隧道稳定性分析与设计方法讲座之一：隧道围岩压力理论进展与破坏机制研究

本文作为一个讲座对以往研究成果做一个综述,回顾了围岩压力理论的发展过程与隧道破坏机制研究的进展,通过模型试验与弹塑性有限元强度折减法,得出浅埋拱形隧道的破坏在拱顶,深埋隧道的破坏在侧壁的破坏机制,并可求出隧道围岩破裂面位置与形态。分析了矩形隧洞与拱形隧道破坏机制随埋深增加而变,矩形隧道可划分为浅埋顶部破坏阶段、深埋压力拱破坏阶段和深埋两侧破坏阶段3个阶段,而拱形隧道不存在压力拱破坏阶段。     

缓凝剂在水泥稳定粒料中的应用研究

为了延长水泥稳定碎石的可施工时间,解决混合料远距离运输、高温天气施工、水泥凝结时间短的问题,用一定浓度的缓凝调节剂溶液替代拌合水,进行水泥凝结时间、水泥稳定粒料延迟、无侧限抗压强度试验。结果表明:采用缓凝剂和食用白糖作为缓凝调节剂都能达到延长水泥稳定粒料可施工时间的目的,采用白糖做缓凝调节剂具有更高的经济性。     

高地应力软岩公路隧道衬砌支护时机研究

依托宜巴高速公路峡口隧道工程,运用有限元软件ABAQUS,分析高地应力软岩公路隧道衬砌最佳支护时机。研究结果表明:按开挖空间效应分析,二次衬砌的支护时间为开挖后15天;按开挖时间效应分析,二次衬砌的支护时间为开挖后25天;综合考虑,应在开挖后15～25天支护。隧道拱顶下沉为33.3 cm,水平收敛为19.7 cm,预留变形量为35.0 cm。     

基于柔性时间窗的地铁货物车厢配置与装载优化

为缓解城市道路拥堵,提高城市物流系统周转效率,提出了利用地铁线路在非高峰时段开展货物运输;基于客货共载运输模式,在满足乘客出行需求的前提下,推算了各列车最多可挂载的货物车厢数,在此基础上进行货物车厢配置与装载方案优化;以列车货物车厢配置计划与货物装载分配方案为决策变量,考虑货物送达柔性时间窗与容量限制的约束条件,以配送服务惩罚和货物车厢挂载成本最低为目标,构建了整数线性规划模型,并利用CPLEX优化软件进行模型求解。试验结果表明：为满足4类不同送达时限货物运输需求,方案共配置货运车厢42节,运营总成本为16 970元;随着延迟送达惩罚系数增大,货物延迟送达率呈快速降低趋势,当延迟送达惩罚系数由5元·h^-1增加到100元·h^-1时,延迟送达率由22.50%降至8.75%,随着提前送达惩罚系数增大,货物提前送达率同样呈现快速降低趋势,当提前送达惩罚系数由0增加到40元·h^-1时,提前送达率由37.50%降低至3.75%,说明构建的模型对货物服务时效反应较为灵敏,同时有效满足货物送达服务时限要求;当某类货物惩罚系数增加时,该货...     

面向更高速度综合检测列车时空校准系统研制

针对现有高速综合检测列车时空校准系统存在的时间同步延时不稳定、里程校准精度不足等问题,提出一种高精度时空校准系统。在时间校准方面,系统采用GNSS、高频率恒温晶振进行系统内部时钟的驯服和保持,并基于PTP精确时间协议发布时间校准信息;在里程校准方面,系统利用光电编码器、惯性组合里程定位、RFID射频里程标签、点式应答器里程信息和LKJ列车运行里程信息实现里程数据的累加和校准,并通过以太网向各专业检测系统发布里程校准信息。试验结果表明,该系统可实现纳秒级时间精确同步和厘米级里程校准,校准频率最高可达1 250 Hz,能够满足更高速度综合检测列车的运用需求。     

PR PLAST.S抗车辙技术在长大纵坡沥青混凝土路面的应用

针对长大纵坡沥青混凝土路面出现严重车辙病害且不能彻底治理的现状,分析了长大纵坡沥青混凝土路面车辙形成的主要影响因素,研究了PR剂量、试验温度对沥青混合料高温抗车辙的影响规律,结合试验路检测验证,对忻阜高速公路长大纵坡沥青混凝土路面进行特殊的材料设计.     

