大型三维地质力学模型试验系统研制及其应用研究

为研究泥灰岩隧道开挖诱发突涌水灾害机制及信息演化规律，以兰州至海口国家高速公路秦峪隧道为工程依托，研制泥灰岩隧道围岩相似材料，研发大型隧道突涌水三维地质力学模型试验系统。该系统可实现低频周期循环加卸载、数据自动化采集，可提供稳定水压加载，基于Python编程语言开发了隧道突涌水灾害预警系统，在此基础上开展泥灰岩隧道突涌水灾害演化过程模型试验。研究结果表明： 1）隧道开挖扰动会破坏围岩压力与渗透水压力之间的平衡，致使隔水围岩内产生微裂隙并扩展贯通，进而发生突涌水现象； 2）当发生突涌水现象时，隔水围岩压力、渗透水压力及位移均会发生明显的突变现象，围岩压力及渗透水压力最大释放率分别为18.6%、73.35%，最大位移量为0.18 mm； 3）泥灰岩相似材料能够较好地满足试验需求，证明了隧道突涌水三维地质力学模型试验系统的稳定性及可靠性。     

新冠肺炎疫情对粤港澳大湾区港口的影响及对策建议

2020年新冠疫情的爆发对粤港澳大湾区港口的发展产生了深远的影响。基于目前的发展形势，预判新冠肺炎疫情对粤港澳大湾区港口发展的影响总体可控，后期港口发展将逐步回归正常，甚至超越疫情前水平。从科学开展疫情防控、加快智慧港口建设、完善集疏运体系、延伸港口服务功能等方面提出后疫情时代粤港澳大湾区港口的发展建议。     

自动化集装箱码头智能水平运输系统设计

为提升自动化集装箱码头水平运输系统作业效率，推动码头集装箱集疏运体系发展，结合集装箱码头自动化、智能化的建设要求，开展码头智能水平运输模式及系统设计研究。在分析自动化集装箱码头生产作业流程的基础上，制定码头整体运行机制，设计水平运输系统功能及运行模式，从作业调度、路径规划、交通管控、充电管理等多个方面，设计水平运输系统工作机制及流程；给出自动化集装箱码头智能运输决策方法，采取运输作业的全局规划和局部引导相结合的管控策略，为自动化集装箱码头建设和智能水平运输系统开发提供参考。     

基于航空器自主运行的空中交通复杂性建模

针对航空器自主运行模式的空中交通运行态势评估问题，本文重构了基于分布式空中交通管理系统的空中交通复杂性评价方法，并仿真验证了该方法在航空器冲突探测和自主航迹规划中的应用。首先，基于自由航路空域和航空器自主运行模式定义了空中交通复杂性，在通过三维空域栅格模型量化航空器时空位置的基础上，构建复杂度计算模型以反映航空器位置、航向、 航速对空域各栅格的实时复杂性影响；其次，基于实际管制扇区(ZSSSAR01)及高度层，分别模拟自由航路与固定航路运行模式，对比两者空中交通复杂度时空分布差异；并结合自由航路运行模式，在空中交通复杂性与航空器冲突指标(冲突率、冲突比例)相关性分析的基础上，研究空域复杂度阈值确定方法；最后，初步探究基于空域复杂度阈值进行航空器自主航迹调整的方法，评估其运行效果。仿真实验结果表明：自由航路运行模式相对固定航路运行模式可显著降低空域最大复杂度值(平均降幅119%)；模型计算得到，空中交通复杂度与空域中航空器冲突指标有强相关性 (相关系数大于0.90)；基于复杂度和复杂度阈值的航迹调整策略具备一定可行性。     

预制拼装桥墩体系及其抗震性能研究进展

预制拼装桥墩体系(Pre-fabricated Concrete PierSystem, PCP)抗震性能是影响其推广、应用的关键。为加快PCP在中、高烈度等复杂恶劣工程环境中的设计、施工与建造，首先综述了PCP节点连接的接缝形式、连接构造类型及典型工程示例，指出了PCP常用3种接缝形式和6种连接构造力学性能的研究现状及其优缺点；其次，系统地梳理了PCP抗震性能的研究进展，分析了不同连接条件下PCP的抗震性能，明晰了现有PCP抗震性能研究的不足及未来研究方向；最后，详细地论述了PCP抗震性能提升方法的研究前沿，探究了耗能延性构造的设置、高性能材料的应用、新型装配式节点构造设计以及新型混合预制桥墩体系的提出等PCP抗震性能提升方法的优缺点和发展方向。结果表明：通过对装配式节点的合理设计以及薄弱区域的预处理，预制拼装桥墩体系的抗震性能能够达到“等同现浇”的设计原则。然而PCP在复杂恶劣工程环境中的推广应用仍面临以下关键问题：PCP既有节点连接方式、体系和改进措施的抗震性能研究成果亟需归纳；新型节点连接方式、新体系和新型改进措施亟待提出，相关抗震性能有待验证；既有和新型PCP抗震性能的理论分析及抗震设计方法尚需完善；适用于复杂恶劣环境的预制拼装桥墩设计、施工标准亟需制定。     

隧道口减光设施对照明的影响研究

近年来,伴随着我国基础设施建设的不断推进,隧道里程不断增多,隧道照明系统的重要性日益突出,因此对隧道洞口驾驶员视觉特性、减光设施的特点及减光效果进行研究,具有重要的意义。本文通过对隧道洞口驾驶员的视觉特性进行研究,分别论述各种洞口减光设施的特点,并以南京扬子江路隧道、富贵山隧道、双龙街立交隧道的检测数据为基础,计算减光设施对洞口亮度的影响,以及隧道内加强照明的亮度需求的降低程度,进一步分析得出采用减光设施对照明设施建设的投资影响以及可节约的照明养护成本等。     

基于自回归条件异方差转换指标的非线性损伤识别

为了解决时域非线性损伤的识别问题，基于自回归条件异方差（ARCH）模型的基本理论给出了ARCH模型建模的定阶方法及模型参数估计的极大似然估计法；分析了结构非线性损伤的特性，提出了基于ARCH模型的非线性损伤识别原理；考虑到基于自由度的损伤指标难于判断损伤位置，故提出了一种自回归条件异方差转换指标；在测量误差和模型误差的影响下，使用3层框架结构的非线性损伤试验来验证该损伤指标的有效性. 试验结果表明:非线性间隙距离为0.05 mm和0.10 mm时，损伤位置第3层的自回归条件异方差转换指标值比传统的倒谱测距转化指标值高21.7%以上；当非线性间隙距离为0.20 mm时，第3层的自回归条件异方差转换指标值比倒谱测距转化指标值高3.7%.