一种基于水平定向钻的模型试验装置

水平定向钻进模型试验装置可为探究钻进参数与岩石物理力学参数之间的定量关系提供良好的试验平台。针对水平定向钻技术在隧道地质勘察的应用,自主研发一种可用于研究水平定向钻钻进参数与岩石强度相关性的模型试验装置。该模型试验装置包含钻进压力动力系统、旋转动力系统和参数测量系统。其中,钻进压力动力系统和旋转动力系统分别由液动螺杆马达和液压油缸驱动,可采集位移、钻进压力、钻头的转速和转矩、系统水压力和水流量等参数。采用6块强度等级为M15的砂浆试块测试该试验系统的可行性,得出结果:1)水平定向钻的钻进速度与钻头的转矩随着钻进压力的增大而不断增大;2)泥浆系统循环压力和钻头转矩呈正比例变化关系,泥浆系统循环流量和钻头的转速呈正相关变化关系;3)该试验装置能够在保持水平定向钻工作特性的前提下研究钻进参数与岩石强度之间的定量关系。

天山胜利隧道穿越博-阿断裂段抗错断性能研究

目前针对超挖、铰接与减震层组合设计对走滑断层隧道抗错断损伤特征的研究尚不明确,为此以天山胜利隧道穿越博罗科努-阿其克库都克断裂为实际工程背景,采用可表征泡沫混凝土力学行为的塑性本构模型模拟减震层泡沫混凝土受压行为,建立精细化三维数值模型,评估隧道在超挖、铰接与减震层组合设计工况下的纵向位移、衬砌断面损伤和应力分布特征,得出采用超挖、铰接与减震层组合设计时的走滑断层隧道力学响应及破坏特征。研究结果表明,隧道受断层活动影响呈现S形变形,在断层滑动面附近隧道变形较大;走滑断层作用下衬砌损伤集中在拱腰及45°共轭方向,衬砌内力随着断层错动量的增加而增大;通过超挖、铰接与减震层的组合设计,能够较好地减轻隧道二次衬砌破坏。

基于机器学习的水平定向钻钻孔围岩智能分类探讨

将水平定向钻技术应用于超长距离隧道地质勘察,可避免传统竖直勘察的诸多局限性,改变当前隧道工程地质勘察现状。通过新疆天山胜利隧道现场采集的随钻参数构建围岩预测数据集,经过数据不平衡处理后将泥浆压力、钻进速度及修正孔底钻进压力作为围岩分类评估指标,引入多种机器学习算法构建分类模型并采取网格搜索交叉验证的方法调参优化,以准确率、精确率、召回率、F1值等指标对各模型分类性能进行评估验证与探讨。结果表明:①大部分算法对碳质板岩与片麻状花岗岩具有较好的分类性能,对石英片岩的预测准确率则较低;②随机森林、决策树与梯度提升决策树分类性能最好,AdaBoost分类器表现最差;③机器学习分类方法相对传统方法在处理非线性问题时更有优势,建立数据-物理双驱动的围岩智能分类理论与模型是今后发展趋势之一。研究结果可为水平定向钻钻孔围岩预测分类问题提供指导。

白燕2号燕麦的双螺杆挤出物的理化特性分析

为探究双螺杆挤压处理对白燕2号燕麦理化特性的影响,以白燕2号裸燕麦全颗粒为原料进行挤压处理,并对燕麦挤出物的品质进行检测与表征。结果表明,在喂料水分22%、螺杆转速42 Hz、喂料速率26 Hz、终端温度160℃等典型挤压条件下,燕麦挤出物的膨化率为1.16;挤压过程中发生了美拉德反应,L*降低,a*降低,b*增加,?E降低;总氨基酸含量减少了5.44%,各种氨基酸含量呈整体下降趋势;挤压后物料微观结构表面粗糙、富有层次感。燕麦挤出物吸水性指数上升378.4%,水溶性指数下降1.08%,可溶性β-葡聚糖含量提高了62.0%,模拟体内消化后,燕麦挤出物提取液表观黏度增大;挤压过程中同时发生了分子的解聚反应和聚合反应。由此可见,双螺杆挤压是一种有潜力提高全燕麦品质的加工技术。

