陆路交通基础设施勘察设计智能化路径探讨

研究目的:陆路交通基础设施勘察设计全流程智能化是提高勘察设计效率、质量,引领行业变革的必经之路。为加快推进勘察设计智能化的进程和一体化需要,本文从勘察设计业务流程出发,覆盖铁路、公路两大行业共性技术领域,包括测绘、勘察、选线、路基、桥梁、隧道六大专业,从技术研究、标准建设、平台研发三个方面,对陆路交通基础设施勘察设计智能化路径进行探讨。研究结论:(1)陆路交通基础设施勘察设计智能化可采用以流程为主线、以数据为核心、以智能技术为驱动、以软件平台为载体的总体技术架构,重点攻克“智能测绘、智能勘察、智能选线、智能设计”4套智能关键技术,建立数字化、智能化标准,研发智能勘察设计平台与交付平台,形成陆路交通基础设施智能勘察设计技术体系;(2)4套智能关键技术可实现从基于北斗地基/星基增强服务的基础设施空间地理与地质信息快速获取、多源数据融合及三维数字化表达、多目标智能优化选线、关键构造物设计方案智能决策、数字化建模与集成设计等方面突破;(3)数字化、智能化标准体系构建是从勘察设计数据体系结构、数据存储、数据传递、智能设计要求与算法、成果交付等维度开展标准化研究;(4)智能勘察设计平台与交付平台研发是基于统一的数据与平台架构,采用自主图形引擎,可实现陆路交通智能勘察设计和成果交付,支撑陆路交通基础设施勘察设计领域高质量发展。

基于J2EE架构的岩土试验数据管理平台的设计与应用

为解决岩土试验数据采集和应用数据分散、人工处理效率低、非标数据难以建模等问题,运用流程重组、物联网、数据挖掘等多种现代信息技术,对岩土试验数字化工程进行了整体规划和实施,对岩土试验数据管理平台的业务架构和功能架构进行了设计,基于J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)架构研发了岩土试验数据管理平台和试验数据中心。岩土试验中通过物联网二维码的应用,样本识别准确率和效率得到了提升,岩土试验的总体周期大幅缩短。通过压力试验机升级改造和软件集成,单轴抗压强度试验效率提升了50%以上。岩土试验数据管理平台的建立和升级改造,提升了岩土试验工作效率、岩土试验数据的利用率和测试数据管理水平,获得了良好效益。

铁路工程地质多源异构数据管理与服务技术研究与应用

铁路工程勘察过程中会产生大量的基础地质数据,如何实现多源异构地质数据重构汇聚、结构化存储管理以及数字化服务是工程勘察数字化转型与协同设计的关键。本文充分融合GIS、BIM、数据湖、微服务等新一代信息技术,研究并设计多源异构地质数据的结构化存储数据结构;同时,基于该套数据结构,研发集地质基础数据库、数据汇聚管理、数据服务于一体的地质数据管理与服务系统。系统具备基础地质信息GIS时空融合可视化与场景配置能力,采用基于gPRC的微服务架构实现点、线状区域的地质信息综合查询统计分析与下载服务、虚拟钻孔图切剖面的自动生成与即时服务、多种GIS与BIM格式的模型适配服务,实现二、三维地质数据及模型数字化集成、一体化存储、精细化管理和即时按需服务,为铁路工程地质数据融合奠定了数据基础。在宜涪(宜昌—涪陵)铁路项目中的应用结果表明,多源异构地质数据通过重构与集成,形成了高实用性、可扩展性及灵活自助数据服务,显著增强了铁路工程勘察设计业务的数字化水平,提升勘察设计的效率和质量,为其他地质信息系统的设计与开发提供参考。

