基于施工隧道压入式通风方式结构设置优化

针对钻爆法施工隧道中压入通风方式造成的隧道内空气质量差、排尘久等缺点,在传统通风方式的基础上进行结构优化改进,形成抽出式风幕通风方式. 以吴家岭二级水电站新建I号、II号引水隧道为试验隧道,对两种通风方式条件下隧道内风速及游离SiO₂粉尘扩散特点进行现场监测与对比分析,并应用有限元Ansys-CFD软件对游离SiO₂粉尘浓度场演化特征进行了模拟分析. 研究结果表明:在抽出式风幕通风条件下通风35 min后,施工作业区内游离SiO₂粉尘浓度即可达标,洞身区只存在少量极低浓度SiO₂粉尘,作业区内SiO₂粉尘浓度最大净化率较压入式通风方式提高了25.93%,隧体内施工环境大为改善.      

晋阳高速公路隧道通风系统改造与效果分析

晋阳高速公路隧道通风系统经多年运营使用后,运行效果已不能满足通行要求,亟需进行升级改造。根据晋阳高速公路隧道通风系统调查结果,分析制定方案进行改造升级。为检验改造后隧道通风效果,选取最长的牛王山隧道作为研究对象,对隧道内的风速、CO浓度、VI浓度进行监测,分析得出隧道内风速最大值和最小值分别为5.89 m/s和3.73 m/s,CO浓度最大值为43 cm³/m3/m³,VI浓度最大值为0.003 2 m3,VI浓度最大值为0.003 2 m^(-1),均满足设计与规范要求,达到了预期的通风效果。     

高速列车风道阀门开度对车内压力及CO2浓度的影响

为探究列车隧道压力激扰下换气风道阀门开度对车内压力及CO₂浓度的影响,基于计算流体力学理论,构建列车空调机组、换气风道阀门、管路系统及满载客室几何模型,计算了某型高速列车风道阀门在不同状态下的车内压力和CO₂浓度。研究表明：当列车以350 km/h的速度通过隧道时,风道阀门开度小于80%的情况下车内压力峰峰值及1 s变化率最大值与开度近似呈2次函数关系,3 s变化率最大值与开度近似呈线性关系;风道阀门开度关小至60%时,车内压力1 s变化率降低41.81%,压力舒适度等级由良好提升至优秀,CO₂浓度最大值上升15.38%,在允许范围内;风道阀门开度小于40%时,车内CO₂浓度将急剧升高,在20%开度处达到临界水平。综合考虑阀门开度对车内压力及CO₂浓度的影响可知,风道阀门开度在20%～60%为最佳。在隧道压力剧烈波动路段,将风道阀门彻底关断,车内压力1s变化率降低17.02%,压力舒适度等级由良好提升至优秀,CO₂浓度最大值上升10.29%,但仍在允许范围...     

城市公共客运交通碳排放及其大气环境影响的实证研究

为促进交通运输结构优化调整，助力绿色低碳交通高质量发展，本文开展了城市公共客运交通CO₂排放及大气环境影响中长期预测的实证研究。针对全国范围公共客运交通不同运输方式CO₂排放及环境影响的中长期预测方法不清和数据积累不全的问题，构建公共客运交通CO₂排放微观测算模型；综合考虑旅客周转量中长期增长趋势与交通运输行为微观特征，提出基于动态线性增长模型的公共客运交通CO₂排放中长期预测方法；构建基于线性气候响应的大气环境模型交通CO₂排放环境影响预测模型，实现宏观层面全国客运交通CO₂排放大气环境影响的中长期预测。选取城市公共客运交通中的城市轨道交通、传统/新能源巡游出租车、传统/新能源公共汽电车，以及城际长途客运交通中的铁路和民航等几种主要公共客运交通运输方式，对本文所提方法进行实例验证。结果表明，未来10年我国公共客运交通CO₂排放量总体呈上升趋势，民航CO₂排放的体量最大，其排放占比将达到71.72%；公共客运交通...     

