城市地下物流系统网络布局优化

为充分考虑物流系统规划布局和城市地下物流系统空间规划,避免网络布局不合理导致后续运营成本过高、配送能力不足等问题,根据城市地下物流系统的特点,将其抽象为二级节点选址和三级节点分配问题,设计了由三级节点构成的地下物流系统。考虑地下物流系统的建设成本和建成后的使用率,构建了基于成本和设施效用率的多目标、多约束的选址-分配模型,并采用遗传算法对构建的模型进行求解验证,得到城市地下物流系统网络布局优化和分配决策方案,解决了二级节点的选址和分配问题,对地下物流系统网络构建与优化问题有一定的参考价值。

吐哈油田超低压储气库钻井工程方案优化设计与应用

温西一储气库是吐哈油田首座超低压气藏型储气库,目的层是侏罗系西山窑组,气藏压力系数仅为0.20~0.22,垂直裂缝发育,盖层及以上发育大段泥页岩,极易水化剥落,井漏与井塌并存对优快完钻带来了极大挑战。通过综合评估温西一库超低压气藏地质及钻完井条件并深度吃透储气库设计要求,对储气库注采井钻井工程方案进行了优化设计:①采用三开结构,技术套管下至储层顶1~2 m;②生产套管采用韧性微膨胀水泥浆体系,固井工艺采用尾管悬挂+套管回接;③三开钻井应用聚胺钻井液体系配合凝胶复合承压堵漏技术。形成的温西一库钻井工程方案经现场实践证明,完钻井漏失量较前期降低50%以上,固井合格率均大于70%,盖层段连续优质超40m,满足储气库全生命周期井筒完整性要求,为国内同类型储气库建设提供了技术借鉴。

“政用产学研”多元协同的城市地下空间工程人才培养模式探索与实践

随着我国城市化进程的不断推进,城市对于地下空间的利用不断发展,新形势、新挑战、新要求促使城市地下空间工程专业人才培养进入新阶段。深度融入“政用产学研”创新合作系统成为目前该专业建设的主要探索方向。以中南大学城市地下空间工程专业培养方案发展为例,从多元化人才需求出发,分析总结了各高校城市地下空间工程专业培养方案,构建了城市地下空间工程专业“党政主协同、应用求协同、科教广协同、教产实协同、产研精协同”的多元协同育人培养模式,最后根据实践成果对这一培养模式进行了说明。

考虑生态环境的灌区双水源区间两阶段模糊可信性约束模型

对水资源进行合理的优化配置是缓解水资源短缺问题和遏制生态环境持续恶化的重要途径之一。为了实现水资源的可持续利用和生态环境的良性循环,该研究针对灌区水资源配置系统中存在的复杂性和不确定性,以黑龙江省建三江垦区为研究区,将水质污染治理成本(生态补偿费用)与系统经济收益相结合作为目标函数,引入离散区间、概率分布函数及模糊数表示系统中的多重不确定性,通过设置不同的可信性置信水平解决带有违规风险概率的模糊风险问题,进而建立考虑生态环境的区间两阶段模糊可信性约束规划模型。通过对模型求解,实现地表地下水资源在典型作物间合理的优化配置,得到不同来水情境下生态补偿费用、不同水源不同作物的最优配水方案及不同可信性置信水平下系统最大经济效益,结果表明:模型能够反映系统中的不确定性,有效平衡系统收益与违规风险,并通过满足生态需水和农业排污约束以促进系统经济效益和生态环境的协调发展;当来水水平分别为低、中、高3种流量时,研究区地表水生态补偿费用和地下水生态补偿费用均呈现下降的趋势;当可信性置信水平为1.0时,系统经济收益为29.88×10^(8)~52.18×10^(8)元,当可信性置信水平为0.5时,系统经济收益为31.17×10^(8)~53.44×10^(8)元,系统收益值随着可信性置信水平的降低而升高,管理者可根据实际情况和风险偏好选择科学合理的决策方案,以实现水资源的高效利用与可持续发展。该研究所构建的不确定性优化模型和作物配水结果可为类似地区的水资源优化配置提供参考。

特大型城市地下物流多层级网络优化研究

随着我国城镇化进程的不断推进,城市人口和车辆数量持续增加,大宗货物运输导致的空气污染与交通拥堵问题已成为影响居民生活和制约城市发展的重要障碍。为缓解特大型城市地面道路资源紧张的现状,提出建立深层隧道运输与浅层管廊运输相结合的多层级地下物流网络,将部分地面货流转移至地下从而释放地面运输能力。从投入成本、资源利用效率等多个角度出发,考虑地下运输的多级结构特征,构建多层级地下物流网络优化设计的整数规划模型,得出合理的布局方案。根据问题特征,提出基于人工免疫与模拟退火的双层算法,通过均值偏移聚类算法对解空间进行分解,预先筛除部分明显不合理的决策方案,在此约束基础上通过双层启发式算法进行节点选址和流量分配优化决策,以建设与运营成本最小为目标,通过多次迭代得出地下物流多层网络规划方案。数值实验和案例分析结果表明,与传统的遗传算法相比,该算法解决节点布局与网络规划问题的寻有能力提升了2%~7%,平均计算时长降低约50%,验证了所建模型的合理性。