氮添加对水杉防护林生长的影响

[目的]在我国大气氮沉降量逐年增加背景下,厘清外源氮素输入对水杉防护林生长的影响,有助于为防护林健康生长开展养分管理提供科学指导。[方法]以江苏省东台市泥质海岸12年生水杉(Metasequoia glyptostroboides)防护林为研究对象,通过设置4个水平的连续8 a氮添加处理,即对照(CK,0 kg·hm^(-2)·a^(-1))、低氮(LN,56 kg·hm^(-2)·a^(-1))、中氮(MN,168 kg·hm^(-2)·a^(-1))和高氮(HN,280 kg·hm^(-2)·a^(-1)),研究氮添加对水杉及其大小树(根据初始平均胸径划分)胸径年生长量的影响。[结果]氮添加水平和年份及其交互作用显著影响水杉胸径年生长量。氮添加对水杉胸径年生长量呈非线性影响,中氮添加的促进作用强于低氮和高氮。年际间水杉胸径生长量的变化趋势一致:初期氮添加促进作用逐渐增强(1—3年氮添加),然后促进逐渐减弱(4—6年氮添加),继而转变为抑制作用(7—8年氮添加)。在同水平氮添加处理下,径级和年份显著影响水杉生长,但无交互作用。对于小树,氮添加水平和年份及其交互作用显著影响胸径生长。对于大树,仅氮添加年份显著影响胸径生长。水杉小树的胸径年生长量低于大树,而生长量响应比则高于大树。[结论]同水平氮添加处理下,水杉大树胸径生长量高于小树,但氮添加对小树胸径生长的促进作用强于大树,表明小树生长更易受外源氮输入的调控。同时,随着年份增加,氮添加对水杉胸径生长表现出先促进后抑制,表明长期氮沉降将不利于泥质海岸水杉防护林生长。

陆路交通基础设施智能化勘察设计研究综述

研究目的:陆路交通基础设施勘察设计智能化是引领交通基础设施建造新一轮技术革命与产业变革的核心动力。为加快陆路交通基础设施勘察设计数智化建设,实现数字化和智能化技术与勘察设计技术深度融合,本文以“测绘—勘察—选线—设计—平台”为主线,通过大量的文献调研,综述国内外陆路交通基础设施领域智能化发展现状和最新研究成果,分析陆路交通基础设施勘察设计智能化发展趋势。研究结论:(1)我国陆路交通基础设施智能化勘察设计发展主要面临北斗应用尚处于起步阶段、空天地一体化勘察数据解译效率低、选线评价指标相对单一、设计协同集成弱、设计基础平台存在“卡脖子”风险等问题;(2)未来应聚焦“交通强国”和“数字中国”国家重大战略,重点突破北斗定位与空天地集成高精度智能测绘、空天地一体化高精度智能综合勘察、多维环境因素多目标智能选线、关键结构数字化建模与集成设计等关键技术,建立基于标准数据的智能勘察设计平台;(3)本研究提出了陆路交通基础设施勘察设计向数字化智能化发展的趋势。

青藏线多年冻土区斜坡路基地震稳定分析及抗滑措施研究

多年冻土区斜坡路基的稳定性关系到青藏线格拉段的运营畅通。为研究地震荷载对多年冻土区斜坡路基稳定性的影响,根据现场钻孔及室内土工试验土层参数,针对多年冻土区典型斜坡路基工点,考虑地震荷载作用下,采用边坡稳定性动力分析方法,对有车和无车2种工况,进行了无加固措施情况及抗滑桩情况的稳定性分析和对比研究,明确了抗滑桩提高冻土区斜坡路基稳定性的效果,建议使桩伸入到稳定岩土层下的长度不小于总桩长的1/3,以满足抗滑桩设计和稳定性的要求,为青藏线多年冻土路基加固的设计、施工等提供参考。

公路下穿铁路新建泡沫轻质土过渡段框架涵动力特性分析

针对武汉市李纸路以框架涵方式下穿南环铁路上行线及京南联络线工程,建立了车-轨-路涵过渡段三维有限元模型,分析了在运营车辆作用下泡沫轻质土过渡段-框架涵振动加速度、动位移及动应力分布规律。结果表明:由泡沫轻质土填筑而成的过渡段,其竖向加速度和动应力随着深度的增加而呈减小趋势,且在基床表层范围内衰减速度最快;列车上下桥两侧路基面动位移沿线路纵向分布规律及大小基本相同,往桥台方向呈现逐步递减的规律;泡沫轻质土过渡段中部范围动位移沿纵向递减速率小于过渡段末端;框架涵范围内桥涵顶面竖向动位移呈现出双峰分布规律。