超大直径水下盾构隧道健康监测设计研究

水下盾构隧道所处地质条件、内外部环境较为复杂,若运营期发生病害或灾害,易造成重大的经济损失和不良的社会影响。文章以南京纬三路过江通道工程为例,基于数值模拟结果,对结构健康监测系统的组成、监测项目、监测仪器及典型断面的选取、监测数据采集及传输系统、中心数据库子系统、隧道结构安全预警与综合评估子系统和用户界面软件系统进行了系统论述。研究结果表明,隧道结构健康监测及管理系统采用传感测试、计算机技术、远程智能控制、损伤识别、信号分析和结构安全评估新技术,具有先进性、合理性、实用性、兼容性和方便性,可以为保障隧道运营期的结构安全提供重要依据。

基于Hill稳定条件的条形锚板抗拔承载力研究

基于虚功原理的Hill稳定条件可较为明确地判定岩土材料的局部稳定性和整体稳定性:当地基系统的局部二阶功小于0时,材料点局部潜在失稳;当地基的整体二阶功小于0时,地基系统达到极限状态,整体潜在失稳。对ABAQUS进行了二次开发,使Hill稳定条件与有限元法相结合,求解胶结钙质土地基中条形锚板的抗拔承载力。研究结果表明,对于条形锚板在摩擦型岩土材料中的抗拔承载力问题,采用有限元方法结合Hill稳定条件,能较好地预测地基失稳范围和潜在失稳区域,失稳判据明确,易于确定极限荷载,并能较为准确地描述锚板的承载力系数及其随埋深的变化规律。利用有限元法结合Hill稳定条件求解承载力问题的思路和方法是有效和可行的,有明确的物理意义和力学理论基础,应用方便,值得进一步研究、推广并应用于较为复杂的岩土工程问题。

超大直径盾构隧道穿越岩溶发育区地表注浆合理加固范围

为研究超大直径盾构隧道穿越岩溶发育区地表注浆合理加固范围,以武汉市某在建工程为依托,设计了以围岩等级、溶洞尺寸及溶洞充填范围为影响因素的正交试验,采用了三维数值方法求解不同方位溶洞与超大直径盾构隧道的最小安全距离,并提出了以最小安全距离主要因素为分段计算准则的地表注浆加固范围确定方法。结果表明:当溶洞位于隧道上方、侧方及下方时,最小安全距离的主要影响因素分别为溶洞尺寸、围岩等级及溶洞尺寸;当溶洞位于隧道上方时,分为4个区段,加固范围在12~22.5 m,当溶洞位于隧道侧方时,分为4个区段,加固范围在8~15 m,当溶洞位于隧道下方时,分为5个区段,加固范围在8~15.5 m。研究成果可为类似工程注浆设计与施工提供参考。

基于模型上相邻三角面关系的纹理合成

根据模型上相邻三角面的关系,采用广度优先策略依次为每个三角面指定纹理坐标。对于具有约束面的搜索与映射过程,首先使相邻面有最小的纹理误差,最后采用图的分割技术将纹理拼接成一个连续的整体。该算法适用于任意曲面和多种纹理。

某抽水蓄能电站廊道加固方案论证

某抽水蓄能电站上水库库底及坝体内设置了排水与观测廊道,除不同廊道交接处小范围内采用全断面现浇混凝土外,其余均采取底板和边墙为现浇混凝土,上部拱体为预制混凝土.电站运行一段时间后,7#廊道现浇底板出现沿纵向宽度约为0.1～0.15mm的裂缝.这些裂缝对廊道的安全运行构成了威胁,需要进行加固处理.本文首先提出了廊道加固方案,然后进行了加固前后的非线性有限元对比计算分析和现场观测试验.结果表明：提出的加固方案合理,加固效果明显.本文提出的加固方案和分析结果对工程设计和施工具有一定的参考价值.

超高水压大直径盾构隧道管片接缝防水设计与试验研究

针对目前国内承受水压最高的大直径盾构隧道工程,提出一套较系统的弹性密封垫设计流程与研究方法,研究该类管片接缝防水的规律。首先,基于国内外现有研究成果,结合工程特点,确定了超高水压大直径盾构管片接缝防水双道弹性体的布置方式;其次,对防水技术标准进行研究,为深入分析弹性密封垫的相关设计内容与试验成果奠定基础;再次,重点对弹性密封垫的断面形式进行多方案比选分析;最后,通过独特的试验系统与试验方法,对不同断面的弹性密封垫进行高水压防水能力试验以及密封垫装配力试验,综合分析试验成果,最终确定最优防水设计方案。

聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

试验研究了聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、抗剪强度、抗冲磨强度及弯曲性能,并与钢纤维混凝土进行了对比。结果表明:在混凝土基体不变情况下,低掺量聚丙烯纤维(掺量为0 91kg/m3)略微降低混凝土的抗压强度和抗剪强度,少许提高混凝土的抗弯强度,显著提高混凝土的弯曲韧性和断裂能,从而起到阻裂和增韧作用,而对混凝土的抗冲磨性能几乎没有改善。另外,网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯强度和韧性的改善优于聚丙烯单丝纤维,但它们较钢纤维的增强增韧效果还有一定差距。

坑外降水条件下软土地层深大盾构工作井稳定性研究

采用合适的计算方法确定有效的围护方案是基坑设计中的难点。以南京纬三路过江隧道江北盾构工作始发井为依托,采用空间地基板法反演分析得到各地层m值,通过编制DLOAD子程序实现主动区与被动区的判别和相应荷载的施加,得到坑外降水条件下软土地层深大盾构工作井围护体系的受力与变形特征。计算结果与现场实测值较为吻合,从而证明采用空间地基板法配合反演得到的地层m值可有效预测工作井围护体系的变形与受力特征。为进一步优化设计方案,选定连续墙厚度、支撑截面尺寸及底板以下5 m范围内土体m值3个参数,通过正交试验进行参数分析,得到影响连续墙水平位移及支撑轴力的主要因素。计算方法及相关计算结果可为同类工程设计提供参考。

基于ADO数据库连接池优化策略

在分析现有数据库连接池方法的基础上,提出了一种基于ADO技术、能自适应调节的数据库连接池优化策略。策略中记录下每一个被调用的连接信息,通过管理模块分析这些信息,优化并动态配置连接池参数,达到连接池参数的自适应调整目的。测试结果表明,提出的连接池策略在处理并发请求的性能上明显优于现有数据库连接池方法。

超高水压复合地层大直径盾构隧道纵断面优化设计研究

文章以南京纬三路过江通道超高水压复合地层大直径盾构隧道工程为例,针对原设计方案存在的穿越不利复合地层、入岩深度和长度较大以及水压超高等问题,对隧道施工期和运营期的合理覆土厚度、结构抗浮要求进行了研究;通过采用洞内永久压重方案并结合隧址预测的河床冲刷和现状河床冲淤的观测资料,提出了隧道纵断面优化方案。采用该优化方案,在满足隧道平纵线形指标和施工期及运营期安全的条件下,可降低施工难度和风险、节约工期、提高行车舒适度。

水下盾构隧道地震液化数值分析

砂土地震液化会造成地基失效和结构受损,因此场地液化判别至关重要。国内外规范中的液化判别方法简单实用,但均存在局限性。为更准确、全面地进行场地液化判别,利用三维有限差分程序FLAC^3D,结合孟加拉卡纳普里河底盾构隧道项目,对典型钻孔位置土层的抗震液化特性进行数值分析。利用FLAC^3D中的FINN模块建立土层三维模型,在重力平衡和水压力平衡后施加合理的地震波,进行动力计算,计算模型每个单元在计算过程中的最大超孔压比,若最大超孔压比=1,则该位置土体发生液化;若最大超孔压比<1,则该位置土体不会液化。计算后,部分土体的最大超孔压比=1,其他范围土体的最大超孔压比均<1。研究表明该地区土层会发生地震液化,且不同位置处液化深度不同、液化范围也不同,该数值分析液化判别结果与规范法判别结果一致。

8种五味子木脂素类化合物对羧酸酯酶2的抑制作用

目的考察8种五味子木脂素类化合物体外对羧酸酯酶2(CES2)活性的抑制作用,并对CES2强抑制剂进行草药-药物相互作用(HDI)风险预估。方法采用荧光素二乙酸酯(FD)作为CES2的特异性荧光探针底物,加入人肝微粒体(HLM),将8种五味子来源的化合物单体五味子甲素、五味子酚、五味子酯戊、五味子醇甲、五味子醇乙、戈米辛J、戈米辛G和戈米辛O,分别与FD在37℃条件下共同孵育10 min,以DMSO作为对照,荧光酶标仪测定孵育液中FD代谢产物荧光素的生成量,计算残余活性及半数抑制浓度(IC_(50)),进一步进行体内的HDI风险预估。结果五味子甲素和五味子酚在100μmol·L^(-1)浓度下可使CES2残余活性分别降至DMSO对照组的14.5%和15.3%(P<0.01),其IC_(50)为8.06和8.91μmol·L^(-1),其余6种木脂素对CES2抑制作用较弱;HDI风险预测结果表明,五味子甲素或五味子酚与CES2底物共用时,引起药物暴露水平分别增加11.24倍和0.40倍。结论五味子甲素和五味子酚对CES2具有强抑制作用,联合使用五味子相关中药制剂时,需要警惕HDI风险的发生,防止出现血药浓度大幅增加而诱发药物不良反应。

