连续沉井法建设轨道交通地下车站的关键技术研究

为探索“碳达峰、碳中和”国家战略背景下建设方式的绿色转型,根据嘉兴至枫南市域铁路工程曹庄站的实际背景,提出连续沉井法建设轨道交通地下车站的设计方案,即通过分批下沉间距紧密的沉井群并纵向贯通形成狭长型整体车站结构;然后,阐述本工法所涉及的永临结合、结构连接、差异沉降控制、环境影响控制等关键技术。与传统明挖法相比,该工法可避免大量临时工程,降低工程造价;通过采用不排水开挖方式,可规避承压水突涌风险;该工法对周边土体影响小,适用于城区敏感环境下轨道交通地下车站的建设;通过增加狭长型车站可同步施工的作业面并实现结构制作、土方开挖同步进行,节省车站工期。

圆形河谷地形效应振动台模型试验研究

河谷作为一种局部不规则地形,会改变局部场地范围内的地震动特性,通常称之为地形效应,这一现象已经被大量地震动观测和震害记录所证实。目前关于河谷地形效应的研究多集中于解析解和数值方法,但缺乏试验数据的支撑。建立了考虑河谷地形效应的自由场振动台模型试验方法,开展了多工况自由场河谷地形效应的振动台模型试验研究。试验设计了3组宽深比分别为8︰1,4︰1,3︰1的圆弧形河谷地形,并以平整场地条件下的自由场试验作为参照,对比分析了河谷场地的地形效应,并探明了不同地形条件对自由场河谷地形效应的影响规律。试验结果表明:河谷地形效应会引起局部非平整场地范围内地表加速度响应的普遍放大,且以谷顶位置处的地震动放大效应最为显著,谷内加速度响应则表现为从谷底到谷顶逐渐增大的分布趋势;随着入射波频率的增加,河谷地形引起的地表加速度放大效应更加显著;而随着河谷地形深宽比的增加,地震动放大效应将逐渐增强。研究成果可为河谷地形条件下基础设施结构的抗震安全性分析提供科学依据。

PP纤维对疏水性水泥-矿渣复合材料性能的影响

在掺加聚二甲基硅氧烷制备具有疏水性的水泥-矿渣复合材料的基础上,通过掺加不同掺量聚丙烯(PP)纤维,研究对其力学性能、防水性能和耐久性的影响,发现PP纤维掺量为0.4%时,试样的韧性显著提高,28d抗折强度达到7.05MPa,相较于空白组提高了20.7%,同时抗硫酸盐侵蚀性能最佳。当PP纤维掺量为0.2%时,试样的吸水率降低了14.2%,同时抗冻融性能最佳。静态接触角测量结果表明,试样表面的静态接触角未受PP纤维的影响。

基于Inception网络结构的光伏板积灰状态识别方法

传统的光伏板积灰状态识别方法识别准确率低、速度慢,因此提出一种基于Inception网络结构的光伏板积灰状态识别模型。该模型以Inception模块作为主体模块,通过在模型初期添加Stem模块,加大Stem模块卷积核尺寸,从而减少输入数据的维度,增大模型初期的有效感受野,提高模型泛化能力。同时引入Swish-SE轻量级注意力机制,增强模型对不同特征的关注度,提高模型的识别准确率。实验结果表明,所提方法的目标识别率为97.05%,较经典卷积神经网络Inception-V3模型和MobileNet-V2模型分别提高1.64%、5.91%。研究提出的积灰状态识别方法具有参数量少、训练时间短、分类效果好的优势,可以满足光伏电站智能化运维的基本要求,具备较好的实用性。

组合式起动辅助措施对车辆高原高寒起动性能的影响

目的 提高车辆在高原高寒环境下的起动性能。方法 通过仿真方法研究高原高寒极端环境下组合式起动辅助措施对柴油机冷起动性能的影响,基于高原高寒环境模拟起动试验系统针对某测试车辆开展的高原高寒起动试验,验证组合式起动辅助措施对车辆高原高寒起动性能的改善效果。结果 对比分析了海拔5 500m、–35℃条件下某型柴油机加装4种不同构型的组合式冷起动辅助措施的起动过程,经过仿真和试验验证,在海拔5 500 m、–35℃条件下,采用进气预热器、燃油加热器、大容量低温蓄电池并联以及进气加氧装置的组合式冷起动辅助系统能够成功起动车辆。结论 进气中增加适量的氧气能够显著提升高原高寒起动过程中各循环的燃烧效率,增加着火循环数,同时提高各循环的做功能力。采用预热(进气和冷却液)、转速提升和进气加氧的组合措施能够显著改善高原高寒极端环境条件下车辆的起动性能。

