沈晓东 黄宏伟 沈雷作品

沈晓东，北京大学艺术学硕士，现任教于辽宁工业大学艺术设计与建筑学院，副教授。黄宏伟，湖北美术学院艺术硕士，现任教于辽宁工业大学艺术设计与建筑学院，副教授。

基于聚类与Transformer算法的上软下硬地层盾构滚刀正常磨损预测

盾构法是隧道施工的主流方法,广泛应用于软土地层与复合地层。盾构机在上软下硬地层中掘进时,准确预测滚刀的磨损以便及时更换滚刀是确保施工安全与效率的关键。基于机器学习中的无监督kmeans聚类算法、有监督Transformer算法以及遗传算法,提出了一种根据刀盘前方地层条件、滚刀布设以及施工参数预测滚刀正常磨损的方法。kmeans聚类算法用于实时分析当前盾构施工参数间的关系,从而划分不同施工状态,并为不同施工状态分配不同的磨损修正系数作为Transformer模型的输入参数。根据地层条件及施工参数相关关系确定磨损修正系数初始值的大小,借助遗传算法对磨损修正系数进行优化。Transformer算法中,以地层条件、施工参数、滚刀安装半径和切削距离以及kmeans聚类得到的磨损修正系数作为输入参数,以滚刀磨损量作为输出参数,并由遗传算法对模型的超参数进行优化。所使用的数据采集自某大直径泥水平衡盾构隧道,所穿越地层条件包含全断面软土、上软下硬地层以及全断面硬岩,样本集包含217条数据。聚类结果所揭示的施工状态与滚刀的磨损速度具有明显的对应关系,预测模型的滚刀磨损平均预测误差为3.6mm,占滚刀换刀磨损量40.0mm的9%。

基于贝叶斯分层模型的液化侧移稳健的易损性分析方法

提出了一种基于贝叶斯分层模型的液化侧移稳健的易损性分析方法。采用贝叶斯分层模型量化不同增量动力分析(IDA)曲线间的差异,结合抽样方法预测潜在侧移的分布,建立液化侧移稳健的易损性曲线和超越概率曲线。以一处实际发生过液化侧移的场地为例,展示了稳健的易损性曲线及超越概率曲线的建立方法,并与相关方法进行比较。结果表明,所提出的方法可以较好地模拟IDA曲线的分布,较为准确地量化易损性曲线和超越概率曲线的不确定性。

咽容积联合鼻腔最小截面积在成人非肥胖型OSAHS早期筛查中的应用价值

目的探讨咽容积联合鼻腔最小截面积(mCSA)在成人非肥胖型阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)早期筛查中的应用价值。方法选取2023年1至6月在金华市中心医院经多导睡眠监测(PSG)确诊OSAHS的成人非肥胖型患者75例为观察组,选取同期性别、年龄和BMI相匹配的健康志愿者50名为对照组。采用256层螺旋CT及后重建技术测量平静呼吸和Muller呼吸时相的咽腔参数(包括腭咽腔与舌咽腔的最小截面积和容积)和mCSA。比较两组患者的临床资料、咽腔参数和mCSA,采用Spearman秩相关分析咽腔参数和mCSA与PSG参数的相关性。ROC曲线评估舌咽腔容积和mCSA单独和联合诊断成人非肥胖型OSAHS的效能。结果观察组患者鼻炎比例、高血压比例和ESS评分均高于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。观察组患者Muller呼吸时相的腭咽腔与舌咽腔的最小截面积和容积以及mCSA均小于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。Spearman秩相关分析显示,观察组患者Muller呼吸时相的舌咽腔容积和mCSA与呼吸暂停低通气指数和最低动脉血氧饱和度均呈负相关(均P<0.05),而与血氧饱和度低于90%的时间百分比均呈正相关(均P<0.01)。ROC曲线显示,Muller呼吸时相的舌咽腔容积、mCSA及两者联合诊断成人非肥胖型OSAHS的AUC分别为0.831、0.743和0.878,两者联合诊断高于单一指标(均P<0.01)。结论CT测量咽容积和mCSA可作为早期筛查诊断成人非肥胖型OSAHS的无创性指标,联合诊断有较好的应用潜能。