基于隧道法的机动车PM2.5排放因子研究

选取典型城市隧道进行机动车排放因子测试,在南京市富贵山隧道进行监测,对隧道内的PM_2.5浓度、风速风向、交通量、车型、速度及气象条件进行采集分析、计数、分类、观察。建立守恒方程和多元线性回归求解PM_2.5平均排放因子,分别得出出租车（天然气）、小汽车、公交车（天然气）、大客车（柴油）、大货车在35⁴0 km·h-1,40⁴5 km·h-1,45⁵0 km·h-1范围内的平均排放因子;其中最大值为0.157 2 g·（km·辆）-1,最小值为0.015 21 g·（km·辆）-1,在相同速度范围内城市大货车的PM_2.5的平均排放因子明显高于其它,其次是大客车（柴油）、公交车（天然气）、小汽车、出租车（天然气）。     

海底隧道泥水盾构始发端头加固范围研究

依托于青岛地铁跨海隧道某区间盾构始发案例,通过综合考虑盾构几何尺寸、板块强度理论以及土体滑移理论对理论公式进行了改进,确定了纵向加固长度h=16.1m;根据土体扰动极限平衡理论计算得出相应的径向加固范围：隧道两侧的加固长度为B=3.75m,拱顶为H₁=5.64m,拱底为H₂=3m,与实际加固范围相差不大;针对工程地质特点,提出了一种综合洞门素墙、“U”型素墙、套管咬合桩以及后退式注浆的盾构始发端头加固方式,可为青岛地区跨海隧道盾构始发提供参考。     

公路隧道排水管结晶堵塞检测与分析

排水管结晶堵塞是公路隧道的一大顽疾，针对太佳高速宝塔山隧道排水管结晶堵塞问题，采用现场检测和室内化验的方法，探明排水管结晶堵塞情况，并分析排水管内水样化学组分。研究结果表明：宝塔山隧道结晶堵塞情况严重，排水管水溶液中Ca²⁺、SO₄^2-、HCO₃^-和CO₃^2-含量较高，推断结晶体主要为CaSO₄和CaCO₃。最后，总结目前隧道排水管结晶堵塞处治方法，并对各种方法的工作原理和优缺点进行了分析。     

循环神经网络模型下道路碳排放浓度预测

以湖南省永州市永州大道基本路段CO₂浓度时序数据为研究对象,旨在实现道路CO₂浓度的实时预测。测得用于模型训练和预测精度计算的路段CO₂浓度数据,利用Savitzky-Golay滤波器对数据进行平滑去噪,在调试并建立循环神经网络最优模型结构的基础上,引入多元预测模型(MLR、SVR、BP)和时序预测模型(BP、RF、RNN、LSTM、GRU)进行预测性能对比,为路段CO₂浓度的实时预测提供参照。结果表明：时序预测模型相比于多元预测模型具有更好的预测效果,特别是循环神经网络模型中的GRU表现出较高的预测精度,其次是LSTM,最后是RNN;循环神经网络模型在处理路段CO₂浓度时序数据的训练和预测任务中具备突出性能,能够实时且精准预测道路路段CO₂浓度。     

地铁隧道邻近地裂缝带的地震响应

采用数值模拟方法, 在不同震级人工地震波作用下, 研究了具有近距离平行地裂缝的地铁隧道的加速度、位移和内力特征, 计算了地裂缝的影响区域、围岩动土压力变化规律和隧道与围岩接触动土压力变化规律。研究结果表明: 在地表距隧道水平距离约25~50m范围内加速度响应存在一个附加放大区域; 当输入地震动强度较小时(50年超越概率为63%), 地铁隧道拱顶和拱底处相对水平位移都较小(约为0.39mm), 但随着输入地震动强度的增大(50年超越概率为2%), 拱顶和拱底的相对水平位移均逐渐增大, 最终增大至1.53mm; 在地震动作用下, 隧道结构的左、右拱肩和拱脚处的轴力都较大, 其中右拱脚处的轴力最大, 为1 926kN; 隧道结构的左、右拱腰处的弯矩和剪力都较大, 其中最大弯矩与最大剪力在右拱腰处, 分别为78.54kN·m与1 830kN; 随着地震动强度的增大, 隧道结构的内力逐渐增强; 地裂缝附近的动土压力较大, 并向两侧逐渐减小; 在中震作用下隧道拱顶处, 地裂缝上盘影响宽度为25m, 下盘影响宽度为20m, 在拱底处, 地裂缝上盘影响宽度为26m, 下盘影响宽度为22m;在大震作用下, 地裂缝上、下盘影响宽度较中震时增大约35%;地裂缝附近的隧道拱顶和拱底的动土压力变化规律与无地裂缝时基本一致, 但隧道结构附近的动土压力较大, 其最大值为138kPa; 在地震动作用下, 隧道结构拱腰处的接触动土压力增量较大, 右拱腰处即靠近地裂缝一侧最大, 增量为45.27%, 拱顶次之, 增量为13.41%, 拱底最小, 增量为6.86%。      