一种抑制电动汽车转速抖动的方法

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有效率高、成本低、转速范围广等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。在电机系统运行过程中,电机转速波动的发生主要由于系统内部参数变化和外部工况发生改变,文章结合实际情况采用电流谐波补偿控制策略抑制电机转速波动,通过MATLAB/Simulink软件搭建永磁同步电机系统仿真模型及实际测试来验证该控制策略的有效性。

束合管幕结构结合缝受剪性能足尺试验研究

为降低对城市地面道路、管线、建(构)筑物的影响,改善管幕法修建的地下通道结构受力,提出一种依托横向预应力的新型地下结构形式——U-BIT束合管幕工法。该工法采用矩形钢管,通过沿环向施加预应力,使各个钢管之间协同受力,形成受力整体,进而达到减小构件尺寸、提高结构的整体刚度和承载能力的效果。然而,U-BIT束合管幕结构的施工工艺以及结构性能的研究还处于初期阶段,其结构力学性能和受力薄弱点均不清晰,为保障该结构的施工安全,探究该束合管幕结构的性能以及拓展该结构的适用性,亟需对束合管幕结构的受力性能进行研究。本文在工程需求和前期文献调研的基础上,针对该束合管幕结构开展受剪性能的足尺试验,探究束合管幕结构在剪切作用下的变形响应,结果表明:预应力可有效增大结构抗剪刚度;结合缝薄弱位置出现在混凝土与钢管节的黏结界面处,无预应力作用时,主要由界面黏结作用及锁扣承担剪力,而锁扣抗剪承载仅在极限状态下发挥作用,设计时不宜考虑,建议仅考虑黏结作用;在结合缝张开以后,混凝土与钢管节有效黏结面积会显著减小,抗剪刚度随之降低,并引起结合缝错台的大幅增加,进一步引起抗剪承载力降低。

饱和软土地区束合管幕结构无黏结预应力筋线型影响分析

为克服管幕法钢管节之间无法协同工作、支护效率差等缺点,进一步拓展管幕在浅埋大跨地下结构中的优势,提出一种依托横向预应力的新型地下结构形式——U-BIT束合管幕结构。该工法采用矩形管幕作为支护结构,管幕通过锁扣以及填充混凝土进行连接,并通过张拉横向预应力,使各个钢管之间协同受力,形成受力整体。为进一步研究预应力筋布置线型对束合管幕结构力学机制的影响,结合压弯试验及剪切试验,针对预应力筋二次型及双直线型布置形式进行对比分析。结果表明:1)预应力筋线型布置不影响结合缝黏结界面的开裂荷载及结构破坏机制;2)压弯试验中结合缝张开后,张拉相同预应力时,二次型布置下的结合缝极限弯矩承载力是双直线型的1.4~1.6倍;3)剪切试验中,结合缝未出现张开及错动时,施加预应力可等视为外部施加水平力,而结合缝抗剪刚度基本随水平力线型增长,二次型布置会比相同水平力作用下双直线型结构中结合缝抗剪刚度大7%~9%;4)结构实际受力是处于压弯剪的复合受力状态,结合缝脱开会导致结构抗剪承载力大幅下降。

含桩基础地下结构的软黏土场地震陷数值分析

饱和软黏土震陷对建构筑物基础及地下结构受力状态可产生重要影响。本文基于考虑土体小应变刚度特性的循环加载不排水总应力土体本构模型,建立了软黏土中含桩基础地下结构场地震陷数值模型,利于离心振动台试验进行了模型验证,对比了单桩、群桩及含桩基地下结构场地的土层震陷特征。结果表明:由于土体应力-应变关系的非线性,随着地震作用强度的增加,震陷量级呈现显著非等比例的加速增长,针对本文算例,地震峰值加速度增大1倍,震陷量最大增长倍数可达7至12倍;相较于单桩,群桩基础及含桩基地下结构可显著降低土层震陷,本文算例中震陷降低程度分别可达10%~40%和20%~50%;地下结构的存在引起的地震波反射可导致深部土层震陷增加,本文案例中震陷量最大增幅可达40%以上。

软黏土深埋矩形顶管施工地层变形分析

结合上海轨道交通14号线静安寺车站工程,基于颗粒间应变(IGS)小应变刚度本构模型对顶管顶进过程进行了三维数值模拟。通过对比现场实测及既有工程经验,验证了数值模型的有效性。利用数值模拟,分析了软黏土地层中矩形顶管施工地层变形响应。主要结论包括:(1)基于IGS小应变本构模型的数值模拟可以合理反映矩形顶管顶进引起地表沉降特征;(2)顶管施工引起地表沉降形态可以通过高斯曲线表征,随着顶管顶进,沉降槽宽度系数变小;(3)土体深层水平位移呈“S”形分布,在隧道顶部所在深度,土体具有最大的远离隧道的侧向位移和沿顶进方向的水平位移,在隧道底部所在深度,土体具有最大的朝向隧道的侧向位移及沿顶进反方向的水平位移。

