公路高陡边坡含软弱层灰岩的劣化特性研究

奥陶系灰岩具有成岩作用好、强度高、脆性大的特点。而岩体由于其特殊的形成条件，在岩体中存在大量的矿脉结构，易受风化作用的影响；同时，节理发育也会导致岩体劣化。以太行山奥陶系灰岩为研究对象，进行了室内干湿交替试验，得到了石灰石的劣化特征，建立了波速与空隙之间的数学模型。研究表明：(1)岩样声波波速在干湿交替过程中逐渐减小，并且横波比纵波的变化更为明显，由此说明灰岩的剪切特性发生较强的劣化；(2)试验中存在3种不同的劣化形式，即原生裂纹发育、矿脉延伸和表面剥蚀，在研究中以矿脉延伸为主要劣化形式；(3)矿脉劣化主要表现为颗粒脱落和空隙延伸，减弱了声信号能量的耗散；(4)利用大开空隙率、抗拉强度和点荷载强度建立了灰岩的劣化模型，可见其呈“S”型增长(减小)。     

随机运输时间下集装箱海铁联运箱流径路优化方法

集装箱在海铁联运过程中容易受到各种不确定因素的影响, 导致运输时间波动, 进而影响货物的送达准点率。为有效降低不确定运输时间的影响, 兼顾运输过程的经济性和绿色可持续性优化集装箱海铁联运箱流径路。采用随机机会约束规划构建运输总费用最少和碳排放量最低的多目标模型。在约束条件中引入铁路和海洋期望运到时间, 并对超过期望运到时间的径路进行惩罚处理, 保证运输径路的优越性。考虑一站直达和中转换装这2种运输组织模式, 克服现有研究未考虑货源是否充足的缺陷。运用不确定及概率论相关理论知识将不确定约束转化为线性约束。以西安至洛杉矶的集装箱货物出口径路优化为案例背景, 采用NSGA-Ⅱ算法求解, 并通过贪心算法改进初始化种群以及基于logistics分布的概率选择算子改进精英选择算子。通过对比分析得到以下结果: ①算法优化后运输总费用减少23.15万美元, 碳排放减少6.69 t, 同时算法求解速度提高了75.36%;②将本文模型选用的随机规划和模糊规划进行对比, 发现随机规划解集数量多于模糊规划, 且二者在相同输送径路中的运输总费用和碳排放量均优化了10.65%。因此本文模型和算法具有良好的优化效果。进行灵敏度分析, 观察置信水平以及时间影响系数对目标函数和货物送达准点率的影响。结果表明: ①较高的铁路和海洋运输置信水平会提高货物的运输总费用。②时间影响系数和货物送达准点率呈负相关, 影响系数越大货物送达准点率越低。      

考虑施工过程的浅埋软弱隧道管棚变形预测及参数敏感性分析

目前的隧道管棚计算方法和理论解析存在计算繁杂,计算参数的选择对分析结果的正确性影响较大且无法获得精确的理论解或简化的计算公式等问题。文章基于Winkler弹性地基梁理论,考虑隧道施工过程中围岩扰动特性、支护未封闭不完全承载特性、地层反力系数差异特性及荷载分布不均匀特性,建立了管棚超前预支护变形理论计算模型,并通过求解24阶方程组获得超前管棚预支护理论解析。结果表明:1)解析解与数值解和现场实测值吻合度较高,解析解可用于管棚变形预测;2)管棚直径、开挖进尺、地层反力系数均存在最优参数取值,环向间距与管棚变形呈正比例关系,管棚长度并非越长越好,只需满足管棚远端超前掌子面前方2倍台阶高度即可;3)实际施工过程中,通过调整管棚参数来控制隧道拱顶沉降效果从优到劣的顺序为:开挖进尺、注浆改善地层力学性质、环向间距、直径、长度。     

有轨电车曲线段设备限界计算模型研究

根据有轨电车、线路、轨道等技术参数和直线段下设备限界控制点,采用解析几何方法,导出不同编组类型有轨电车曲线段曲线几何偏移引起的加宽和加高量计算公式。结合《地铁限界标准》(CJJ96-2003)中计算公式,建立水平曲线段设备限界控制点坐标的计算模型。利用Matlab软件中的图形用户界面GUI开发了曲线段设备限界计算软件,并通过实例计算验证了该软件的可行性和有效性,为计算有轨电车曲线段设备限界提供了一种有效方法。     

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要，研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先，基于实测交通流数据，按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本，选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征；其次，改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性，即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性，同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值，以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响；最后，通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载，分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上，对交通流状态划分具有良好的适用性；通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显，其占有率也大不相同，同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好；同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大，其变异系数均在0.2以上，尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后，这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有效、准确的，对相关大跨桥梁结构安全及耐久性评估有一定的参考价值。     

外海钢管斜桩嵌岩混凝土芯柱成孔技术

在外海无掩护孤立墩施工环境条件下,灌注桩斜向成孔一直是施工难点。分析斜桩嵌岩混凝土芯柱在硬度较高岩层中成孔时存在的钻孔偏位、坍孔、钻孔进尺缓慢等施工难点及原因。采取针对性措施:选用气举反循环回旋钻机、采用采用牙轮滚刀钻头、钻杆中部加设导向装置、采用海水制浆泥浆护壁、合理调整钻压钻速等参数,成功克服了此类条件下灌注桩斜向成孔施工中的难点问题,形成外海斜桩嵌岩成孔技术,为同类工程提供借鉴。     

MMC-HVDC系统阀侧故障特性分析

针对MMC-HVDC系统典型的阀侧单相对地短路故障进行建模和分析。忽略暂态过程中子模块投切时数量的不对称,分别建立了阀侧母线单相接地短路时的交流侧等效电路和直流侧等效电路,进而推导了故障状态的阀侧母线电压和电流、直流侧电压和电流的暂态公式,分析了故障前后的这些电量变化以及对中性点电流、输入和输出、有功和无功功率的影响。以±20 k V/43.2 MW的上海柔性输电工程为例,通过Matlab/Simulink仿真试验与建立的解析公式模型进行对比,证明了暂态分析公式与电路仿真模型的分析结果一致,最后清晰地阐明了MMC-HVDC系统单相对地短路的故障特性。     

集成IGBT驱动器的故障检测与故障模式识别

现代电力电子变流系统中,IGBT以及集成化的IGBT驱动器得到越来越广泛的应用,本文针对Concept公司的SCALE系列IGBT驱动器,通过对该驱动器反馈信号特性以及与驱动信号的相位关系等方面的分析,进行了故障检测的电路设计。通过CPLD程序设计,实现了集成IGBT驱动器的故障模式识别,有效提高了故障检测的实时性,最后通过仿真对本设计进行了验证。