基于航行数据的北极地区船舶排放清单

基于自动识别系统分析了极地船舶航行数据, 考虑冰区船舶受力, 提出了主机功率估算模型; 选取劳氏船级社数据验证了主机功率模型的可行性与可信度; 结合3种不同的航行状态与排放因子、负荷因子建立了动态船舶废气排放模型; 选取中国远洋海运集团有限公司穿越北极地区的“永盛”轮等5艘船舶的航行数据, 使用燃油消耗法对船舶排放估算模型进行验证; 利用排放估算模型计算了北极地区船舶排放清单, 并在ArcGIS上显示排放的时空分布等特征。研究结果表明: 北极地区的各类船舶废气排放中, CO₂的排放量最多, 约为69.7%, NO_x和SO_x次之, 分别为13.3%和12.0%, CH₄最少, 为0.4%;各类船型的排放分担率最大的为集装箱船(29.3%), 其次为破冰船(28.8%), 其中集装箱船和散货船的废气排放量占比达到了50.4%;北极地区船舶废气CH₄、CO₂、CO、HC、NO_x、SO_x、PM的排放量分别为504.85、82 545.63、1 645.90、562.54、15 711.47、14 232.54、3 263.15 t, 与船舶交通流密度相符; 2016年9月散货船、集装箱船、油轮和渔船废气排放量最大, 10、11月逐渐减少, 这与该地区的冰封情况有较大关系; 一天内, 滚装船、渔船和破冰船的废气排放在11:00~18:00出现一段波峰, 这可能是由船舶的工作性质决定的。      

地铁隧道纵坡坡型对隧道内压力波的影响分析

基于一维可压缩非定常不等熵流动模型,采用广义黎曼变量特征线法数值模拟隧道压力波.以国内某条地铁线路为背景,研究了地铁A型车以140 km/h恒速通过7 560 m隧道时,五种坡型、三种坡度对隧道压力的影响,给出隧道内压力最大值位置.结果表明:坡型对隧道压力的影响大于坡度;V型和W型坡隧道最大正压值随着坡度的增大而增大,人字坡反之;人字坡隧道最大负压值随着坡度的增大而增大,V型坡和W型坡反之.     

Direct electrochemical extraction of Ti5Si3 from Ti/Si-containing metal oxide compounds in molten CaCl2

Direct electrochemical extraction of Ti₅Si₃ from pressed cathode pellets comprising of powdered Ti/Sicontaining metal oxide compounds was investigated by using molten salt electro-deoxidation technology.Three groups of mixtures including TiO₂ mixed with SiO₂,Ti-bearing blast furnace slag（TBFS） mixed with TiO₂, and TBFS mixed with high-titanium slag（HTS） were prepared at the same stoichiometric ratio（Ti:Si=5:3） corresponding to the target composition of Ti₅Si₃,and used as the starting materials in this experiment,respectively. The pressed porous cylindrical pellet of the Ti/Si-containing compounds served as a cathode,and two different anode systems,i.e.,the inert solid oxide oxygen-ion-conducting membrane（SOM） based anode system and graphite-based anode system were used contrastively.The electrochemical experiment was carried out at 900-1050℃and 3.0-4.0 V in molten CaCl₂ electrolyte.The results show that the oxide components were electro-deoxidized effectively and Ti₅Si₃ could be directly extracted from these complex Ti/Si-containing metal oxide compounds.     