中低速磁浮交通工程低置结构技术标准研究

研究目的:本文以我国首条具有完全自主知识产权的中低速磁浮交通工程——长沙磁浮快线为依托,采用理论分析、静动力数值仿真分析、现场试验等综合手段,对中低速磁浮交通工程低置结构的技术标准开展系统研究,提出中低速磁浮交通工程低置结构相关设计标准。研究结论:(1)中低速磁浮交通工程低置结构应由"凸"字形承轨梁及梁下路基两部分组成;(2)承轨梁结构底板宜按弹性地基梁计算,并考虑梁下路基不均匀沉降的影响,梁下混凝土垫层设计厚度宜采用10 cm;(3)承轨梁下路基由基床及基床以下路堤组成,基床厚度一般不应小于2 m;(4)承轨梁下路基"路肩"宽度一般不应小于2.5 m,路堤填筑高度宜控制在3~5 m以内;(5)桥路过渡段、两节承轨梁之间应采取减小或消除差异沉降错台的措施;(6)长沙磁浮快线的长期安全平稳运营表明,研究提出的技术标准可为中低速磁浮交通工程低置结构的设计和技术标准的编制提供支撑。

水平集中荷载作用下悬臂式挡土墙平面简化计算荷载取值探讨

水平集中荷载作用于悬臂式挡土墙墙顶时,传统的计算方法将集中荷载除以荷载间距施加到平面模型中计算,在荷载间距较大时,该方法所得计算结果与挡土墙实际受力存在较大误差,导致集中荷载附近墙体内力偏小,相邻集中荷载之间墙体内力偏大。为此,采用有限单元法建立悬臂式挡土墙的三维及平面受力分析模型,重点分析了荷载强度、墙高、荷载间距对墙体内力分布的影响,得到了水平集中荷载作用下采用悬臂式挡土墙平面简化计算模型计算时的荷载修正系数,为设计者提供借鉴和参考。

板梁结构在沪杭客运专线深厚软土路基工程中的应用

沪杭客运专线路基跨越上海市地铁9号线。为减小路基加固对地铁的影响,采用板梁结构地基加固方案。该结构是由钢筋混凝土桩基、托梁及托板组成的三维受力体系,其内力计算较复杂。文中介绍基于结构有限元软件的考虑桩土相互作用的板梁结构内力的计算方法,并针对计算结果进行设计,可为类似工程结构设计计算提供参考。

TB 10035-2018《铁路特殊路基设计规范》 修订简介与解析

《铁路特殊路基设计规范》是我国铁路路基工程行业的核心标准,修订后的TB10035-2018已于2019年1月1日正式实施。本文系统介绍和解析了规范本次修订的原则、主要特点、主要修订和新增内容,并论述了提高特殊路基工程质量的措施和应注意的问题。修订后的TB10035-2018《铁路特殊路基设计规范》在多方面内容得到了完善与提升,为铁路特殊路基的发展提供了技术支撑。

高填方浸水路堤地震动稳定性及变形特性分析

利用Geo Studio软件系列建立了一个高填方浸水路堤二维动力耦合数值分析模型,分析了地震作用下路堤的变形性状和稳定性变化规律,以及三峡库区水位对路堤变形性状和稳定性的影响。结果表明,地震荷载作用下,土层在地震惯性力的作用下其剪切模量迅速降低,发生较大的剪切变形,最大剪切变形由坡脚软弱层、中部交界面和填筑体边坡坡顶处迅速拓展形成滑动面,稳定系数也急剧下降,且路堤的地震动最小稳定系数随着库区水位的升高而逐渐减小。高填方浸水路堤的水平位移和竖向沉降发生部位具有明显特征规律,且随着库区水位的升高而不断增加。

