查明泥石流流域内的地层岩性和松散堆积物数量、地形与沟床纵坡以及径流动力,明确泥石流的类型、规模。再运用流域环境条件量化权重标准,对泥石路沟的12个单因子定量或半定量评价,判定出泥石流沟的活动性和激发暴雨类型。计算出泥石流流体密度、流量和最大一次淤积量等相关参数。并对铁路在泥石流通过区的冲淤状态进行检算。最后结合新建兰合铁路与泥石流沟的相对空间关系,分析评价该泥石流沟对拟建兰合铁路的影响程度,并提出合理的工程措施建议。     

基于可拓学的列车自动驾驶算法研究

以可拓学理论为基础研究列车自动驾驶算法,该算法兼顾了列车运行的安全性、舒适性、节能性、停车精度等性能指标.通过对列车自动驾驶优化操作策略进行分析,建立了评价列车运行过程的物元模型,确定关联度函数对各性能指标进行量化,利用层次分析法得到性能指标的权重,在此基础上用可拓学中的优度评价法以滚动优化的方式实现得到优化策略.本文将可拓学应用于列车自动驾驶,该方法不需要建立精确的数学模型,为研究列车自动驾驶算法提供了一个新的方向.     

基于全生命周期的铁路客运站绿色等级评价

铁路客运站作为城市交通系统的重要节点,在城市绿色交通系统建设中处于重要地位。对客运站绿色等级进行科学评价是指导绿色客运站规划、建设的基础。根据绿色建筑定义,结合铁路客运站特点,提出绿色客运站及客运站绿色等级的概念;基于全生命周期原则,构建规划设计、建设以及运营各阶段客运站绿色等级评价指标体系;以可拓学理论为基础建立客运站绿色等级物元评价模型,运用G1法确定各指标权重。最后对H客运站进行绿色等级评价,利用MATLAB实现评价过程中的矩阵运算。结果表明:物元模型适用于客运站绿色等级评价。     

基于熵权-物元模型的轨道交通建设时序研究

结合轨道交通建设特点,基于物元可拓数学方法、熵权理论和关联度函数,建立轨道交通建设时序决策的熵权物元可拓模型。该方法首先结合熵权理论,根据指标差异度对评价指标进行客观赋权;其次通过客观标准对评价指标的经典域进行区间界定,利用综合关联度将多指标的评价模型转化为单目标决策;然后依据定量测算的加权综合关联度值综合判定建设时序,最后以成都市轨道交通线网进行实例分析。结果表明:该决策算法所确定的结果与实际建设时序一致,且该算法可以极大拓展研究范围,表征更多分异信息,有效支撑城市轨道交通线网建设时序的综合决策。     

铁路选线设计方案物元优选模型及其应用研究

铁路选线设计方案优选是一个多目标决策问题。根据铁路选线设计方案优选评价的内容和特点,从技术可行性、经济合理性、施工及环境影响和社会政治经济意义4个方面建立了评价指标体系。在此基础上,应用物元可拓理论,并结合AHP权重确定方法,依据优选评价等级划分标准,提出了铁路选线设计方案物元优选综合评价模型,可较好地反映铁路选线设计方案的内涵,对铁路选线设计方案的优选评价有借鉴作用。实证研究表明,此评价模型可用于判定铁路选线设计方案优选达到的程度,以及进行不同时期铁路选线设计方案的比较。     

基于模糊可拓理论的山区铁路线路方案对比研究

复杂艰险山区铁路方案比选是一种复杂性高、技术性强、影响范围广的多目标决策问题。为科学有效地评价线路方案的优劣,利用梯形模糊层次分析法和可拓理论,建立基于梯形模糊可拓理论的山区铁路线路方案评价模型。首先,根据复杂山区铁路的特点及其所处工程环境,建立多层次多指标线路方案评价体系;其次,利用梯形模糊数AHP确定指标权重;然后,利用可拓学中的关联度法来确定方案目标层的优度等级和优度评价法,对线路方案进行总体评价;最后,通过具体的实例分析证明了该评价方法的可行性和实用性。     

