煤炭开采等地下工程问题的数字岩石力学解决方案

煤炭开采等地下工程的可观测性极为有限,导致很多复杂的工程问题难以获得可靠的事前分析依据,尤其在面临深部作业和高强度开采所带来的全新工程环境时,现有理论体系和技术方案的适用性面临着严峻的挑战。基于数字化时代的技术发展特点,提出了融合数据规律、力学逻辑和工程经验的数字岩石力学解决方案;充分利用工程数据中包含着真实工程规律的客观特点,建立了理论成果、工程经验与数据规律挖掘进行底层融合的具体模式;借助煤岩物理力学参数无损推断场景,验证了上述技术路径的可行性,实现了兼具可靠性和可解释性的数据挖掘利用。进一步构建了以煤岩物性、矿井结构和空间应力为基本要素的数字岩石力学理论体系,提出了以“工程素描—物理嵌入—业务融合—决策生成”为步骤的数字岩石力学地下工程通用作业模式,并通过在复杂工程现场的应用检验了数字岩石力学解决方案的可靠性,为煤炭开采等地下工程的数字化转型、智能化升级提供了切实可行的实现路径。

地下工程竖井定向连接四边形法最优图形分析

为了提高地下工程竖井定向精度,阐释了连接四边形法竖井定向方法,用一个角和一条边为参数确定对称四边形,构建了连接四边形严密平差模型,采用间接平差进行网形精度评估。编写程序遍历条件角和条件边计算定向边精度,绘制等值线,定量分析连接四边形法最优图形。该研究对于地下工程竖井定向具有实际应用价值。

地下工程防灾减灾课程案例库建设探讨

实现案例与理论的有机融合已经越发成为各课程教学方式的发展趋势,建立地下工程防灾减灾案例库,进行案例分析,将有助于改革课程模式,提高教学效率,促进该课程向前发展。基于文献分析,结合时代特征,对案例教学法在地下工程防灾减灾课程上的应用必要性进行探讨,重构课程教学目标,结合互联网和生活生产实际,对地下工程灾害案例进行挖掘,以河南理工大学安全专业为例,通过问卷调查对地下工程防灾减灾案例教学的实施效果进行评价,通过建立地下工程防灾减灾案例库,将案例与相关理论相结合,符合现代教学模式改革需要,值得提倡和进一步发展,所建立的案例库包含近期发生的地下工程水灾火灾事故案例及地下工程施工方法案例,案例教学法在地下工程防灾减灾课程上的应用得到广大学生的肯定,并给出积极评价。

人员通行角度下城市内涝地下工程韧性评价

近年来城市极端暴雨内涝事件频发,给地下工程的安全及韧性带来了巨大的挑战。鉴于此,本文提出了一种暴雨内涝条件下城市地下工程韧性评价方法。首先,通过暴雨情景模拟,研究了地下工程进水过程的规律。其次,从人员安全通行率的角度建立了暴雨内涝条件下地下工程性能函数,揭示了不同进水情况下地下工程可通行的性能变化规律,提出了从安全通行角度出发的地下工程韧性指标定量计算方法。最后,通过典型案例进行了方法应用,考虑暴雨重现期和挡水设施等因素,揭示了暴雨内涝条件下典型地下工程韧性的变化规律。研究结果表明:暴雨内涝条件下,地下工程韧性随暴雨强度增加而减小,随挡水设施高度增加而显著增加。

基于教学目标的高校限选类课程教学实践探讨——以西南交通大学地下工程通风与空调课程为例

限选类课程是高校各专业的重要课程群之一,是各专业实践类知识体系的主要组成部分,具有实践性强、对基础知识掌握度要求高和教学目标明确等特点。文章以西南交通大学地下工程通风与空调课程为例,介绍了该限选类课程在城市地下空间工程专业的教学目标,探讨和总结了达成该课程目标的相关实践和具体措施,以期为国内其他高校相关限选类课程教学提供参考和借鉴。

工程教育认证与课程思政背景下《地下工程施工》双语教学改革与实践

坚持推进专业课程与思政课程协同育人是落实“立德树人”根本任务的关键所在。在工程教育认证背景下,以土木工程专业核心课程《地下工程施工》为例,探索融合课程思政元素的双语教学改革与实践,确立工程教育认证标准包括的7个因素。根据问卷调查反馈,分析课程双语教学的可行性,对毕业要求指标进行分解并挖掘其中课程思政元素,以此确定课程体系与教学目标,构建“案例互动+课程思政”的教学模式。通过分析2021~2023年的教学资料反馈,其达成度指标表明《地下工程施工》双语教学改革与实践效果较为理想,达到了工程教育认证标准要求,以及专业课程与思政课程协同育人的双重效果。

2024中国隧道与地下工程大会暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第24届年会通知

(中国·珠海2024年10月18日)2024中国隧道与地下工程大会暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第24届年会,是继WTC2024之后,本年度最令人瞩目的行业盛事,将于2024年10月18-21日在广东珠海国际会展中心举行。双威集团作为本次年会的承办单位和招展单位,向业界发出诚挚邀请,欢迎隧道与地下工程相关企业、科研机构及供应商共同加入这场年度盛会的展览行列。

