铁路隧道煤与瓦斯突出危险性判定分析

铁路隧道在施工开挖过程中判定具有煤与瓦斯突出危险性,会导致投资增加和工期延长等问题。本文解读了国家煤矿安监局煤安监技装〔2019〕28号文附件《防治煤与瓦斯突出细则》与TB 10120-2019《铁路瓦斯隧道技术规范》中关于煤与瓦斯突出危险性判定的规定。通过对比不同铁路隧道煤与瓦斯突出危险性判定实例,讨论了铁路隧道各阶段煤与瓦斯突出危险性判定的原则。研究发现:勘察阶段钻孔内瓦斯测试数据欠准确的原因主要包括:(1)钻孔内测试深度与施工揭示煤层的深度不一致;(2)钻孔内煤层深度过大影响测试准确性。

深部极高地应力花岗岩隧道岩爆破坏特征及成因机理研究

深部极高地应力花岗岩隧道施工过程中,岩爆灾害异常突出,硬岩岩爆不同程度地造成岩体片状剥落、棱板状破裂、岩块抛掷及强烈弹射等。为了揭示花岗岩隧道岩爆成因机制,综合地质调绘、监控量测、岩爆实录统计、室内岩石力学试验、微观分析和数值模拟分析等方法对隧道高地应力及岩爆的形成、破坏特征及影响因素进行探讨分析。根据现场岩爆实录统计分析,花岗岩隧道岩爆破坏特征复杂多样,发生时间集中,高水平构造应力使靠近雅鲁藏布江河谷一侧岩爆烈度显著增大,大埋深高自重应力导致岩爆主要分布在隧道掌子面和拱顶。基于钻孔实测地应力数据和初始地应力场反演分析,发现花岗岩隧道地应力场由构造应力和自重应力共同主导,隧道沿线82.0%的区段处于高到极高地应力状态,为岩爆的发生提供内动力地质条件。室内岩石力学试验表明二长花岗岩和花岗闪长岩均具有中等岩爆倾向性,厚层状、强度大、刚度高、完整性好的岩体为岩爆提供充足的物源条件。受控于雅鲁藏布江缝合带地质构造作用以及新生代岩浆活动作用影响,花岗岩隧道呈现高地温特征,地温梯度为5.5℃/100 m,最高实测地温达到89.6℃,高温热力耦合作用加速岩爆发生并提高岩爆危险性等级。隧道施工工艺会改变围岩应力重分布,影响围岩的应力集中,造成一定的尺寸效应,影响岩爆发生的烈度等级、时间和空间分布。

红层地区高铁路堑基底上拱等级预测研究

轨面平顺性是高速铁路安全运行的重要保证。近年来,四川红层部分高速铁路(客运专线)出现路基上拱病害,致使轨面不平顺并影响高铁正常运营。对于高速铁路无砟轨道线路,基底上拱整治十分困难,如能在铺轨前进行上拱预测,就可采取相应措施以减缓路基上拱,因此高铁路基上拱预测研究势在必行。以成渝客运专线为研究对象,在综合分析路基上拱主要影响因素的基础上,选取路基中心开挖深度、岩层倾角、砂泥岩互层关系、泥岩饱和单轴抗压强度、泥岩膨胀性5个评价指标,采用熵权法确定各指标权重,运用功效系数法建立高铁红层路基上拱等级预测模型。将该模型应用于成渝客专和沪渝蓉高铁建设前期主要上拱段及上拱等级预测,验证了该模型的可行性与实用性。

路堑特征对高铁红层泥岩基底蠕变上拱特性影响研究

轨面的平顺性是高速铁路(客运专线)正常运营的关键保障。近年来,红层泥岩地区深挖路堑基底持续上拱病害已导致轨面显著不平顺,严重影响高速铁路正常运营。本文以成(都)渝(重庆)客运专线内江北站为研究对象,统计沿线上拱监测数据,分析路堑中心开挖深度与路基基底上拱量值的对应关系,得出开挖卸荷是导致高铁基底上拱的重要原因。分析成渝客运专线上拱段路堑特征,将深挖路堑分为双侧对称型、双侧不对称型和单侧型。通过室内侧限单轴压缩蠕变试验获得砂、泥岩蠕变曲线,采用Burgers模型对曲线进行参数识别,用Flac3D模拟内江北站深挖路堑基底上拱特性,对比分析上拱位移与侧压力系数的模拟值与实测值,验证模型的可行性。在此基础上,模拟分析3种堑型基底上拱特性,得到最不利堑型。最后以最不利堑型为例,研究不同开挖宽深比、不同堑坡坡度下的基底泥岩上拱特性,得到最不利宽深比和坡角。研究结果可为高速铁路红层泥岩的路堑设计提供参考。