基于扩展有限元的隧道衬砌裂缝开裂数值分析

分别通过对浙江区域48条公路隧道衬砌裂缝病害的现场调查和大量裂缝病害实例的统计分析,获得了公路隧道衬砌裂缝的分布特征规律和衬砌开裂的主要影响因素。通过与衬砌原型试验的对比,验证了衬砌开裂扩展有限元分析方法的适用性。在这些研究的基础上,采用扩展有限元研究了衬砌在主要影响因素作用下的裂缝分布规律、裂缝扩展过程、裂缝外观表现形式及发生机制。该研究为衬砌裂缝产生原因的分析提供了借鉴,同时也为隧道衬砌裂缝病害的防治与加固修复打下了基础。

盾构隧道横向刚度有效率研究

对现有国内外盾构隧道横向刚度有效率的取值进行了整理分析,认为目前通错缝隧道刚度有效率的取值常凭经验判定,缺少足够的验证。基于二环盾构隧道相似结构模型加载试验的结果以及相关研究成果,发现隧道加载时变形与荷载存在着明显的线弹性关系,隧道刚度有效率为一常数,符合修正惯用设计法的理论基础。对上海地铁盾构隧道的研究表明,通缝拼装时刚度有效率为0.67,错缝拼装时刚度有效率为0.75,软弱土体抗力对隧道有效刚度的影响可以忽略。通过与已有经验公式、结构试验结果的比较,表明相似模型结构试验具有简单、可操作性强、数据丰富、结果可信、经济的特点,可成为研究通错缝拼装盾构隧道刚度有效率的较理想方法。

考虑施工时序的隧道工作面坍塌风险分析方法与验证

岩石隧道钻爆法开挖过程中存在多工序交叉作业,且频繁遭遇复杂的地质环境,导致工作面坍塌事故时有发生。为分析隧道施工中工作面坍塌风险,结合T-S(Takagi-Sugeno)模糊事故树与贝叶斯网络,提出了一种考虑岩石隧道施工基本事件时序性的工作面坍塌风险分析方法。广泛调研了46起钻爆法岩石隧道工作面坍塌事故,筛选辨识出影响工作面稳定性的30项致险因子与孕险环境作为基本事件,基于统计数据量化计算各基本事件的发生概率模糊子集与各节点间条件概率,构建了隧道工作面坍塌T-S模糊事故树并映射为贝叶斯网络,运用贝叶斯网络的双向推理功能,计算得到各基本事件的后验概率与重要度,筛选出部分对隧道工作面坍塌影响较大的关键基本事件。随后结合隧道施工过程中各基本事件发生的时序性,通过在贝叶斯网络中逐次更新对应事件的风险状态,得到工作面坍塌风险发生概率的时序性变化。以油坊坪隧道坍塌事故为工程实例,讨论了隧道建设中考虑施工时序的工作面坍塌风险分析的可行性与挑战,给出了岩石隧道不同施工阶段的风险管控方案与重点,为岩石隧道施工安全风险分析与管控提供了新的理论基础与技术手段。

软土地基下城市超长地铁隧道的沉降与变形监测及时空数据插补方法

城市地铁隧道的沉降监测与收敛变形的精准监控对于保障运营安全及周边环境稳定性至关重要。传统的监测方式,如人工巡检和固定传感器监测,存在实时性差、数据有限等问题。以上海地铁2号线东延伸段(在软土地基下采用盾构技术建造的大型城市地下隧道工程)为例,介绍了一种创新的无线传感网络(wireless sensor network,简称WSN)监测技术,针对无线传感网络监测数据可能存在缺失的问题,提出了一种适用于无线传感网络特性的缺失值补全算法,以填补长达8年的监测周期中可能出现的数据空白点。通过以上监测网络及算法获取了该隧道的完整监测数据及特征指标,并揭示了软土地基盾构隧道横向收敛变形的部分影响因素。本研究在确保了监测数据的有效性和完整性的基础上,为软土地基盾构隧道的施工安全和地铁运营安全提供了技术支持和数据保障。