北京市地下空间资源开发利用规划的地质问题

地下空间资源的开发利用活动是在地质体中进行的,因此地质体的性质和结构、地下水的赋存状态等地质条件对地下空间资源开发利用有重要影响。北京平原地下空间资源开发利用的地质问题主要有地下水的赋存状态、地下水位的变化、地面沉降、活动断裂、隐伏岩溶塌陷、地下有害气体等等。这些问题对地下空间资源开发利用可能产生不利影响。如果应对措施不当可能造成重大损失。因此在编制地下空间资源开发利用规划时应注意对地质条件的研究。这对防范风险,保护环境和可持续发展非常重要。

在大型地下开挖中围岩块体稳定性分析

由于关键块体是地下工程开挖后首先失稳的块体,因此被引起高度重视。关键块体理论最初是由石根华提出的,该理论未深入探讨复杂多面体块体及块体出露位置的确定。Unwedge程序是由E.Hoek等依据关键块体理论而开发的用于分析块体稳定性的软件,该软件考虑的块体形态简单、仅考虑自重作用而不能确定块体的出露位置,使其应用受到较大的限制。结合大型地下工程,依据块体理论编制程序,该程序考虑动荷载的影响及复杂形态的块体,并能准确地判断块体的出露位置。最后将二者的计算结果进行比较。

浅谈北京市地下空间的开发与利用

北京具有巨大的地下空间资源,但尚未得到大规模有效合理的开发,随着北京经济发展速度和国际化大都市步伐的日益加快,“城市综合症”越发突现。文章分析了北京地下空间开发利用的实际,对需求状况从几个方面做出预测,并针对北京的特点,就如何规范、有序地开发和利用好地下空间资源提出了看法。

地下空间信息管理系统的建立

建立地下空间信息管理系统,对地下空间信息的管理查询、地下空间的设计及其维修维护、地下空间事故的应急具有重要意义,同时也有利于地下空间的教学与研究。作者重点对地下空间的信息进行分析分类,提出数据库设计以及系统总体设计方法,目的是实现对地下空间数据的信息化管理,扩大数据应用的时空范围,提高数据管理的效率和质量。通过SQL Server 2000和VB6.0作为开发工具创建该系统,基本完成对相关数据的安全输入、存储和准确高效地可视化输出显示等功能,对地下空间的科学管理有一定的借鉴意义。

城市中心区地下停车系统规划探讨

中心区交通拥堵、停车困难是世界许多大城市共同面临的问题,我国城市中心区的地下停车设施利用率普遍不高。文章从解决中心区静态交通入手,提出了地下停车系统的概念,针对地下停车系统的形成条件、布局形态、选址及管理措施等作了初步的探讨。

大型地下洞室群地震模拟振动台试验研究(Ⅱ):试验方案设计

为了解大型地下洞室群在地震过程中的动态响应特征,以大渡河流域的大岗山水电站大型地下洞室群为原型,开展地震模拟振动台物理模型试验研究。作为国内外首次进行此类振动台试验研究,系统介绍整个试验的方案设计。首先,根据本次试验的目的和特性,给出试验基本简化原则,并对模型体系进行相似设计,按照完全相似模型推导出各物理量的动力相似常数、确定模拟范围、模型尺寸和相似材料配比。然后,对试验边界条件进行设计,确定了作为柔性边界的聚苯乙烯泡沫板的材料和几何参数,制作了用于测量围岩内部应力的应变砖传感器,并介绍模型制作、洞室成型与开挖等工艺步骤;最后,确定试验输入波形,并按相似理论要求进行调整,给出模型试验的加载工况。经后期试验数据的分析,证明试验条件简化合理,模型设计与制作成功。一整套模型设计方法与制作工艺,可供今后类似试验作为参考。

优化地下采矿方法结构的遗传规划

提出用遗传规划优化地下采矿方法巷道布置的新方法。在随机生成的采准切割巷道组合的基础上 ,遵循达尔文的优胜劣汰的进化原则 ,通过复制、交换、突变以及适应度计算等操作 ,使个体逐渐逼近问题的最优解。

基于建筑项目管理谈对井下工程施工进度的控制

施工项目进度控制的总目标是确保施工项目的既定目标工期的实现。施工项目进度控制与投资控制和质量控制一样,是项目施工中的重点控制之一。它是保证施工项目按期完成,合理安排资源供应、节约工程成本的重要措施。文章介绍了PDCA项目管理在某井下工程施工进度控制中的应用。