基于博弈论-可拓云模型的隧道围岩稳定性评价

围岩稳定性评价是隧道施工中需要解决的重要问题。针对隧道围岩稳定性评价的多指标性和不相容性,将博弈论与主客观赋权法相融合,结合云模型理论对可拓理论进行改进,建立隧道围岩稳定性评价的博弈论—可拓云模型。以某隧道3种围岩地段为例,选取岩体完整性、单轴抗压强度、结构面平均间距等6个因素为评价指标,利用物元理论构造物元,运用云模型确定各类别等级的正态云关联度,将博弈论用于赋权得到组合权重,将各类别等级的关联度与组合权重相结合,从而得到等级特征值,并通过等级概念云图确定隧道围岩稳定性等级,经与既有方法进行对比,验证模型的可靠性。将该模型进一步应用于京广铁路大瑶山隧道试验洞段中,结果表明:该模型评价结果与工程实际相符,考虑传统经典域中各指标的模糊性与随机性,避免隶属于单一等级的弊端,并计算出不同等级的概率,为围岩稳定性评价提供一种科学合理的参考方法。     

基于可拓学的生态影响评价方法在铁路选线中的应用

针对铁路工程选线的特点,从生态环境影响的评价指标选取入手,用优势度指数、均匀度指数、树木生长率等18项指标反映铁路工程建设对生态环境影响的各个方面。采用可拓学理论中优度评价法建立评价模型,按照确定待评物元、确定权系数、筛除不满足必备条件方案、建立关联函数并计算合格度、合格度规范化、计算优度等步骤进行定量的分析评价。通过对各待评方案优度值的比较,进行合理方案的选取。运用该评价方法对工程实例进行的评价分析证明,该方法具有简单、直观等优点,为在考虑铁路建设的生态环境问题基础上的线路方案选择提供一种新的综合评价方法。     

泥石流遥感研究的新方法

在我国 20年来泥石流遥感调查所取得成绩以及存在问题的基础上,尝试用新方法对泥石流进行研究,即采用不同时相的遥感资料对泥石流沟的发展作出评估;用GPS技术对泥石流沟进行准确定位,建立具有准确空间位置的数据库;通过数字化航片的方法建立小流域数字高程模型,并利用GIS技术,获取精确的泥石流因子数据,为泥石流的定量研究及其活动趋势分析服务。实践证明该方法是一种优于传统研究手段的泥石流遥感研究新方法。     

季冻性寒区隧道波纹钢排水沟性能研究

寒区隧道施工中,排水沟防冻害保护措施至关重要。本文依托太锡铁路太崇段崇礼隧道工程,对季冻性寒区隧道波纹钢排水沟的适应性进行相关研究,通过数值计算对波纹钢排水沟结构强度及防冻害性能进行分析,结果表明波纹钢排水沟在正常荷载作用下最大应力约153 MPa,管体水平和竖直变形约6 mm;在保温方面当波纹钢排水沟埋深2.5 m时可以保证其内温度不低于0℃,可以满足铁路正常运营。本文研究方法对今后工期紧张的寒区隧道排水沟施工建设具有一定工程价值和现实意义。     

保温渗水暗沟处理高寒冻土医路基地下水技术

针对青藏铁路建设中存在的高寒冻土区路基地下水处理问题,系统地论述了采用保温渗水暗沟处理高寒冻土区深路堑、浅路堑、路堤地基等不同地形、地质条件下路基地下水时的相应排水构造、施工方法及注意事项,并阐明了保温渗水暗沟的排水机理和应用意义。     

严寒地区铁路隧道中心深埋水沟设置长度计算方法

严寒地区铁路隧道防寒措施的合理设置直接关系到铁路运营安全。通过对已建成严寒地区隧道排水通道局部结冰情况和太阳辐射对应关系进行分析,隧道洞口的太阳辐射大小是影响隧道排水通道局部结冰的关键因素。为降低隧道冻害在铁路安全运营中产生的危害,量化计算严寒地区铁路隧道中心深埋水沟的设置长度,建立了隧道洞口太阳辐射评价标准,并基于已建成的位于严寒地区铁路隧道优化后的中心深埋水沟设置长度,结合太阳辐射指标、最冷月平均气温,采用麦夸特法(Levenberg-Marquardt)非线性回归计算出公式待定参数,得到了严寒地区隧道中心深埋水沟设置长度计算公式。     

平原地区铁路隧道两端路堑排水方案研究

受制于外部因素,平原地区铁路隧道越来越多,隧道两端的排水问题较为突出,结合某铁路工程3座地处平原地区的隧道工程,充分考虑隧道所处的地形特点、气候特征、地质条件、隧道施工方法和线路纵坡等因素,发散思想,提出"提升雨水后向隧道周边自然沟渠排水、向隧道对侧自然沟渠排水、向大气排水、采取工程措施防止雨水进入"等多种排水新理念,综合各个专业的功能需求和设计手段,逐一研究和比选,最终分别选择"暗涵向隧道对侧自然沟渠排水,明暗结合排水沟渠向隧道对侧排水,向大气排水"3种工程形式,解决工程面临的排水功能需求和投资控制两大矛盾。     