铁道行业“十三五”期间土工合成材料技术创新与工程应用

土工合成材料广泛应用于铁路路基、隧道及轨道等工程的加筋加固、防排水和隔离防渗等重要领域。2016年9月铁路工程土工合成材料系列产品标准发布后,土工合成材料在铁道行业的设计水平、建设管理和工程质量得到了有效提升。对铁道行业设计院、高校和科研机构等不同性质的13家单位于2016—2020年,土工合成材料技术创新与工程应用情况进行调研,分析有关土工合成材料的科研立项、工程应用、成果获奖、发表论文专著、软件和专利数量及其在各单位的分布特点,掌握土工合成材料在铁路领域的研究水平和应用现状,可为铁路管理部门合理制定铁道行业土工合成材料相关产业技术政策、完善产业链服务提供依据。

野生玫瑰种质资源分布现状及预测

野生玫瑰是珍稀濒危植物,被列入我国二级保护植物目录。目前,大量研究针对野生玫瑰种质资源保育展开,但较少对其种质资源分布现状及预测进行总结性报道。本研究通过文献查阅、资料收集等对野生玫瑰种质资源分布现状及特征进行分析,并在已有研究基础上对野生玫瑰自然条件下的潜在分布区进行预测。结果表明野生玫瑰主要分布于滨海地区,在东亚地区为原生植物,在欧美大陆则逃逸成为入侵植物。预测模型显示东亚地区滨海区域仍为野生玫瑰主要潜在分布区,并且有向内陆地区扩散的趋势。本研究通过种质资源调查分析并通过模型预测对野生玫瑰分布状况进行初步总结,将对野生玫瑰引种栽培、未来分布区域预测等起到一定的支撑作用。

松褐天牛产卵刻痕在黑松树干上分布规律的研究

调查和分析了松褐天牛Monochamus alternatus Hope的产卵刻槽在寄主植物黑松上的分布情况,结果表明:产卵刻槽分布与寄主胸径和树高有一定的相关关系,黑松树干胸径在9～15cm之间,树高在4～7m之间最适合天牛产卵危害,其中在胸径9～13cm范围内产卵刻槽数量最多,在此范围的寄主受天牛为害最重。天牛在胸径>17cm或树高>7m时,没有产卵刻槽分布。产卵刻槽集中分布于树干1～2m位置,3m以上很少有刻槽分布,同时,天牛产卵多在光线充足的地方,其中南面产卵刻槽数量最多。

松材线虫染病黑松上松褐天牛与褐梗天牛生态位的研究

在对山东威海成山林场松材线虫Bursaphelenchus xylophilus调查中发现,松褐天牛Monochamus alternatus Hope和褐梗天牛Arhopalus rusticus Linnaeus是危害黑松的主要蛀干害虫。对老熟幼虫空间生态位研究发现,在4月松褐天牛和褐梗天牛幼虫的空间生态位宽度分别为0.841和0.640,存在一定差异性,生态位重叠值为0.842,在7月和8月空间生态位宽度相似,生态位重叠值和竞争系数增大。衰弱木上松褐天牛幼虫生态位宽度为0.904,比褐梗天牛分布宽。枯立木上松褐天牛在树干2 m以下分布最多,与褐梗天牛分布相似,生态位宽度分别为0.53和0.46。

