砂砾地层盾构隧道受力光弹试验

为满足城市地下管廊、城际快速地下交通网的建设需求，中国隧道工程的应用率与日俱增。砂砾地层因黏聚力较低，与其他地质条件地层相比工程特性明显。在分析类似地质情况下的盾构隧道受力时，连续性介质假设已不能满足实际需求，应从非连续介质角度分析隧道及其周围岩石介质的受力分布。通过光弹试验观测砂砾地层中隧道-围岩系统内的力链强弱及其分布形式，并应用数字图像处理方法提取力链信息。在光弹颗粒中设置圆形管道以模拟盾构隧道，并通过改变内置管道的直径大小，改变上部及侧部载荷大小，以及在管道底部进行光弹颗粒释放，来分析砂砾地层中隧道直径、埋深变化及隧道底部的地层破坏、流动对隧道-围岩系统中力链分布的影响。利用颗粒元软件PFC对试验过程进行数值模拟，对比分析模拟结果与试验结果以验证试验的可靠性。结果表明：力链是砂砾地层与隧道之间载荷传递的主要方式，围岩与隧道间的接触力分布具有非对称性；隧道的椭圆化程度及其周围砂砾岩层中的力链密度，均随着隧道直径和埋深的增加而增大；当砂砾地层破坏、流动时，隧道-围岩系统内的力链也被破坏并重新分布，地层内维持系统稳定的“环状”强力链退化成为“拱形”强力链，系统自稳性产生破坏，此时应采取措施强化系统的稳定性。     

基于机器学习的超大跨度悬索桥健康状态评估

随着桥梁健康监测系统及其应用的不断完善,采用机器学习进行桥梁健康状态评估成为必要趋势。以超大跨度悬索桥为研究对象,基于桥梁监测数据与机器学习算法,建立了一种以提取结构损伤特征为目标的回归网络,并以峰值系数法和连续小波变换法作为对比,采用密度聚类法对桥梁结构的健康状态进行评估。结果表明:采用改进四分位距法可有效消除监测数据中的异常跳点,回归网络提取的损伤特征与密度聚类法在桥梁健康状态评估中的适用性良好。研究成果为机器学习下的超大跨桥梁健康状态评估提供了理论借鉴和方法参考。     

基于IOWA算子的地铁车站深基坑施工安全综合评价

为解决地铁深基坑施工安全评价指标模糊性、灰色性和专家认知极端性造成安全等级难以确定的困难,提出基于IOWA算子的地铁车站深基坑施工安全评价方法。主要研究与结论如下： 1）耦合WBS-RBS 2个维度从渗流破坏、突涌破坏、机械伤人、坑内土体滑坡、支撑失稳、踢脚破坏6个方面构建指标体系; 2）对专家初始决策数据重新排序,利用IOWA算子确定指标初始权重并引入系数调整边界权值,得到指标最终权重; 3）运用灰色聚类提升评价过程透明化,聚类分析出车站深基坑施工安全等级; 4）以郑州地铁1号线紫荆山车站为例,认为紫荆山车站深基坑施工安全等级高,渗流破坏、坑内土体滑坡、支撑失稳、踢脚破坏是影响深基坑施工安全的主要风险指标,建议施工方重点关注。     

地聚物注浆加固技术在广州机场高速公路的应用

采用地聚物注浆加固技术在广州机场高速公路中对沥青路面基层病害进行了处治。通过该项技术,控制了地基的不均匀沉降,提高了地基承载力,有效地解决了路面平整度降低等问题。该技术在广州机场高速公路的实践证明了地聚物注浆加固技术具有施工对行车干扰小、质量容易保证等特点,值得推广应用,亦为今后类似工程提供了借鉴。     

基于动态聚类的公路基本路段分割合并方法

公路基本路段划分是实施交通安全精细化管理的基础,划分结果要求具有相似的几何线形及事故统计特征。基于公路线形特征划分的路段单元,叠加动态聚类算法划分的事故特征相近的路段单元,提出包含分割与相交合并的基本路段分割合并方法,进一步以京昆高速北京段为例验证该方法具有可行性及科学性。     