2024中国隧道与地下工程大会暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第24届年会通知

(中国·珠海2024年10月18日)2024中国隧道与地下工程大会暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第24届年会,是继WTC2024之后,本年度最令人瞩目的行业盛事,将于2024年10月18—21日在广东珠海国际会展中心举行。双威集团作为本次年会的承办单位和招展单位,向业界发出诚挚邀请,欢迎隧道与地下工程相关企业、科研机构及供应商共同加入这场年度盛会的展览行列。

地下工程PMV指标的计算方法及其应用研究

目前,地下工程空调系统无法精准满足人员对热舒适性的需求。引入PMV指标作为地下工程热舒适性评价标准,对考虑人员活动情况、着装、山体温度、空调送风等因素影响的PMV指标计算方法进行了研究,利用Maple软件分析了同一舒适度下的不同温湿度组合区间,以及温湿度对PMV值的影响,提出了基于PMV指标的空调智能控制方法,给出了温湿度设定值自动修正流程。

城市地下工程建设“问题土水”及风险综合防控

本文在全面归纳分析首都地区典型地质条件分布及特征、易导致地下工程建设典型施工工法(明挖、矿山、盾构)安全风险及其管控经验的基础上,系统研究了首都地区城市地下工程建设的重大地质风险因素即主要“问题土水”类型,分别为填土及其衍生地层空洞或水囊、砂土及(或)层间潜水、大粒径土及(或)高渗透性潜水-承压水、土岩复合地层(含基岩隆起)及基岩裂隙水、细粒土组合地层及多层地下水,梳理总结了地下工程建设中易导致的工程建设安全风险,最终研究并提出工程建设中(含勘察、设计、施工等)应针对性或加强考虑的工程风险应对或管控措施,为当前及后续北京地区地下工程建设安全风险管控管理提供支撑。

“思政引领—科研助推”下安全工程专业地下工程课程建设

地下工程是安全工程专业地下安全方向的一门工程实践性要求高、跨学科交叉融合性强、安全问题复杂多变的专业核心课程。文章从“思政引领-科研助推”的视角出发,分析了地下工程课程的特点及课堂教学中面临的挑战,对该课程在新时代背景下的教学目标进行了剖析,提出了“理论—工程案例—理论”的联动反馈式教学、前沿科研成果支撑教学培养创新型人才、课程思政引领下全方位育人的地下工程课程教学方法,构建了基于“思政引领-科研助推”的安全工程专业地下工程课程教学模式,推动了地下安全方向课程建设的实践与创新。

地下工程火灾综合定量风险评估方法

火灾是地下工程的主要灾害之一。为了全面评估地下工程火灾的风险,提出了一种基于能量和屏障理论(Energy and Barrier Theory)、预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis)、领结图(Bow-Tie Diagram)和模糊贝叶斯网络(Fuzzy Bayesian Network, EPB-FBN)的地下工程火灾风险评估方法。首先,基于EPB模型,分析了地下工程火灾的原因、发展、危害、产物、后果和应急救援等静态和动态信息。建立了地下工程火灾的EPB模型,并通过转换规则将EPB模型转换为BN结构。其次,利用模糊数描述变量节点的状态,建立模糊条件概率表描述节点之间的不确定逻辑关系。为了充分利用专家知识和经验数据,将概率划分为可能性区间,并使用三角模糊数表示专家判断的语言变量。采用α加权估值法进行去模糊化,得到了准确的条件概率表参数。通过模糊贝叶斯推理,可以识别关键风险因素,计算关键因素的敏感性值,并在已知证据的情况下找到最大风险链。最后,将该方法应用于情景演绎分析。结果表明:提出的EPB模型可以从能量传递、屏障失效、因果关系等角度分析地下工程火灾,揭示出地下工程火灾的风险因素及其因果关系;“心理影响”等节点是需要重点关注的因素,其最大风险传递路径可确定为火灾自动报警系统→火灾自动报警系统响应→应急救援→灭火阶段→火势全面发展阶段→热能→烧伤发热→心理影响,通过分析风险传播路径,在实际项目中通过各种措施(阻断能量传递、设置安全屏障等)切断最大风险传播路径,可以大大提高稳定性。

叠落式地下工程结构装配技术及工程应用

目前我国建设包括地铁站在内的大断面地下结构时主要采用现浇技术,机械化水平较低,存在用工多、占用场地大、施工质量较难控制、受场地制约大等诸多不足。针对以上问题,基于现有的小断面综合管廊机械化装配技术,研发出叠落式地下工程结构装配技术。该方法将地下结构的大断面分为若干预制构件,把地下管廊只有纵向一个方向的装配技术改进为包括横向、竖向在内3个方向的多维度装配,极大地扩宽了机械化装配技术在地下工程中的适用范围,该技术可以替代常规现浇法施工,提升施工安全性和工程质量。