冷战期间法国的马格里布政策研究

法国曾是马格里布地区b的殖民宗主国,与该地有着紧密的历史联系。尽管马格里布三国后来获得独立,但法国在该地依然保持着重要影响力。马格里布政策成为法国在非洲实施大国外交战略的支点,也是法国外交布局的重要组成部分。冷战时期,法国致力于维护国家利益,同时追求扩大地区和全球影响力、恢复“大国地位”。本文以法国与马格里布三国签订的协议及外交互动为研究基础,旨在客观总结冷战期间法国对马格里布政策的演变,并推理政策调整的关键原因,探讨其内在逻辑。通过系统分析历史文献和外交文件,本文试图揭示法国马格里布政策变化的动因和对法国外交战略的影响。

邻近既有高速铁路深基坑降水问题探讨

针对既有高速铁路附近深基坑降水问题,以某高速铁路盾构井为研究对象,开展现场水文试验以分层获取岩土层渗透系数,探讨渗透系数对基坑降水浸润线的影响,并采用不同方法预测基坑涌水量。首先介绍了深基坑降水设计所需水文地质资料来源,然后绘制既有高速铁路桥墩的水文地质断面图,以检算基坑降水对既有高速铁路的影响是否符合规定限值,为设计合理的降排水措施提供依据。本文的研究成果可为类似工程提供参考。

基于颜色特征的离合器密封圈检测方法

针对离合器密封圈的传统人工检测劳动强度大、效率低及主观干扰等问题,提出了基于颜色特征的离合器密封圈检测方法。采用中值滤波对密封圈图像进行处理,在去噪的同时保留密封圈颜色信息,通过高角度打光方式获取离合器密封圈图像,建立掩膜图像提取离合器密封圈的感兴趣区域。在RGB空间通过投影法计算密封圈感兴趣区域的R、G、B颜色特征,建立基于R分量的密封圈色差模型,实现对密封圈颜色的检测。实验结果表明,采用上述方法检测平均检测效率为91 ms/个,解决了密封圈图像在获取过程中会受到外界因素干扰问题。上述方法使离合器密封圈的颜色检测检测效率、准确率得到显著提高,可解决离合器密封圈的人工质检劳动强度大、自动化程度低等问题,实现离合器密封圈的检测识别。

糖尿病视网膜病变的药物治疗研究进展

糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病最常见的微血管并发症之一,已成为糖尿病患者失明和视力障碍的主要原因之一。DR的发病机制复杂,主要涉及炎症、氧化应激、神经血管性病变等诸多方面,为疾病治疗提供了潜在的干预靶点。当前,抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)药物是DR的一线治疗手段,主要针对疾病晚期阶段,但此时视网膜已经发生了不可逆的神经血管损伤及视功能降低。另外,仍有部分患者对抗VEGF治疗反应欠佳、甚至无反应。目前几乎没有针对疾病早期的干预手段,因此,迫切需要基于DR发病机制开发出新型的局部或全身疗法,能够对DR进行早期预防和治疗,并尽可能挽救患者视力。针对不同靶点的药物如抗炎药物(糖皮质激素、非甾体抗炎药)、神经营养和神经保护类药物、靶向生化途径类药物、抗氧化植物化合物、基因治疗类药物等在治疗效果上可以互相补偿,从而能够让更多DR患者获益。该文结合既往研究报道,对DR的发病机制、药物治疗方法以及潜在药物治疗靶点进行综述,旨在为临床治疗及相关研究提供参考。

