围岩监测信息在隧道工程中的应用

以北京至承德高速公路某隧道工程实践为研究背景，在隧道围岩动态地质跟踪调查的基础上，利用常规的围岩位移监测、应力监测以及现场点荷载试验，及时得到施工过程中的围岩变化综合信息，为隧道信息化设计和施工提供了依据。     

超小型减摇鳍变参数PID电控系统的实现与分析

超小型减摇鳍安装于小型船舶上,为了减小船舶的横摇,采用变参数PID控制系统不失为一种行之有效的方法。建立并分析了变参数PID系统的数学模型,通过使用IAP15F2K61S2单片机来实现减摇鳍控制器的硬件和软件设计,使减摇效果更加理想。     

大倾角中厚煤层软弱顶底板柔性护巷技术

在大倾角中厚煤层沿空留巷中,以往的支护方式难以满足大倾角中厚煤层巷道特殊的围岩结构稳定的需要,同时无法适应工作面内矸石垮落造成留巷困难。文章针对这一难题,首次提出并采用了"柔性护巷"技术,通过利用巷道上帮形成的由垮落矸石堆积在特制钢筋网上的"包护带",允许巷道顶板有一定的下沉量,从而使矸石充分为巷道顶板组合岩梁结构提供支撑力。在总结其施工工艺的基础上,通过现场试验,研究了巷道矿压显现规律、顶板移动规律、矸石垮落堆积规律和钢筋网变形规律;实验结果表明,在利用锚、网、索、支柱联合支护的基础上,应用"柔性护巷"技术能有效地解决大倾角中厚煤层沿空留巷技术难题。     

漫谈矿山法隧道技术第十四讲——隧道涌水及其控制方法

分析制定隧道控制地下水对策的基本观点:既要考虑隧道施工对地下水的影响,也要考虑地下水对隧道施工的影响。指出控制地下水的对策必须符合3个条件:1)确保施工作业安全、顺利地开展;2)不对周边环境产生有害的影响;3)以合理的工费和工期来实现。隧道涌水视其发生位置、涌水量、发生时期、涌水量的历时变化等是各种各样的,应对隧道涌水进行合理分类,以便有的放矢地采取相应的对策。介绍了日本统计的地质构造和涌水现象的分类。涌水处理应达到3个基本目标:1)确保隧道施工在无水的条件下进行,或者是在可以接受的渗漏水条件下进行,或者是在对周边环境"可接受干扰"的条件下进行;2)二次衬砌原则上不承受水压作用,不得已时把水压控制在二次衬砌容许的范围内;3)运营中的隧道洞内不能成为地下水流经的通道,隧道衬砌背后必须形成一个纵横交错的、不易堵塞的、通畅的排水系统。达到上述目标的基本方法是:充分利用和提高围岩的隔水性能,合理地处理好"排"与"堵"的关系。针对涌水处理的3个基本目标,分别介绍了国内外相应的经验和措施。1)一些国家的指南、标准对隧道的涌水量进行了分级,认为涌水量≤2.5 L/(min·m)时基本上可以认为是在无水条件下施工;一般的线状流水、经常涌水可以用自然排水法排水;而针对突发大量涌水,则需要采取特殊的地下水对策予以解决。2)按照二次衬砌是否承受水压,隧道可分为3种情况:1衬砌不承受水压,即所谓的完全排水型隧道;2衬砌承受全部水压,即所谓的非排水型(防水型)隧道;3衬砌背后设置注浆域,分担衬砌承受的水压,衬砌只承受部分容许的水压。从目前的隧道设计实际来看,在山岭隧道中多数采用方案1,在城市隧道中多数采用方案2,在高水压和突发大量涌水的极端情况下采用方案3。介绍了日本、美国的设计经验。3)我国铁路隧道采用把地下水引入隧道,再从洞内两侧边墙附近设置的排水沟排出地下水的做法是值得商榷的;特别是在可能发生冻害的地区,更不可取。在国外,日本、德国、法国等国家的铁路、公路隧道基本上是把中央排水管设置在仰拱内或仰拱下方,而在隧道两侧只留有用于排出流入隧道内的雨水或隧道清洗水的排水沟;因此,建议立项研究取消洞内排水沟,设置中央或两侧脚部排水管的问题。最后指出,实现涌水处理的3个基本目标我们尚需努力,特别是"目标"的定位问题,尚需进行基础性的研究才能解决。在隧道施工中,涌水是不可避免的、客观存在的现象,我们积累的经验非常丰富,但缺乏系统的、认真的总结和归纳。     