地下工程U形阶梯洪水入侵流场的三维数值模拟

为研究地下工程U形阶梯在洪水入侵灾害工况下的流场特性,利用三维计算流体力学(CFD)以及VOF多相流模型,对不同进水水深、进水流速以及进水位置工况下阶梯通道内的流场特性进行了三维流场数值模拟。结果表明:洪水从阶梯通道上方进口流入后,会在阶梯靠近栏杆处形成低速区,人员可经此低速区逃生;合理地设计阶梯通道的进门位置,有利于通道内侧低速区的形成;相较于进口流速,进口水深对阶梯上水深与流速的影响最为明显,进口水深越低,阶梯上水深与流速越低,越利于人员逃生。

地下工程预制梁钢筋骨架安装与成型技术研究

预制梁钢筋骨架技术可提高地下工程的施工效率和质量,但是也面临着技术标准不统一、设计与制造的一体化、运输和安装、质量控制和监测、经济可行性等多种问题和挑战。在此背景下,本研究以南京市建宁西路过江隧道江南工作井环梁施工项目为依托,介绍了基坑预制环梁钢筋骨架技术,并针对工作井第2~8道环梁开展了相关研究,取得了一系列研究成果,包括超长预制环梁钢筋骨架吊装施工、吊装方案的计算和选择以及拼接标准的制订等,为地下工程预制梁钢筋骨架技术的发展提供了参考。

地下工程专业课程思政教学探索

随着我国经济建设和城市建设的快速发展,需要大量地下工程专业从业人员。高校作为培养未来工程师的摇篮,不仅要培养学生的专业能力,更需要注重学生职业操守、道德品质、社会责任和使命感的养成。本文以地下工程专业课程思政建设为切入点,提出了“挖掘、融合、引领”为一体的课程思政教学理念。首先,以地下工程课程教学内容为基础,深入剖析与专业课程知识点紧密相连的思政教育元素;其次,根据各章节中提炼出的思政元素,搭建专业课程知识与思政元素协同作用的课程思政育人体系,明确目标导向,实现专业课程思政育人成效;最后,将课程思政教育纳入教学效果评估中,确保教学过程中的思政理念能够贯彻实践,实现立德树人的根本目标。

房屋建筑地下工程结构施工典型事故安全风险防控

在房屋建筑地下工程结构施工中,工程很容易受多方面因素的影响而增多安全风险,若工程企业可在社会发展新阶段利用更新的发展观念和逐渐积累的丰富经验加强房屋建筑地下工程结构施工安全风险防控力度,既可以减少房屋建筑地下工程结构施工问题,还可通过保障施工的效率和质量,让工程开展的更有意义和价值。本文主要对房屋建筑地下工程结构施工典型事故安全风险防控策略详细分析。工程企业可基于新时代背景和加强地下工程实行安全风险管理的意义,在工程建设中注重落实全员和全面以及全过程的管理理念,在整体上提出城市基建地下工程安全风险管控系统性的解决方案,以便于达成遏制建设安全事故发生的目标,以便于达成提高工程建设综合成果的目标。

3D建筑打印技术新发展——能否达到地下工程的使用要求?

3D建筑打印技术因无需建筑模板、作业过程高度自动化的特点,可以在实际应用中有效缩短工期,降低成本,并实现传统建筑无法达成的设计。多项相关技术的发展,使地下工程领域拥有了大规模运用3D建筑打印技术的可能性。材料改进。英国HS2工程的Atlas Road项目和Euston车站项目都试验性地使用了名为“Printfrastructure”的3D建筑打印技术。

基于物联网的地下工程安全监测云平台研发及系统集成

我国地铁与隧道累计总里程近25000 km,地下施工需求巨大,由于环境复杂与自然灾害的突发性,地下工程施工事故频发,施工安全监测工作重要性尤为突出。为实现安全施工,实施自然灾害监测预警信息化工程,提高多灾种和灾害链综合监测,应用智能算法实现全面快速精准感知、全风险施工预警。通过研究基于定向天线网桥的自组网传输、物联网边端计算软件开发、物联网平台多类型传感器接入、监测平台前后端开发等相关内容,建立具备边缘计算能力的智能安全监测一体化网络架构,实现监测大数据分析可视化。引入物联网、云计算等新技术,将海量传感器数据接入平台、充分进行大数据挖掘,智能化安全隐患识别,降低工程安全风险。最终实现在平台中同时接入十万级别的传感器节点,并通过边缘设备的即时反馈,配合传感器采集间隔,完成地下施工现场秒级报警的完整监测系统。

大型地下氢储存设施——地下工程行业的新机遇与新挑战

技术背景地下氢能储存设施的原理是将氢气压缩储存于地下容器或地质储层中,并在未来需要时释放出来使用。尽管相关研究在20世纪70年代就已经开始,但目前地下氢能储存技术仍处于研究和试验阶段,尚未开始大规模商业应用。以往地下氢储存设施的主要研究方向是改造盐穴来进行储存,盐岩因其较低的渗透特性、良好的蠕变特性、化学反应惰性、溶解于水以及易开挖的特点,是最理想的地下氢环境。