基于UNWEDGE程序的地下洞室块体稳定性分析

UNWEDGE程序是根据块体理论开发的一种在坚硬岩体中开挖所形成块体稳定性的应用分析软件,具有界面友好、操作简便、功能强大的特点。对该程序的基本原理作了介绍,并将其应用到CCS水电的地下厂房的块体稳定性分析中。研究表明,该程序具有较好的实际应用价值。

重大工程地下环境信息系统的设计与实现

地下环境信息系统是运用岩土工程、地理学、计算机图形学、计算数学等多学科理论和方法,以 GIS 技术为基础,结合数据库处理、C+ + 语言编程、OpenGL 编程技术、三维图像处理技术建立的对地下环境信息进行数据综合管理和分析的大型信息管理系统。结合笔者开发的广东省东深供水改造工程地下环境信息系统特点,阐述了重大工程地下环境信息系统的功能特征;探讨了 GIS 二次开发的主要技术,包括:SQL Server 数据库处理技术、OpenGL 三维图形编程技术、C+ + Builder面向对象编程技术、MAPGIS 二次开发技术等;建立了地层三维模型,并提出了映射变换和插值技术相结合的地层切剖原理,以及在地层三维显示和分析中实用的径向基函数插值、滑动最小二乘插值、分片 Lagrange 插值等方法;开发了数字制图与分析、地基基础设计计算与稳定性分析、三维空间分析的主要功能;提出了地面结构景观和地下空间一体化分析的研究方向,并初步实现其分析功能。最后,在东深供水改造工程中进行了成功应用。

双6储气库大尺寸注采井钻井技术

为解决现有双6储气库注采井网无法满足高月调峰需求的问题,优化部署首批3口大尺寸注采井。针对大尺寸井高强度注采交变载荷影响、大井眼钻井液携岩屑能力弱、固井顶替效率低等技术难题,优化设计盖层井身结构,技术套管封隔盖层顶部,生产套管封隔盖层中部,Ø177.8 mm油层尾管半程固井封固盖层底部,提高了井筒完整性;采用连续岩屑称重技术实时监测岩屑返出量,降低井下事故风险;优选固井工具和施工参数,同时改善套管居中度提高固井质量,取得了良好的实践效果。超声波成像测井结果显示,已完钻的双6-H431井Ø339.7 mm技术套管的固井质量合格率为93.1%;Ø244.5 mm生产套管的固井质量合格率达到99.9%,盖层连续优质井段长达221 m,远高于储气库钻井行业标准。研究成果可为辽河储气库及国内其他储气库后续的大尺寸井钻井工程提供实践经验。

地下矿生产计划编制中矿石质量的控制

为了在地下矿生产计划编制过程中控制矿石质量,本文给出了两个能适应不同要求的线性规划模型,介绍了模型的构造及求解方法。模型已经在微型计算机上实现,并应用于西石门铁矿的计划编制工作中。

数值流形方法中的锚固支护模拟及初步应用

针对岩土工程中的锚固支护,研究了数值流形方法中锚固支护模拟问题。在原数值流形方法源程序基础上开发了锚固支护模块,并用算例验证了其合理性。运用该方法对某层状结构岩体中的地下洞室围岩开挖变形问题进行了研究。结果表明,数值流形法在层状结构岩体地下洞室开挖时,能反映围岩中软弱层面两侧岩体的不连续错动特征;锚固支护后,围岩位移分布趋向均匀,位移量有所减少,软弱层面两侧岩体的非连续错动变形量减小效果显著。

基于动态规划算法的井下多级自动排水系统设计

针对目前煤矿井下排水控制系统自动化控制程度较低,水泵启停控制逻辑不合理,应急处理速度慢等问题。以协调多级排水系统运转、降低系统运行能耗为目的,设计了一种基于动态规划算法的井下多级自动排水系统,通过设置涌水量传感器监测当前出水量的变化速率,结合时段平均出水量作为判断条件,实现启泵数量控制,并运用动态规划算法寻找各级泵房最优控制方法,实现多级排水系统的协同调度。结果表明,该控制系统具备良好的多级协调能力和应急处理能力,能够有效避免溢仓情况的发生;在3种不同排水量情况中,运行能耗分别降低了21%、21%、29%,效果显著。

SLOPE/W程序在土质边坡稳定性分析中的应用

简述了3种基于极限平衡理论分析边坡稳定性分析的方法,利用SLOPE/W程序对延安西市路西沟凤凰山滑坡进行了稳定性分析。建立了各级滑坡的计算模型,得出了分别采用Bishop法和Jan-bu法在未考虑地下水和考虑地下水的两种情况下各级边坡的安全系数。将SLOPE/W程序分析结果和剩余下滑力法计算结果进行比较分析,表明应用SLOPE/W程序进行土质边坡稳定性分析有较大的工程意义。另外,SLOPE/W程序模拟结果表明,水是影响边坡稳定的关键因素。