火成岩侵蚀对煤自燃特性及其结构的影响

为探究火成岩侵蚀对煤自燃特性及结构的影响规律,以陕西、辽宁区域两煤矿同工作面原生煤及火成岩侵蚀煤为研究对象,采用程序升温试验、红外光谱分析、低温氮气吸附和压汞实验,分别从宏观和微观角度对煤的氧化特性、自燃极限参数、活性官能团含量以及孔隙结构特征进行分析。结果表明:火成岩侵蚀增大煤的自燃风险,会提升煤体内部的气体流通性,火成岩侵蚀煤体具有更高的氧化活性;此外,火成岩侵蚀改变煤层赋存条件,增大煤层开采难度,提高采空区内漏风强度,延长采空区“氧化升温带”遗煤的氧化时间,从外部影响因素层面提升煤炭的自燃风险;火成岩侵蚀改变煤自身结构和煤自燃外部环境因素,加剧了侵蚀煤层的自燃风险。

多通道碳纳米纤维的制备及其在超级电容器中的应用

为了开发经济、高性能的水电解质超级电容器电极材料,以聚丙烯腈(PAN)、木质素和聚苯乙烯(PS)为前驱体,采用静电纺丝法制备了低成本的多通道碳纳米纤维原丝,进一步预氧化和炭化后制得PAN/PS/木质素碳纳米纤维(PPLCNFs),当PS添加量为0、0.5、0.75、1.0 g时,样品分别标记为PPLCNFs-0g、PPLCNFs-0.5g、PPLCNFs-0.75g、PPLCNFs-1.0g。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附/脱附等温线分析了PPLCNFs材料的微观形貌、微观结构、表面化学性质和孔结构,通过三电极体系和对称式超级电容器测试了材料的电化学性能。研究结果表明:木质素的加入提高了材料的含氧官能团含量,PS的加入促进了碳纳米纤维中多条通道和多孔结构的形成,增大了材料的比表面积(S_(BET))。在不同PS添加量的碳纳米纤维样品中,PPLCNFs-0.75g表现出最优异的结构特性和电化学性能,其纤维横截面呈莲藕状,内部通道多且直径小,S_(BET)高达412 m^(2)/g,孔容为0.24 cm^(3)/g。在三电极体系中,PPLCNFs-0.75g在电流密度为0.5 A/g时,表现出276 F/g的高比电容,当电流密度增加到100 A/g时,其电容保持率为53.7%,明显优于其他样品。以PPLCNFs-0.75g为电极组装的对称式超级电容器具有良好的储能特性和循环稳定性,在电流密度为0.5 A/g时,比电容为186 F/g,当电流密度增加到100 A/g时,其电容保持率为52.6%;在1 A/g的电流密度下进行10000次循环后,电容保持率为99.8%,库仑效率为99.6%。

冷缩电缆附件用塑料支撑管的强度仿真与试验

冷缩电缆附件是对硫化成型的橡胶制品经工厂内预扩径、内衬支撑管形成的各种预扩张产品。支撑管的机械强度不足,容易导致其在使用时崩散,进而引起预扩张的橡胶部件产品无法正常使用,因此需对支撑管的机械强度进行仿真分析与试验验证。本文结合有限元分析,对不同规格的螺旋支撑管在特定载荷下的理论变形与试验值进行了分析比较,为后续类似产品的强度设计提供了参考。

计及条件风险价值和综合需求响应的产消者能量共享激励策略

随着分布式新能源的广泛普及和用户用能需求的多元化,在综合能源交易市场下研究如何优化产消者的能源调度,并解决其剩余能源的交易问题具有重要意义。为此,该文提出了一种由综合能源服务商主导的产消者能量共享优化激励策略。首先,构建由综合能源服务商主导的产消者能量共享实施架构,并给出产消者中的能量枢纽模型;其次,考虑到新能源出力和产消者用能的不确定性,建立了计及条件风险价值和综合需求响应的产消者模型以及综合能源服务商模型;然后,建立产消者能量共享模型,并提出了基于市场贡献的利益再分配策略;最后,通过仿真验证了所提策略能够有效降低产消者的经济成本,提高参与各方的积极性,并为产消者在经济效益和风险水平之间的平衡提供了参考。

