山岭隧道结构BIM多尺度建模与自适应拼接方法及工程应用

建筑信息模型（BIM）在建筑领域应用越来越广,然而在山岭隧道工程中,由于结构形式较上部建筑有很大区别,利用Revit等BIM软件建立精细的山岭隧道结构三维模型尚存在困难且难以重复利用。针对该问题,首先系统地提出了山岭隧道结构BIM模型分解方案,将模型分解为基本构件并沿轴线划分为基本单元,根据构件特点给出单元长度确定原则,并根据其是否具备可复用性分为标准段与特殊段。其次,将模型分为3个细节层次（LOD100,LOD200,LOD300）以满足不同设计阶段的需要,提出标准段单元的多尺度参数化建模方法,为隧道结构BIM建模提供了依据,并为提高BIM模型可视化管理效率奠定了基础。最后,提出了模型基本单元自适应拼接方法,根据隧道轴线的里程桩号及其对应的三维坐标与设计断面类型,将不同长度的标准段与特殊段单元模型按照离散化的轴线自动拼接,形成完整的隧道模型。以云南省保泸高速老营隧道为工程背景,利用Revit软件建立了隧道结构标准段与特殊段参数化模型单元,采用Unity3D软件并编写拼接程序,实现了模型单元的自适应拼接与多尺度分级加载,得到完整的老营隧道结构BIM模型。多尺度参数化建模与自适应拼接方法提高了隧道工程结构三维模型的复用性与建模效率,对BIM技术在山岭隧道工程中的应用具有一定的借鉴作用。     

雨水渗透设施在港口工程中的研究及应用

针对雨水渗透设施的设置条件和理论计算,对国内外规范进行分析研究。结合国外某港口工程渗透设施的实施方案,根据不同降雨时间的暴雨强度,对雨水渗透管沟、渗透井和渗透明渠的渗透量及储水量进行计算,确定了渗透设施的经济尺寸。工程实例表明,当降雨量≤91 mm/h和渗透系数≥0. 5 mm/s的情况下,渗透设施在雨水排放方面具有明显优势。     

红花二线船闸下闸首温控仿真分析

针对大型船闸易由温度控制不当产生温度裂缝从而破坏整体结构的问题,采用温度应力仿真的方法对其进行研究。综合考虑混凝土性能、边界条件、浇筑方案等诸多对船闸温度应力造成影响的因素,结合ANSYS自带的APDL语言进行二次开发,编写热力学参数命令流对红花二线船闸下闸首不同工况全过程瞬态温度场和应力场进行仿真分析。结果表明,采取降低浇筑温度并适当配合通水措施能有效控制其温度应力。总结出的大体积混凝温度应力计算和控制的流程,可成熟运用于实际工程。     

基于路径特征的自动化码头AGV自适应交通控制

针对集装箱码头双向导引自由路径环境下水平运输系统交通管理的难题,在考虑车辆物理尺寸、轨迹及行车规则的基础上,构建合理栅格单位的环境地图,建立多车多任务路径的交通控制模型,并提出一种基于路径特征的自适应交通控制方法,采用滚动调度策略和启发式策略的遗传算法进行算例试验。结果表明,相比于固定预留方法,所提出的方法以更小的区段为调度间隔,并形成自适应计划期,预留栅格数量更灵活,实现了灵活区段定义下的道路自适应预留调度并避免阻塞,提高了道路资源的利用率。     

不同因素影响下粉砂质泥岩水分迁移试验

为研究不同因素影响下粉砂质泥岩的水分迁移规律,采用自制的泥岩水分迁移室内模型开展粉砂质泥岩的水分迁移试验,分析其在不同积水厚度、岩石干密度、入渗方向下的累积入渗量、入渗率时程曲线及含水率分布规律。结果表明：粉砂质泥岩累积入渗量-时间曲线先增大后趋于平缓,入渗率则随时间递减并趋于0;积水厚度对粉砂质泥岩累积入渗量的影响主要体现在入渗初期;岩石干密度越大,累积入渗量-时间曲线趋于平缓所需的时间越长;相同入渗时间下,竖向下渗、水平入渗及竖向上渗方向下的累积入渗量依次降低;粉砂质泥岩非饱和入渗时,含水率-时间曲线整体出现先增长后稳定的趋势,可划分为初始稳定期、快速增长期、低速增长期、稳定期4个变化阶段,且4个阶段的持续时间随距入渗面的距离而变化;积水厚度、岩石干密度及入渗方向均对粉砂质泥岩的水分迁移速率或水分迁移量产生影响,进而影响其含水率分布。研究结果可为分析粉砂质泥岩边坡的水分迁移规律及稳定性提供一定的参考依据。     