不排水黏土中深埋锚板的抗拔承载力

针对不排水均质黏土中深埋条形锚板和圆形锚板,分别构造两种简单的机动容许速度场,利用塑性力学极限分析的上限法求解锚板的极限抗拔承载力。采用非线性有限元方法对构造的速度场和承载力计算结果进行了验证。与现有的相关解答对比可知:本文上限解与已有的上限解或滑移线场解答较吻合。提出的速度场合理、简单,并严格符合机动容许场的要求,便于实际应用,能为工程设计提供参考依据。

轮胎嵌入式超高频无源RFID系统的功率传递特性

轮胎嵌入式超高频无源RFID系统在轮胎生命周期管理和安全监控中将发挥十分重要的作用。为此,该文研究了轮胎嵌入式超高频无源RFID系统功率传递特性。轮胎嵌入式超高频无源RFID系统中,读写器和电子标签间的无线链路需要穿过空气和轮胎,路径损耗主要包括空气-轮胎界面间的反射损耗和轮胎中的衰减。基于轮胎介电常数和空气-轮胎界面的边界条件,研究轮胎嵌入式超高频无源RFID系统功率传递特性,提出了一种基于终端开路同轴探针的轮胎介电常数的比对测量方法,建立了轮胎嵌入式超高频无源RFID系统功率传递模型。数值分析表明,提出的基于端开路同轴探针的轮胎介电常数的比对测量方法误差小,测量、仿真的反射系数差的绝对值小于0.04,而为了提高轮胎嵌入式超高频无源RFID系统读取距离和可靠性,读写器天线应采用水平极化方式,并且尽可能直视电子标签;应合理设计电子标签嵌入轮胎的深度,避免功率传递函数处于波谷位置。该研究可为轮胎嵌入式超高频无源RFID电子标签与胎压监测系统的设计提供参考。

Hill稳定条件在有限元法计算地基承载力中的应用

对大型有限元分析软件ABAQUS进行二次开发,以条形地基极限承载力问题为例,探讨有限元方法结合Hill稳定充分条件在求解岩土工程承载力问题中的应用。根据Hill稳定充分条件,当系统局部二阶功小于0时,地基局部潜在失稳;当整体二阶功小于0时,地基达到极限状态,可能发生整体失稳。探讨剪胀角对地基承载力的影响,并将有限元方法结合Hill稳定充分条件的计算结果和常规有限元法计算的结果与已有的数值、理论结果进行比较。结果表明:在剪胀角比摩擦角小很多时,与常规有限元法计算结果相比,有限元方法结合Hill稳定条件,计算得到的地基极限承载力更加接近理论解;当剪胀角和摩擦角接近时,二者计算结果基本一致,均能得到较为合理的结果。有限元方法结合Hill稳定条件,能较好地预测地基潜在失稳区域,可以判定结构的局部稳定性和整体稳定性,能同时描述地基的面破坏模式和场破坏模式,而且有理论基础和明确的物理意义,应用方便,是一种值得推荐的方法。

一种无线传感网络中的时空事件检测方法

在无线网络检测优化问题的研究中,事件检测是无线传感网络的主要任务。事件往往表现出复杂的时空关系。无线传感网络的事件检测大都单独局限于时间或空间域的推理和学习,事件检测准确率不高。为解决上述问题,在论述时空事件的基础上,提出了一种动态条件随机场(DCRF)的时空事件模型,采用一种基于信任传播(Belief Propagation)的时空事件检测方法。进行仿真结果表明,时空事件检测方法,在检测准确率、召回率、F1分值等性能优于马尔可夫随机场(MRF)的检测方法和贝叶斯网(DBN)检测方法。同时,所采用方法处理耗时短,适用于无线传感网络环境。