西安市采暖季与非采暖季PM2.5染毒的人胚肺细胞基因差异表达研究

目的寻找与大气污染致病相关的相关基因,为阐明大气污染致病的生物学机制提供科学依据。方法采用mRNA斑点杂交鉴定技术,克隆经采暖季≥75μg/m3 PM2.5与非采暖季<75μg/m3 PM2.5染毒的WI-38人胚肺细胞,分析其间的基因表达差异。放免法测定炎性因子TNF-α、IL-2、IL-6和IL-8。结果与对照组比较,PM2.5>100μg/mL染毒24h后,WI-38人胚肺细胞细胞因子TNF-α、IL-6和IL-8明显升高,IL-2明显减低(P<0.05)。不同浓度PM2.5处理的WI-38人胚肺细胞间差异表达的基因片段,可见48份基因样本在350bp处出现清晰条带;该48份基因样本经斑点杂交后,Tester cDNA杂交的48个斑点中,41份可见黑褐色斑点,而同样样本与Driver cDNA杂交的该48份样本均未见明显显色。结论 PM2.5能诱导WI-38人胚肺细胞产生炎性损伤,≥75μg/m3 PM2.5染毒的WI-38人胚肺细胞存在明显的基因损伤。     

全主动脉弓置换并支架象鼻术患者rScO2及S100β蛋白和NSE与围手术期神经认知障碍的关系

目的 探讨全主动脉弓(全弓)置换并支架象鼻术中局部脑氧饱和度(rScO₂)监测对围手术期神经认知障碍(PND)的预测价值及S100β蛋白和神经元特异性烯醇化酶(NSE)与PND关系。方法 记录65例拟行全弓置换并支架象鼻术的Stanford A型主动脉夹层患者诱导后(T₁)、体外循环(CPB)开始(T₂)、深低温停循环(T₃)、复温到36℃(T₄)、停CPB 1 h(T₅)、术毕(T₆)的rScO₂值并分析;于诱导后(T_a)、复温到36℃(T_b)、停CPB 1 h(T_c)、6 h(T_d)、24 h(T_e),用ELISA法检测血浆S100β和NSE浓度。术前、拔管当天及术后7 d通过简易精神状态检查(MMSE)量表评估并分组为PND组和非PND组并进行比较。结果 PND发生率为44.6%。T₂     

高隧道比路段隧道出入口驾驶员视觉负荷研究

为分析高隧道比路段驾驶员视觉特性变化规律与行车安全关系,本文首先分析了隧道出入口段驾驶员的瞳孔面积变化规律,并提出“负荷重复累积效应”概念表达频繁进出隧道过程中驾驶员视觉变化现象.采用瞳孔面积最大瞬态速度V_ω(t)作为评价指标描述驾驶员在隧道出入口的视觉负荷变化规律,以瞳孔面积最大瞬态速度值MTPA及换算视觉震荡持续时间作为评判视觉负荷大小的依据.建立了隧道出入口驾驶员视觉舒适度评价体系,然后依据此评价指标体系确定隧道出入口的驾驶员视觉负荷程度,最终判断隧道出入口对行车安全的影响程度.研究结果表明,本文的研究方法是可行的,可以很好地应用于高隧道比路段驾驶员视觉负荷评价研究中,可为隧道出入口安全保障提供一定的参考.     

基于二系垂向作动器与压电作动器的动车组车体振动控制

为了减小高速动车组车体刚性与弹性振动, 提出了一种基于二系垂向作动器与车体压电作动器的高速动车组车体振动主动控制方法; 基于某型高速动车组, 设计了一种在车辆二系安装垂向作动器, 在车体底架布置压电作动器, 运用H_∞鲁棒最优控制器进行车辆协调控制的主动减振方法; 建立了基于车辆动力学参数的刚柔耦合减振力学模型, 采用H₂及H_∞准则优化压电作动器与压电传感器布置位置, 运用鲁棒最优控制方法设计了H_∞反馈控制器; 利用MATLAB仿真了减振装置与主动控制方法对车辆动力学性能的影响, 比较了被动悬挂车辆、仅安装二系垂向作动器车辆与采用主动控制车辆的动力学性能差异。研究结果表明: 压电作动器与压电传感器布置在距车体左端距离为7.15、12.25、17.35m处车体一阶及二阶弹性模态归一化H₂及H_∞范数最大, 可以作为压电作动器与传感器的布置位置; 基于二系垂向作动器与车体压电作动器的鲁棒最优控制方法能够有效地抑制车体的振动, 一阶垂弯振动频率处车体中部和转向架上方的加速度功率谱分别减小为被动悬挂车辆的5%、10%;速度越大, 振动加速度抑制效果越明显, 当车辆的运行速度为200km·h-1时, 车体振动加速度均方根减小10%, 当车辆的运行速度为350km·h-1时, 车体振动加速度均方根减小18%;相对于被动悬挂, 二系垂向作动器输出力功率谱在车体浮沉与点头振动频率处的量级为106 N2·Hz-1, 对车体刚性振动有较大抑制作用, 压电作动器电压功率谱在车体一阶垂弯振动频率处达到峰值4 000V2·Hz-1, 对车体弹性振动有较大抑制作用。      