潮汐对海底隧道工作面稳定性的影响研究

潮汐作用下水位变化触发海床地层应力的重分布,影响海底隧道施工中工作面围岩的稳定性。以青岛胶州湾第二海底隧道为工程背景,采用多相大变形数值计算方法—物质点法,分析了潮汐作用下水位变化对隧道开挖工作面围岩的破坏响应。通过数值模拟与现场监测数据的对比,验证了物质点法数值模拟方法的可行性。通过模拟196组不同围岩等级下的水位变化,探究海床沉降、围岩变形、塑性破坏区的分布和特征。结果表明:水位降低会增大施工期间隧道工作面的变形;水位变化与不良围岩参数的组合是隧道工作面失稳的关键,并得到了16组诱发工作面大变形失稳的参数组合。

国内外桥梁深基础形式的现状

在深水流急和软弱河床上修建桥梁 ,其塔基础起着重要的作用。近年来 ,随着国民经济的增长 ,在一些特殊环境下修建的桥梁日益具增。为此本文通过对国内外在深水和软弱河床上大型桥梁塔基础施工的实例分析 ,对桥梁塔基础进行了分类和总结 ,以期对我国日后大型桥梁在深水流急。

广西丹池盆地晚古生代震积岩及其构造意义

广西丹池盆地(即南丹—河池盆地)为晚古生代与金沙江—红河—马江古特提斯洋共生的大陆边缘裂谷盆地,盆地从早泥盆世晚期开始裂陷,与相邻地区形成条块分割的深水裂陷槽(条)和孤立台地(块)间列的局面。该盆地于三叠纪随着金沙江—红河—马江古特提斯洋的闭合而逐渐萎缩,消亡。在丹池裂陷盆地形成、演化过程中,形成一系列典型的震积岩及与地震相关的滑塌构造。地震形成的沉积构造包括沉积岩墙、地裂缝、沉积岩脉、微褶皱、负荷构造、火焰构造、滑塌构造(滑塌不整合、滑塌褶皱、角砾岩化)等。丹池盆地的震积岩反映晚古生代处于强烈的伸展活动期,震积岩及其伴生的滑塌构造序列反映盆地的幕式构造活动。

盾构隧道壁后注浆的探地雷达探测模拟试验

针对现阶段软土盾构隧道壁后注浆过程中存在的问题及其可能引起后果的基础上,通过对隧道管片后的探地雷达探测目标的模拟试验研究,充分展示了隧道壁后充填“探测对象”时电磁波的传播规律。结合室内实体管片壁后注浆体和砂层的探地雷达无损探测模拟试验的研究成果,和基于FDTD法的GPR数据二维正演结果,对隧道壁后注浆体的分布形态进行了准确的识别。结果表明:隧道壁后注浆材料的龄期、分布形态以及组成材料配比对GPR探测的剖面图具有显著的影响。试验对探地雷达准确探测和解释盾构隧道盾尾壁后注浆效果具有十分重要的作用。

盾构隧道壁后注浆效果的雷达探测研究

盾构隧道的纵向力学与变形性态研究,尤其是盾尾壁后注浆效果已经引起国内外学者的广泛关注,笔者首次利用探地雷达方法,对上海某盾构隧道盾尾壁后注浆分布进行探测,并进行了初步的分析,结果表明,利用该方法可有效地探测隧道壁后的注浆分布,为隧道纵向力学变形性态的控制提供一定依据。

地铁运营安全风险管理现状分析

对国内轨道交通通车里程和在建里程进行统计,并对国际重大地铁事故进行简单统计分析,指出造成地铁安全风险事故的主要原因。在此基础上,对地铁运营安全风险管理的特点和定义进行探讨,并进一步介绍国内外大型城市地铁运营的典型风险管理体系,探讨地铁运营过程中的风险管理特点及现状,对比分析国内外地铁运营管理体系的异同点。指出目前国内地铁运营风险管理中存在的主要问题,并针对其中问题提出具体的建议性措施。