决策树剪枝加强的关联规则分类方法

传统关联规则挖掘在面临分类决策问题时,易出现非频繁规则遗漏、预测精度不高的问题。为得到正确合理且更为完整的规则,提出了一种改进方法 DT-AR(decision tree-association rule algorithm),利用决策树剪枝策略对关联规则集进行补充。该方法利用FP-Growth(frequent pattern growth)算法得到关联规则集,利用C4.5算法构建后剪枝决策树并提取分类规则,在进行置信度迭代筛选后与关联规则集取并集修正,利用置信度作为权重系数采取投票法进行分类。实验结果表明,与传统关联规则挖掘和决策树剪枝方法相比,该方法得到的规则在数据集分类结果上更准确。

复杂环境超长超大顶管工程成套施工装备与技术研发及应用

项目紧扣城市基础设施建设和高质量发展需求,通过产、学、研、用联动模式,聚焦复杂环境超长超大顶管工程关键技术核心要素开展了重点攻关,分别从超长距离圆形顶管和超大断面矩形顶管工程施工力学特性及设计方法、成套装备与集成控制系统、关键施工工艺等方面进行研究。创新建立了基于管土水共同作用、阵列推进和环境安全的顶管分析方法和设计技术;开发了适应复杂地层、超长距离和特大断面的顶管掘进设备体系;研发了智能控制、精准顶进和静默穿越的顶管系列施工工艺。项目取得了大量原创性技术成果,有效解决了复杂环境超长超大顶管工程中的系列技术难题,保障工程与环境安全,引领了顶管技术的发展,推动了行业的科技进步,社会经济效益显著。

基于Hadoop的河北行业气象服务大数据云平台设计与应用

随着大数据产业的蓬勃发展和全社会对气象服务需求的日益增长,气象大数据与各行各业数据平台的融合应用越来越广泛。而传统气象数据的存储和运算方式,难以同时高效支撑多个行业、高时空分辨率的气象数据生产和传输要求。因此该方案基于Hadoop技术建设河北省行业气象服务大数据平台,通过分布式存储、分布式计算,快速接收原始气象数据、通过插值等方法对气象数据进行时空降尺度、通过行业专项预报指标和模型快速计算相关气象服务产品,最终生成支撑能源电力、交通运输等多领域气象监测预报服务产品,得到了很好的应用。为河北省构建气象大数据产业发展生态环境、提升气象信息产业化发展以及保障地方经济社会发展提供了有力支撑。

基于大断面束合管幕法的地铁车站建造方案研究

目的:为了在软土暗挖技术领域推广UBIT(束合管幕)施工方法,特针对应用该施工方法的大断面地铁车站建造方案进行研究。方法:以上海轨道交通23号线的某车站为工程背景,结合周边环境、道路交通、控制管线明确工作井设置、暗挖段长度及顶覆土厚度等总体方案;确定包括宽度限界、高度限界、管线排布的使用功能限界,提出采用A型车的地铁车站类矩形断面建筑设计标准;考虑预应力张拉施工阶段、土体已开挖使用阶段的两阶段受力平衡,拟合结构断面;结合束合管节节间接缝的受力特征,建立刚性板-耦合单元非线性本构模型;通过有限元手段研究断面内力变形,并进行预应力配束计算研究。结果及结论:实施中应尽量减少顶部覆土、缩短一次性管节顶进长度,以有利于控制钢管节尺寸、施工误差;大断面束合管幕法地铁车站建造应优选类矩形断面,以充分利用拱形受力特点。但值得注意的是,类矩形断面的预应力张拉,会产生显著的次生内力及变形,且其影响与曲率成正相关。针对城市轨道交通工程常见的3~5 m覆土,在内力、变形双控标准下,建立了类矩形断面预应力钢绞线的配束标准。

基于LSTM网络的粮食干燥机水分预测与优化

粮食干燥机的出机粮食水分预测有助于实现干燥机的智能化控制,从而可以减少干燥过程中的粮食损耗,对于粮食产后干燥环节有着重大意义。通过机器学习的方式进行预测,可以规避传统数学模型所存在的一系列缺陷。研究根据连续式谷物干燥机所提取的数据特征,提出了一种基于优化长短期记忆神经网络(LSTM)的稻谷出机水分预测模型。实验结果表明,出机水分与M_(in)、T_(o2)、T_(o3)、T_(d1)、T_(d2)、T_(d3)具有十分明显的相关性,通过设定不同的网络参数,确立了批尺寸50,学习率0.001,迭代次数50,时间步长50,神经元数100×100时效果最佳,此外还发现增加训练数据量,可以有效提高LSTM网络预测性能。将研究建立的LSTM模型与BP、ELMAN、NARX等算法以及普通LSTM网络(无dropout,单隐藏层)进行比较。结果发现,相较于其他网络模型,研究所采用的LSTM模型可以更好地预测稻谷出机水分,其平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和决定系数(R^(2))分别为0.12%、0.20%和0.94。研究所采用的优化LSTM模型具有较高预测精度,稳定性以及泛化性,可以为粮食干燥机的水分预测控制提供参考。