三轴船舶电动摇摆模拟试验台研究

针对船舶摇摆模拟试验台系统在科学研究和船载仪器可靠性试验中的应用,设计了一种多功能三轴船舶电动摇摆试验台随动控制系统。首先对摇摆试验台进行控制建模,确定电流、速度、位置三闭环控制方案,然后采用常规PID算法设计三环控制器参数,对位置环用模糊自适应PID控制器进行优化设计。提出以变周期、变幅度和组合曲线给定的摇摆方法模拟风、浪、流干扰,对系统进行仿真研究。仿真试验结果表明,设计的系统具有响应迅速、模拟准确、可靠等特点,能够较好的模拟实际海况中船舶摇摆运动,为搭建实际试验平台奠定了基础。     

地铁钢轨波磨的基本特征、形成机理和治理措施综述

对世界各国地铁钢轨波磨的基本特征进行了系统梳理,总结了其普遍性与时间集中性,及其与曲线、轨道结构、车辆及其他因素相关性等典型特征,并对其分类方法、形成机理和治理措施进行了综合评述.研究结果表明:钢轨波磨普遍存在于地铁与有轨电车线路中,在新线开通初期与线路改造初期最为严重;一般而言,相对于直线和大半径曲线,小半径曲线的钢...     

基于风车桥耦合的高速铁路独塔斜拉桥速度参数及基础刚度阈值管理

西南地区由于地处板块交界、地质灾害易发,多高山深谷、大江急流,桥墩基础受水流冲刷、盐碱腐蚀、地震破坏等造成基础约束能力下降等问题。针对西南地区高铁建设中,横风激扰并伴随基础刚度下降对列车过桥影响进行分析,基于多体动力学方法利用SIMPACK/Rail搭建CRH3型高速列车子模型,基于有限元方法利用ANSYS/APDL搭建斜拉桥子模型,并利用确定界面模态综合法搭建车-桥耦合模型。以此研究列车过桥振动、墩台基础刚度下降、桥墩横向刚度下降、脉动风加载、不同车速、不同风速对列车走行安全平稳性的影响特性及其阈值。结果表明：列车驶过斜拉桥易激起桥面/车辆1 Hz以下低阶模态;脉动风在原条件基础上使得桥面、轮轨、车体振动响应进一步加剧,1～2 Hz低频振动被激起;车辆动力学指标峰值均随平均风速及车速的增大而增大,车速为150,200,250 km/h时,风速阈值为27.5,23.5,17.5 m/s;墩台基础横向刚度下降对列车走行性影响不明显,但当其发展至90%以上,桥梁响应急剧增加会严重影响列车运行安全;车、桥横向振动响应随着桥墩横向刚度下降而迅速增大,预设风速10 m/s条件下,车速为150,2...     

基于循环能量法的车辆机械阻力试验研究

本文阐述了循环能量法测试车辆机械阻力的基本原理。首先,描述机械阻力测量的若干方法,重点阐述循环能量法测量机械阻力的原理与数据分析;接着,开展循环能量法的测试并进行数据分析;最后,对比各机械阻力测试方法的测试结果和优缺点。循环能量法具有更合理的模拟用户实际用车工况的特性,不足之处是分析获得的不同车速下的阻力结果不精确。在实际测试中有一定的应用价值。     

驾驶过程中手机使用行为数据采集及分析

驾驶过程中使用手机的行为存在安全隐患,是当今导致交通安全事故的原因之一。文章借助于信息技术开发出采集使用手机行为数据的App,从真实数据出发,客观地分析驾驶员在开车过程中使用手机这一不良驾驶行为的覆盖程度及危险程度,并提出将手机使用行为作为驾驶风险评价因子。     

服役桥梁构件随机场参数估计及估计方法比较分析

为了估计服役钢筋混凝土结构材料性能和结构尺寸参数的波动系数,以3片服役36 a的RC梁为研究对象,首先对样本梁的保护层厚度和混凝土抗压强度进行了测量,运用普通Kriging法对实测结果进行了空间插值以获取更多的有效数据。其次,采用自相关函数(ACF)法和半变异函数(SVF)法对保护层厚度和混凝土抗压强度的波动系数进行了估计。然后,基于246根锈蚀钢筋不同位置的点蚀系数实测值,得到钢筋锈蚀不均匀系数的波动性质,且基于一维随机场理论对梁进行离散,根据不同估计方法得到的相关系数将随机变量转化为空间相关变量,得到各个离散单元的参数值,进而得到各离散梁单元和整梁的抗弯承载能力。最后,结合锈蚀梁的理论弯矩值与承载力试验结果,对上述两种估计方法进行了比较分析。结果表明:由SVF法得到的混凝土抗压强度和保护层厚度的波动系数均值分别为2. 242和2. 467,均大于由ACF法得到的对应值,且混凝土抗压强度的波动范围随着波动系数值的增加而减小;同一锈蚀钢筋表面蚀坑之间的分布并未存在很强的相关性;基于SVF法估计得到的理论弯矩值较基于ACF法估计得到的对应值与试验结果更为接近,且前者的平均相对误差为6. 52%,比后者的对应值低33. 19%,说明与ACF法相比,SVF法更能精确估计参数的波动性质。