基于双层深度强化学习的园区综合能源系统多时间尺度优化管理

园区综合能源系统(PIES)的能源转换结构复杂性、新能源出力与多能负荷的不确定性以及不同能源系统管理时间尺度的差异性,是阻碍PIES实现高效管理与经济效益优化的主要原因。该文提出了一种基于双层深度强化学习的园区综合能源系统多时间尺度优化管理方法。该方法面向包含燃气、热力、电力三种能源的园区综合能源系统模型,构建上、下两层深度确定性策略梯度(DDPG)管理模型,分别以0.5h和5min为长短时间尺度滚动制定燃气与热力系统、电力系统的管理方案。仿真结果表明,所提方法不仅能有效克服深度强化学习算法在训练过程中出现“维数灾难”情况,还能以差异化时间尺度滚动制定PIES的不同能源系统管理方案,并优化其总体经济效益。

山区铁路隧道底鼓变形评价方法研究

研究目的:山区铁路隧道底鼓变形是近年来高速铁路运营阶段的一种常见病害,由于其变形机理复杂,目前尚无具体可靠的评价方法,本文通过总结10座隧道底鼓案例,对铁路隧道底鼓工程特征、变形机理、致灾因子进行系统研究,提出更符合工程实际的定量分级方法。研究结论:(1)基于工程案例统计分析,提出了铁路隧道底鼓为类似“两端固定的板梁受力后向临空面弯曲”的蠕变变形机理;(2)提出了基于隧道开挖跨度、最大初始地应力、岩层层厚、岩层倾角、岩石单轴饱和抗压强度五项指标的定性判识方法;(3)建立了基于岩石强度应力比R/σ_(max)和岩层层厚h两项关键指标的铁路隧道底鼓等级划分标准;(4)本研究成果适用于山区铁路隧道勘察、施工、运营三阶段隧道底鼓变形分级分段评价,具有很好的推广应用前景。

川中地区隧道有害气体致灾机理研究

研究目的:随着川中遂宁与资阳地区隧道工程的不断建设,有害气体问题逐渐突出。为了降低川中遂宁与资阳地区隧道的有害气体风险,本文以川中遂宁与资阳地区构造资料、地层资料、油气地质资料为基础,结合隧道勘探与有害气体测试成果,对川中遂宁与资阳地区地质特征与油气特征进行研究,探讨区内隧道有害气体的致灾机理。研究结论:(1)川中遂宁-资阳地区下伏多套油气储层,油气资源丰富,隧道有害气体来源丰富;(2)研究区有害气体运移模式以节理裂隙连通型为主,层理连通型为辅;(3)研究区背斜宽缓且核部遭受剥蚀,背斜构造储集有害气体较差,有害气体储集空间主要为节理裂隙与砂岩,泥岩为有害气体的盖层;(4)区内有害气体富集能力普遍较差,表现为大部分测试钻孔内有害气体浓度低,有害气体分布随机性强;(5)本研究成果可为四川盆地类似地层与构造区的隧道有害气体勘察与设计提供参考。

西南山区高速铁路主要工程地质问题研究

高速铁路具有沉降控制要求严格、速度快、运营安全舒适的特点,但西南山区地形高差显著、板块活动强烈、构造岩性复杂、气候极端恶劣,其特殊复杂的地质环境孕育了危岩落石、采空区、高地应力、基底上拱、巨型岩溶、隧道涌水突泥、非煤有害气体、隧道运营地质灾害等众多工程地质问题,制约着高速铁路向西南山区的延伸。本文对西南山区建成或在建的8条高速铁路干线主要工程地质问题的经验进行了总结,系统梳理了尚未解决或亟待优化的难点或痛点,分析了各类问题存在的原因,探寻了解决方案和研究思路,以期为广大高速铁路工程技术人员提供创新发展的方向。