地铁盾构隧道穿越桩基综合处理技术

为研究地铁隧道采用矿山法开挖初期支护+盾构空推拼装管片施工遇桥桩侵入隧道的综合处理技术,以深圳地铁9号线一区间隧道为研究实例,采用理论计算与工程类比相结合方式进行设计,在施工过程中加强施工现场监控量测,并指导施工。先确立处理原则、处理思路和处理范围,再制定洞外支顶、洞内托换的处理方案,最终实施洞外钢管撑支顶、洞内拱顶预注浆加固、初期支护加强、截桩、二次衬砌永久支撑桩基、三次衬砌拼装加强管片补强相结合的综合处理技术。实践证明,采用该综合技术,顺利穿越了桩基,保证了隧道及桥梁结构的安全,对洞内洞外周边的环境影响很小。     

拉格朗日松弛启发式算法求解时空网络下的弧路径问题

为减少车辆调度成本,优化车辆运输路径,在时空网络中研究路段作业车辆的弧路径问题;考虑道路出行的时变性,利用车辆运行的时间、空间特征,构建时间-空间网络,建立弧路径问题的时空网络流模型;设计了拉格朗日松弛启发式算法,引入拉格朗日乘子松弛耦合约束,构建拉格朗日松弛问题;进一步通过拉格朗日分解,把松弛问题分解为单车最短路问题;用次梯度算法更新乘子,求解拉格朗日对偶问题,并更新原问题最优解的下界;使用启发式算法获得可行解,并更新原问题最优解的上界;用六结点运输网络和Sioux-Falls网络下的算例对算法进行实证分析。计算结果表明:六结点运输网络中6个算例的上下界间隙值等于0或接近0,Sioux-Falls网络中算例2的间隙值为0.02%,其余5个算例的间隙值等于0,均可以得到质量较高的近似最优解;在最复杂的算例(15辆车,70个任务)中,算法在可接受的时间内也得到了间隙值为0的解,找出了最优的车辆路径;随着迭代次数的增加,拉格朗日乘子会逐步收敛到固定值;当车辆容量从50增加到100时,最优解从52下降到42,说明在任务数和车辆数一定时,适当增加车容量可以降低运营成本。可见,与商业求解器相比,拉格朗日松弛启发式算法的间隙值更小,求解质量更高,可以更有效地求解弧路径问题。      

纤维高聚物-水泥基注浆材料的研制

按普通硅酸盐水泥∶硫铝酸盐水泥∶VAE乳液=0.5∶0.45∶0.05的配合比,分别向其中加入0.15％、0.2％、0.25％的聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、碳纤维和玻璃纤维,进行浆液性质的对比试验,进一步探究效果更好的新复合型水泥注浆材料.试验以流动度、凝结时间、抗压强度为主要控制指标进行材料筛选,得到VAE乳液+纤维可...     

基于货物时间价值的北极航线集装箱运输潜力研究

随着北极海冰覆盖率的快速下降,北极航线可通航性逐年增加,极有可能发展成为亚欧货物运输航线的重要组成部分。在传统航运成本核算的基础上,利用系统聚类分析法将集装箱贸易货物分为四类,建立基于货物时间价值的费用流网络配流模型,研究单位集装箱满载运输初始价值、货物月贬值率和运输时间对东北航线配流情况的影响。结果表明：与传统航线相比,东北航线存在运输里程短、时间快的优势,对高价值高时间敏感度的货物配流比例更高,超过50%;若传统航线发生拥堵,东北航线的配流比例可达70%以上,发展潜力巨大。未来需要加强与北极国家间的战略合作,鼓励航运公司探索开发目标货物的北极航线运输,为东北航线商业化、规模化运输奠定基础。