果园种植面源污染电混凝去除的关键设计及PAM强化

针对果园种植面源污染电混凝去除尚不明确的问题,以果园种植面源常规污染物为研究对象,考察电混凝关键设计,分析pH和电导率的影响,并探讨聚丙烯酰胺(PAM)的强化条件。结果表明：电压为10 V(2.5 mA/cm²),电极间距为1 cm时,电混凝处理性能达到最佳,其中总悬浮颗粒物(TSS)、硝氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为70.6%、30.4%、78.4%、23.7%和92.1%;酸性(pH=5)和碱性(pH=9)条件均不利于这些污染物去除;电导率的增大有利于NH₃-N去除,但不利于其它污染物去除;当PAM投加量为0.5 mg/L、沉淀时间为5 min时,其强化效果最明显,对TSS、NH₃-N和TP去除均有强化,去除率增幅分别为39.1%、10.3%和7.5%,但对NO₃^--N和TN去除有一定的抑制。该研究结果可为电混凝预处理果园种植面源污染提供理论和数据参考。     

汽油掺混PODE3-4对发动机燃烧和排放的影响

为了实现汽油在发动机上的压缩燃烧,在一台4缸四冲程压燃式发动机上使用不同掺混比的聚甲氧基二甲醚(PODE_3-4)-汽油混合燃料,探究了在不同负荷下的燃烧和排放特性。结果表明：在小负荷工况(0.13,0.38 MPa)下,掺混PODE_3-4使缸内燃烧压力和放热率升高;在大负荷工况(0.88,1.13 MPa)下,放热率随掺混比增加逐渐降低;对于排放特性,随着负荷的增加,NO_x和Soot排放逐渐升高,当负荷大于0.38 MPa时,CO和HC排放均保持在较低水平;随着掺混比的增加,Soot、CO、HC、苯和甲醛等污染物排放呈现出降低的态势,而NO_x排放变化不大。     

基于电动出租车数据的充电桩选址聚类方法比较

为有效降低出租车运营企业及经营者的经济成本,通过分析出租车的卫星轨迹数据,比较和选取用于电动出租车充电桩选址规划的聚类方法。以上海市电动出租车充电站的选址规划为研究对象,分别基于孤立森林和聚类算法设计异常值检测方法,对相关时段的出租车卫星数据进行清理以及数据可视化处理;比较层次聚类（Agglomerative Clustering）、高斯混合模型（Gaussian Mixture Model, GMM）、K-means聚类、Mean-Shift聚类以及谱聚类（Spectral Clustering） 5种算法的聚类效果,并选取K-means算法作为充电桩选址规划参考算法。从城市区域划分及企业运营角度确定充电桩选址方案,为未来上海市区电动出租车充电桩的数量和容量配置提供设计依据。     

多特征点驱动的船舶轨迹聚类方法

轨迹聚类在船舶行为分析与海事监管等领域发挥着重要作用。船舶轨迹存在长度与采样率不一致、结构差异明显等特点,在大范围水域难以实现大量船舶轨迹的高精度与快速聚类。针对该问题,在利用船舶自动识别系统获取海量船舶历史航行数据的基础上,提取与船舶航行行为、船舶交通密度相关的位置特征点,进而提出了多特征点驱动的船舶轨迹聚类方法。针对船舶航行时在大多数情形下具有保向、保速的特点,采用数据压缩的方法捕获船舶航行状态以及船舶航向发生显著变化的轨迹点,作为船舶轨迹结构特征点;针对目标水域中某些特定区域常存在船舶交叉会遇的情形,利用概率密度估计法分析船舶交通流的空间分布特点,并提取船舶会遇局面下的轨迹点,作为船舶交通流特征点;为剔除2类特征点中的异常值,采用密度聚类算法对特征点进行聚类,进一步提高特征点提取的可靠性,并将聚类结果中每类特征点的中心作为代表性特征点;统计途经代表性特征点的船舶轨迹分布情况,将具有相似分布的船舶轨迹视为同一类。实验结果表明：相比于常用的K-medoids聚类、层次聚类、谱聚类和DBSCAN等方法,提出的轨迹聚类方法在成山头水域、长江口南槽水域及舟山水域等典型区域均可获得优异的聚类结果;在上述典型水域,平均轮廓系数分别提升约53%,71%,63%和41%,戴维森堡丁指数分别降低约57%,67%,63%和45%;同时,此方法可平均降低约56%的聚类时间,显著提升了船舶轨迹数据聚类分析的效率。     

SHJS聚碳硅氧烷“三防”耐磨涂料的研究与应用

针对水泥混凝土构件存在的腐蚀现象,而传统涂料又存在污染环境和有损景观等问题,需要研制既有助于保护水泥混凝土抵御外来因素的腐蚀侵害,又能满足环保和景观要求的新型涂料。通过多个工程实例,考察了新型涂料——SHJS聚碳硅氧烷三防耐磨涂料的应用效果。结果表明,新型涂料有助于抵御外来因素对水泥混凝土结构的腐蚀,能满足环保和景观要求,是一种实用效果较好的新产品。