复杂山区水平绳索取心定向钻进聚合醇绿色防塌冲洗液研究

在西部艰险山区相关隧道及地下工程的勘察施工中,与传统垂直孔相比,水平定向绳索取心钻进勘察效率更高。在地质条件复杂、生态环境脆弱区,钻进过程中易出现塌孔、漏失等问题,要求所用冲洗液在保证流变性能的同时需具备抑制性强、无毒无害、绿色环保等特点。针对绳索取心水平定向钻进冲洗液性能问题,选择环保易降解、抑制性强的聚合物多元醇为主要研究对象,选择环保纤维素及纳米SiO_(2),以提升其自身流变性能。所研制的聚合醇防塌冲洗液体系:2%PVA+0.5‰甲基纤维素MC-9+0.5‰纤维素羟烷基醚LE-5+0.1%SiO_(2)+0.3‰淀粉类降滤失剂DD-1+0.2%有机硅消泡剂DS-957+0.8%KCl,由环保型材料构成,流变性能良好,防塌抑制能力也可达到定向取心钻进工程要求,为解决水平绳索取心定向钻进中的冲洗液工艺技术难题提供了新思路,对类似工程具有借鉴意义与参考价值。

基于AHP-3DEC的危岩落石危险性分区与评价

山区高速铁路受线路平顺性及地形的限制,部分危岩发育地段无法绕避,给工程建设及运营安全提出了严峻挑战。文章在无人机三维倾斜摄影的基础上利用数字地质调绘技术对拟建济南至枣庄铁路杏花峪隧道进口危岩体的发育特征、规模、变形破坏模式进行了准确的判识,通过将3DEC数值模拟与层次分析法结合,获得了崩塌落石的影响范围和危险性分区图,开展了危险性分区评价,提出了防治措施。研究表明:三维倾斜摄影模型识别出的12处危岩带中,只有5号危岩带威胁隧道洞口和桥台安全,并建议采用“被动防护网+明洞”方式进行综合防治。研究成果为危岩落石灾害的危险性分区评价提供参考,为铁路选线及防灾减灾提供依据。

凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵研究

为了更好的研究工业乳酸发酵中的分解代谢物阻遏效应,在实验室规模反应器对凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵进行不同通气量、pH、中和剂等条件的发酵特性研究,并研究了不同金属离子、渗透压等条件对饥饿状态下凝结芽孢杆菌自溶的影响。结果表明:凝结芽孢杆菌葡萄糖+海藻糖混合碳源乳酸发酵呈现明显的分解代谢物阻遏效应,且发酵可分为葡萄糖消耗阶段、有机酸消耗阶段和海藻糖消耗阶段。不同发酵条件在葡萄糖消耗阶段对菌体生长和乳酸生成影响较小,但对发酵后期海藻糖利用阶段菌体生长和乳酸合成有明显影响。在海藻糖消耗阶段,通气量为7.2 L/h时有较高的底物消耗速率和产酸速率;用NaOH作为中和剂在pH6.5时海藻糖消耗速率和乳酸生成速率均高于pH6.0,而pH5.5时不利用海藻糖且不生产乳酸;与NaOH作为中和剂相比,在pH6.5条件下Ca(OH)_(2)作为中和剂使海藻糖消耗速率和乳酸生成速率分别提高21.0%和28.3%。发现Ca^(2+)、Mg^(2+)等二价离子确实对菌体自溶有一定的缓解作用,且Na+能在饥饿状态下维持菌体的活性,为研究凝结芽孢杆菌混合碳源乳酸发酵过程代谢转变调控机理奠定基础。

基于改进KNN算法的有限钻孔预测全域地质特征的方法

为解决传统建模方法难以对原始钻孔数据进行深度挖掘和利用的问题,提出一种改进KNN(K-nearest neighbor)算法,它是在原有的KNN算法的基础上,通过实现k值根据不同地层自动选取以及对原始地质资料的进一步利用,形成的一套空间自适应插值拟合算法。将一铁路勘查工程数据作为数据源,导入该数据到改进KNN算法模型中并运行,成功获得了该地各地层的特征k值,并实现了地质建模。通过对比实际建模以及实际的钻孔柱状图与KNN改进前后预测的钻孔柱状图发现,改进KNN算法对于薄层的预测更加准确,总体准确率更高。并且通过机器学习指标的对比验证发现,相比于原始KNN算法以及其他常见分类算法,改进KNN算法能够获得更好的地层预测效果,做到了“求全”与“求精”,能够较好地指导地下三维空间的预测。