横通道爆破施工条件下水平耦联隧道动力响应研究

为研究横通道施工爆破荷载作用下大跨小净距耦联隧道的动力响应规律,依托广州市黄埔区一新建隧道与既有隧道间车行横通道的爆破掘进施工,建立了等效爆破荷载作用下既有隧道动力响应分析的三维有限元计算模型,分析了既有隧道的动力响应规律并进一步确定了当前施工参数下横通道爆破作业面距既有隧道的安全距离阈值。研究结果表明:既有隧道迎爆侧下拱腰区域为主要的振动响应区,衬砌最大振速与最大拉应力均位于该区域内,且衬砌振速主要以水平径向(沿横通道轴线方向)振速为主,施工时可以该位置的水平振速监测值作为横通道爆破施工影响的评价指标;横通道爆破荷载下既有隧道衬砌动应力分布规律及其发展趋势与振速基本一致,且两者具有良好的线性正相关性;既有隧道衬砌峰值振速与开挖面距该隧道距离呈良好的负幂指数关系,基于其拟合关系,建议在横通道掌子面距既有隧道衬砌10 m左右时就应对爆破施工参数进行优化与降级,避免影响既有衬砌的结构安全。

高寒环境下柴油机冷启动辅助措施综述

针对高寒环境下柴油机存在的冷启动性能差、启动困难等问题,深入分析启动力矩、燃烧过程和油品等3个影响因素,系统阐述目前几种常用冷启动辅助措施的工作原理、适用环境温度及其启动过程中对车辆运行方面产生的影响,对高寒环境下柴油车辆冷启动辅助措施的选用和技术发展提出参考意见。

高海拔柴油机二级可调增压系统非线模型预测控制

针对高海拔条件下二级可调增压系统多参数、多目标控制的需要,利用GT-power软件进行二级可调增压柴油机变海拔的瞬态仿真试验。基于仿真数据建立柴油机BP神经网络性能预测模型,提出一种基于神经网络的柴油机高海拔二级可调增压系统非线性模型预测控制算法。设计柴油机双VGT二级可调增压系统NMPC控制器,利用控制协同控制柴油机高、低压级VGT叶片开度,达到跟踪增压压力和进气流量的目的,继而提高柴油机高海拔工况下的瞬态响应特性和动力性。对控制器的控制性能进行仿真验证,结果表明:在不同海拔条件下,控制器定转速稳态工况的增压压力控制误差为0.18%,进气流量控制误差为0.015%,控制器变转速瞬态工况的增压压力控制误差为0.26%,进气流量控制误差为0.008%,控制器在不同海拔定转速和变转速工况下均表现出较高的控制精度和响应速度。

粳稻热风-微波耦合干燥工艺优化研究

为了获得粳稻热风-微波耦合最优干燥工艺,实验选取微波功率密度、微波时间和热风温度三因素,在单因素实验基础上确定优化区间。通过三因素三水平响应面实验设计和隶属度综合分析法得出粳稻热风-微波耦合干燥最优工艺。结果表明:微波功率密度1.2 w/g、微波加热时间1.5 min、热风温度50℃为最优干燥工艺。此时粳稻爆腰增率为3.33%、整精米率为77.4%、脂肪酸值为18.68 mg/100 g、发芽率为55.5%、平均干燥速率为8%/h,综合评分为0.851。耦合干燥与低温热风干燥相比,粳稻干燥后品质相差不大,但干燥速率明显加快,是低温热风干燥的1.8倍。

高海拔下压气机结构优化对两级可调增压柴油机燃烧和排放特性的影响

基于AVL-FIRE软件创建高海拔下低压级压气机叶轮优化后柴油机燃烧过程的模拟模型,针对海拔5500 m、1200 r/min下柴油机高海拔燃烧和排放特性进行研究。研究结果表明:叶片优化后柴油机缸内余隙处、燃烧室底部混合气分布更为均匀,叶片优化后柴油机整体缸温低于原机,且燃烧末期更为显著,有效改善了缸内燃烧状况;曲轴转角在723°~727°区间时排放量无增长,之后NO的生成量逐步增长,在燃烧末期时NO生成量为最大值,叶片优化后柴油机NO排放量比原机最多高17.13%;叶片优化后柴油机Soot排放最高值比原机下降5.60%,主要生成区域为燃烧室底部及余隙处附近,曲轴转角737°前叶片优化前后柴油机缸内O及OH都不断增加,O及OH在最高点处分别比原机高22.90%及16.03%。