长距离掘进软弱围岩的TBM刀盘扩挖技术

为解决全断面岩石隧道掘进机（TBM）在软弱围岩地层的适应性问题,应对由于围岩收敛变形导致的卡机和支护被破坏的风险,基于高黎贡山隧道TBM施工项目,从TBM装备角度提出了针对性设计方案。通过对比现有的TBM刀盘扩挖技术,提出边缘滚刀外移和预留扩挖刀箱组合设计方案,并结合一套同步抬升油缸系统和中间导向柱实现了刀盘的抬升扩挖设计。通过上述研究,使刀盘半径方向扩挖量达到100 mm,避免由于隧道底部扩挖导致的主机“栽头”现象,实现TBM在软弱围岩地质条件的长距离扩挖掘进。     

基于密度熵的道路交通事故影响范围分区模型

考虑路径阻抗的动态变化, 定义了网络初始荷载; 以事故持续时间为变量, 采用前景理论确定了网络负载重分配的方式; 根据交通流密度熵构建了耗散结构模型, 并与负载分配过程相结合确定了各路段的交通流密度熵变化率; 构建了基于聚类分析的交通事故影响范围分区模型, 通过仿真试验探讨了不同初始荷载和事故持续时间对分区的影响。仿真结果表明: 在交通量基数为800 pcu·h^-1时, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由3个增加到6个, 间接影响区有向路段由5个增加到18个, 说明受事故影响路段的熵处于快速上升阶段, 路网的级联失效不明显; 随着交通量基数增加到1 000 pcu·h^-1, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由8个增加到19个, 间接影响区有向路段由16个增加到21个, 说明交通量对路网的影响主要集中在直接影响区。可见, 不同交通情况下, 各有向路段受到事故路段的影响程度明显不同, 随着事故持续时间与初始流量的加剧, 路网中有向路段的受影响程度均增大, 因此, 采用交通事故影响范围分区能够精细地描述道路运行状态的动态变化过程。     

基于故障树分析的风阻制动装置可靠性分析及优化设计

风阻制动作为一种非黏着制动方式,可在高速条件下为列车提供较大的制动力。为提高风阻制动装置的可靠性,文章对自主设计的高速列车风阻制动装置,从定性和定量的角度进行了故障树分析,并根据分析得到的故障树最小割集和重要度,对风阻制动装置进行了改进设计。改进后的风阻制动装置单点故障减少,可靠性提高。文章所采用的分析方法能为风阻制动装置的开发提供持续优化改进的依据。     

基于Revit的新奥法隧道初期支护构件参数化建模研究

为推动BIM技术在新奥法隧道设计与施工中的应用,开展隧道初期支护构件的参数化建模研究。通过研究锚杆、小导管、格栅钢架等初期支护构件在隧道设计与施工过程中的特点,利用Revit进行二次开发,研究隧道构件的参数化建模方法,通过改进算法开发一种能够实现初期支护模型快速创建与自动布设的插件。研究结果表明： 通过对Revit进行二次开发,能够显著提高新奥法隧道初期支护构件的建模效率,在实际建模过程中具有很好的应用效果。     

面向远海作业的智能船舶辅机应用与展望

船舶辅机智能化是未来发展的重点方向。本文根据船舶辅机的特点,提出了实现智能化的手段和目的,分析了智能船舶辅机的特征,其中大数据的特征是船舶辅机实现智能化的基础,智能操作的特征是船舶辅机实现智能化的手段,通过智能化技术,可以显著提高深远海作业的船舶辅机的安全可靠性能,可以有效延长设备的海上作业时间。