强风区铁路风沙防治工程最大输沙量与携沙风荷载计算方法

针对强风区铁路风沙流灾害防治工程,开展最大输沙量和强风携沙风荷载2个最关键工程计算问题的研究。结合现场踏勘资料与测试数据,分析风向、风力和持续时间3个影响因素对最大输沙量矢量合成与计算的控制影响,基于优势强风流理论,归纳给出信风型、季风型和对流型3种典型工程风型的输沙量计算方法,并且为准确采集沙样数据,专门设计出能随主风向自动转动的野外自动风导向积沙仪。基于现场测试数据,根据相似准则与量纲和谐原理,推导强风区携沙风单位体积沙砾颗粒流体平均飞跃速度计算公式,用于强风区携沙风冲击荷载计算,计算结果符合工程实际,满足工程计算要求。     

高速铁路隧道空气动力效应对水沟盖板稳定性的影响研究

采用数值模拟方法,对高速列车在隧道内运行过程中所产生压力变化过程和分布特性进行分析;计算列车运行过程中隧道内不同位置最大负压;探讨隧道内列车运行负压作用下水沟盖板稳定性计算方法;确定盖板不同漏气面积下密封指数;分析不同行车工况及不同漏气面积条件下水沟盖板稳定性。结果表明:隧道内水沟盖板承受正负交替压力,其中负压峰值较大,对水沟盖板稳定性影响显著。水沟盖板提升量随盖板顶面漏气面积减小而明显增大。当盖板漏气面积小于5cm2时,盖板稳定性不能得到保证。我国目前高速铁路隧道水沟盖板在350km/h会车工况下,盖板提升量不大于0.6mm,列车通过时盖板会出现响动。可适当增大隧道内水沟盖板手孔尺寸以减小这种响动。     

深埋地下车站排水设计探讨

研究深埋地下车站污水系统、废水系统的设计难点和技术解决方案。以地下埋深约 60 m 的青秀山站为例,提出深埋车站污水系统、废水系统排水提升的设备选型和排水方式。通过技术分析和方案比选,明确青秀山站污 水系统采用半真空污水提升装置并采用二次接力提升的排水方式;对于站厅层和站台层间实土层约为 20 m、废水无法重力流到站台层排水沟的现象,采用站厅层设置集水坑的方案。站台层及以上楼层的废水均通过设置于站厅 层的集水坑收集,再经潜水泵二次接力,就近排入集水坑或直接提升排至室外。站台层的主废水泵房提升泵不采 用潜水式的潜水泵,而是采用置外型立式泵提升方式。青秀山站的污水系统、废水系统的排水方式在实际运维中 运行良好,为深埋地下车站的排水系统设计提供了新思路。     

敞开式TBM施工铁路隧道仰拱预制块关键设计参数研究

以敞开式TBM施工特长铁路隧道仰拱预制块结构为研究背景,基于荷载结构设计理论,采用有限元软件ANSYS构建二维平面分析模型,研究了仰拱预制块圆心角、中心水沟沟槽深度、宽度等参数对衬砌结构变形、受力特性的影响规律。研究结果表明:圆心角对仰拱预制块变形、内力影响较小,设计中应根据仰拱预制块拼装技术及轨道结构要求来确定;中心水沟沟槽底至仰拱预制块底部间距h对仰拱预制块变形、内力影响较大,设计中间距h应大于复合式衬砌厚度;扩大中心水沟宽度,可有效降低集中应力值,在满足轨上结构承载能力的前提下,设计中可适当扩大中心水沟宽度来增大隧道排水能力。     

电伴热系统在浩吉铁路隧道冻结防治中的应用

隧道穿越寒冷、严寒地区,在含水环境下易发生冻结现象,严重威胁行车安全。随着我国寒区隧道的大规模建设,寒区隧道冻结防控大多采用“防、排、保温结合”的方式,保温排水系统设计包含侧沟式或中心埋置式保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞等方式。以浩吉铁路寒区隧道为例,在前期既有聚氨酯保温侧沟措施下,结合现场出现的侧沟冻结、仰拱填充层积水积冰等问题,采用在侧沟、填充层中央排水槽设置电伴热系统加热,在洞外排水暗管内设置加热电缆等保温措施,解决积冰冻害问题,确保列车运营安全。