松材线虫病木内天牛蛀道蛹室的优势长喙壳真菌分析

【目的】松材线虫病与传媒昆虫天牛、伴生真菌的关系密切,研究与松材线虫病关系密切的长喙壳真菌区系,利用生理特征、形态特征和基于多基因序列的系统发育关系对优势种进行准确鉴定,为揭示病害、传媒天牛与真菌的互作关系提供理论基础。【方法】以华东地区松材线虫病老疫区浙江省和新疫区山东省染病的马尾松、黑松树体内松墨天牛幼虫坑道和蛹室样本为对象,分离和鉴定与松材线虫病伴生的可培养真菌区系组成,重点分析长喙壳类真菌。采用组织分离法对伴生菌区系进行分离培养,在培养特征和形态学鉴定的基础上,依据地域、寄主的不同选取代表性菌株,进行基于多位点DNA(ITS和β-tubulin)序列的系统发育分析。【结果】从98份样本内分离获得254株长喙壳类真菌,占所有可培养真菌区系组成的20.6%,为优势类群;培养特性和显微形态学特征支持其中235株属于齿小蠹长喙壳,占92.5%,同时该种下存在明显的菌落和显微形态特征的分化,代表性菌株的生长速率和系统发育分析进一步支持了该种基于表型的鉴定结果。【结论】本研究首次明确了齿小蠹长喙壳是我国松材线虫病伴生真菌区系中的绝对优势种,今后针对该种真菌与传媒昆虫天牛及松材线虫病的关系、病害真菌区系对松材线虫种群扩散流行提供生态缓冲适应性的研究十分必要,也可为病害的科学防控提供新策略。

山东滨海黑松针叶形态和结构性状对风害胁迫的响应

【目的】探究叶片的形态和结构性状对风害胁迫的响应规律,加深对植物适应环境变化能力的认识。【方法】对山东滨海的黑松(Pinus thunbergii)人工林,按照自然风害胁迫梯度,采集迎风面和背风面的针叶,测定针叶长、针叶宽等形态性状以及针叶表层厚度和角质层厚度等结构性状,探究黑松针叶形态和结构性状对长期风害胁迫的适应策略。【结果】1)相较于背风面,迎风面针叶的形态和结构性状变异更大,表现在迎风面针叶的叶长和叶面积均显著低于背风面针叶,但迎风面针叶的表层厚度和角质层厚度均显著高于背风面针叶。2)除叶宽外,迎风面针叶形态和结构性状对风害胁迫的响应均显著;而背风面针叶仅叶宽对风害胁迫的响应显著。3)整体和迎风面针叶的形态性状响应随风害强度增加表现出降低趋势,而针叶结构性状的响应随风害强度增加表现出增加趋势。4)叶片形态和结构性状对风害胁迫表现出协同或拮抗响应,且主要在迎风面体现。【结论】山东滨海黑松叶片形态结构性状对于风害胁迫表现出塑性响应,迎风面表现更为强烈。研究结果加深了风对植物的作用及植物适应对策的认识。

林业病虫害防治中营林技术的应用及发展趋势分析

为了促进林业病虫害中营林技术的蓬勃发展和进步,提高林业当前的发展水平。方法:通过分析林业病虫害防治中营林技术的具体应用,指明了营林技术在林业病虫害防治中的未来发展趋势。结果:林业病虫害防治中融入营林技术,能够突破原有的防治观念,整合创新因素,利用综合举措构建与之匹配的防治体系,促进林业技术的不断发展。结论:在进行林业病虫害防治工作中,相关管理人员要加强对营林技术的深入性分析,根据周边的气候条件和病虫害防治,要求选择正确的营林技术,不断的提高病虫害的防治效果,推动地区林业技术的发展。

松材线虫VAP家族成员结构分析

类毒液过敏原蛋白(VAP)是一类高度保守的线虫分泌物,在线虫侵染寄主植物早期发挥重要作用.运用生物信息学方法在松材线虫(Bx)基因组中共鉴定出14个VAP家族成员,对其理化性质、保守基序和二、三级结构等生物学特性进行分析,并构建了系统发育进化树.结果显示:不同Bx-VAPs的氨基酸组成数量和相对分子质量存在很大差异;14个Bx-VAPs基因的进化相对保守,所有蛋白均含有代谢产物活化蛋白(CAP)结构域;该家族成员有明显的胞外蛋白形态特征,属于分泌蛋白.研究结果可为揭示松材线虫入侵、定殖和致病的机制奠定一定理论基础.