泥岩遇水软化微观机理研究

通过扫描电镜与X射线衍射仪对不含蒙脱石的华北中生代煤系地层泥岩的微观结构与物质组成进行分析，研究了该泥岩遇水软化过程中微观结构随时间变化的动态特征．研究表明：泥岩中的矿物颗粒在水的作用下，颗粒间的连结将逐渐破坏，使水分进入层状颗粒之间，从而在岩石内部产生不均匀内应力以及大量的微孔隙、

重力式挡土墙鲁棒性设计

在现有结构可靠度设计理论的基础上提出了基于多目标优化方法和基于结构失效概率置信水平的2种岩土工程鲁棒性设计方法,考虑了岩土力学参数统计特征不确定性对结构失效概率的影响.结合某重力式挡土墙倾覆与滑移2种失效模式,分别运用可靠度设计方法与鲁棒性设计方法进行了挡土墙基本几何尺寸的设计.最后通过对2种设计方法的对比分析验证了岩土工程鲁棒性设计的合理性与重要性.

盾构隧道长期渗水对地表沉降及管片内力的影响

以上海地铁盾构隧道为例,建立盾构隧道渗流模型,设置不同渗流程度及水位边界条件,分析长期渗流条件下隧道周围土体的孔压分布规律、地表沉降规律和管片内力变化规律。分析结果表明:渗流越严重,孔压降低越明显,地表沉降越大;孔压、地表沉降和管片内力的变化规律一致,且在保持地下水位不变的条件下,三者达到稳定状态的时间几乎相同;渗流使管片内力发生明显改变,管片内力的改变量与渗流的严重程度和地下水位变化情况密切相关;在渗流严重且没有外部水源补给情况下,长期渗流使地下水位不断下降,导致隧道拱腰处的管片内力增加量最显著,对地铁盾构隧道的安全运营造成严重威胁。

基坑开挖对下卧运营盾构隧道影响的数值模拟研究

上海外滩修建地下通道——外滩通道,通道南段采用明挖法施工,在延安东路路口与已建的延安东路隧道产生交叉跨越问题。外滩通道基坑坑底与延安东路南、北线隧道拱顶距离仅为7.1m与5.4m,基坑开挖必然使下卧运营隧道产生附加变形以及附加内力。为了研究外滩通道开挖对下卧延安东路隧道的影响,以及评价不同隧道保护措施的效果,通过三维有限元软件PLAXIS-GiD进行四组模拟,包括无隧道保护措施的工况、采取土体加固措施的工况、基坑开挖过程中在坑底进行堆载的工况以及同时进行土体加固和堆载的工况。实际工程中同时采用土体加固和堆载这两种措施来保护隧道,现场监测数据与对应的数值模拟结果具有较好的一致性。分析表明:基坑开挖将对下卧隧道产生很大的影响,且影响范围较大,约为6倍基坑宽度,施工中采取合理的隧道保护措施是十分必要的。

上海地铁11号线关键节点工可阶段工程风险评估

最大程度地减小市区地铁施工中的风险事故发生率以及事故造成的损失,已成为一个迫切需要解决的课题。根据风险评估流程,结合上海地铁11号线工程实例,对该线工可阶段关键节点的主要风险,采用专家调查法和层次分析法进行了识别和评估,最后针对关键节点的风险控制提出了一些建议。

上海长江隧道工程风险评估研究

论文利用研制的软件(TRM1.0),针对目前世界第一大直径的上海长江盾构隧道工程开展风险评估研究,采用专家调查法和CIM模型,将工程风险指标作为评价标准,对长兴岛工作井施工、盾构进出洞、盾构推进三个单位工程施工可能产生的风险事故进行了定量计算与评估,研究取得的结论可为长江盾构隧道工程施工提供较好的技术指导和参考。