基于MEC-BP高海拔隧道供氧浓度与劳动强度规律

为解决高海拔隧道施工供氧关键技术，开展高海拔隧道供氧浓度及劳动功率对劳动强度的影响研究.通过在西藏拉萨达孜区的圭嘎拉隧道进行现场实测，以平均能量代谢率作为衡量劳动强度指标，采用肺通气量仪搜集6名测试人员在不同劳动强度(50、75 W和100 W劳动功率)和供氧浓度(20.9%、25.0%和29.0%)下的肺通量数据，并转化为劳动强度指标，运用基于思维进化算法的前馈神经网络(mind evolutionary computation back-propagation, MEC-BP)对劳动强度指标进行拟合.研究结果表明：MEC-BP神经网络拟合数据的拟合优度略高于GA-BP和BP神经网络的拟合优度；50 W低劳动功率下，施工人员平均能量代谢率对氧浓度的变化较小，最大约0.1 kJ/(min·m²)；在100 W较高劳动功率下，25%供氧浓度可作为4 200 m高原供氧浓度参考值.     

实际道路运行条件下公交车颗粒物排放测量与分析

在实际道路运行条件下,测量了一辆公交车颗粒物(PM)排放的粒数及质量浓度.分析了不同行驶工况下颗粒物排放浓度随粒径大小变化的分布特征,研究了转速和加速度两个工况参数对颗粒物排放的影响关系.结果表明:实际行驶工况下公交车PM排放的主体在1.5 μm以下,其中300 nm以下的PM占粒数排放总量的88%,300 nm～1.5 μm 之间的PM占质量排放总量的84%;加速工况下PM粒数排放相对于匀速工况激增5～6倍,质量排放激增10倍以上;急加速工况会产生最严重的PM排放,浓度高达1.0×108 个/cm3;实际道路运行条件下公交车的颗粒物粒数和质量排放因子分别为2.72×1014个/km和0.468 g/km.     

流固耦合作用下隧道开挖模拟研究

根据渗流力学、弹塑性力学以及多场耦合理论,构建隧道开挖流固耦合模型。以湖南省湘西州古丈县张吉怀铁路毛坪村隧道施工为例,选取典型断面,采用COMSOL 模拟耦合作用下隧道开挖引起的围岩渗流场及塑性区变化规律,并将拱顶沉降值与现场实际观测结果进行对比。结果表明:隧道开挖扰动原岩发生应力重分布,使拱腰和拱底附近塑性区范围发生显著变化;对比不考虑流固耦合作用和考虑流固耦合作用下的模拟结果可知,流固耦合作用下隧道拱腰和拱底处围岩的应力值相对较高,高出的应力值最大可达0． 2 MPa,且流固耦合作用下隧道围岩变形稳定后,拱顶沉降值可达55 mm。采取喷砼支护措施后,隧道拱腰和拱底处的应力集中区范围显著减小,隧道拱顶沉降值可降低至26 mm。由此可见,流固耦合作用增加了围岩的应力和位移,支护措施减小了拱腰和拱脚处应力集中区范围和拱顶沉降值。     

国际集装箱内陆段铁路运输链碳排放量估算

忽略装卸作业、集卡短驳、空箱调运和能源生命周期排放会显著低估铁路运输链的CO₂排放量.本文聚焦国际集装箱内陆段运输,基于运输链视角和能源生命周期理念,研究铁路运输链(自空箱装车至港口重箱卸车)的CO₂排放.根据 ASIF(活动-结构-能耗强度-排放因子)方程,建立国际集装箱内陆段铁路运输链的CO₂排放估算模型,并以义乌经宁波港域出口集装箱铁路运输为例,估算不同情景下铁路运输链的CO₂排放量.结果表明,义乌-宁波铁路运输链的CO₂排放量最多被低估99.215%,新建铁路最多可减少CO₂排放量22.821%.研究成果可为评估多式联运的CO₂减排效果提供技术支撑.