某国际旅游度假区周边开发中基于落地性的城市河道断面优化调整

城市河道是保障城市安全和社会经济发展的重要支撑,在进行区域开发时可能会遇到拟建河道与周边其他工程有冲突的情况。以某国际旅游度假区北片区河道为例,对河道断面进行优化调整。结果表明:河道断面的优化调整既保证了河道防汛除涝安全和活水畅流效果,又保证了周边其他项目能够顺利推进。

煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化研究

煤矿顶板事故发生和巷道断面形状、围岩压力、顶板岩性以及支护强度有关。在煤矿巷道断面设计与施工中,若仅考虑支护参数与支护方式等问题,而忽视了巷道断面形状的作用,可能会增加顶板事故的风险。即便地质条件保持不变,不同的巷道断面形状也会产生不同的矿山压力。因此,要根据顶板情况选择正确支护方式,增加顶板稳定性。本文针对煤矿掘进巷道顶板事故预防措施及断面优化方式展开分析。

考虑快慢车运营模式的地铁线路纵断面优化

针对地铁线路纵断面设计方案会同时影响建设期工程投资与运营期列车能耗问题,提出运营快慢车模式地铁线路的纵断面优化方法.首先,在已知线路车站水平位置与平面设计方案的情况下,考虑地铁设计规范、施工条件与列车运行等约束,构建以建设投资与列车能耗总成本之和最小为目标的纵断面优化模型,求解线路各中间站高程与变坡点位置.其次,设计基于间接实数编码的遗传算法和变邻域搜索算法的混合策略进行求解.最后,以国内某运营快慢车的地铁线路进行分析.结果表明:本文模型优化方案相较于实际纵断面设计方案可同时降低线路建设成本和列车能耗成本,总成本节约达7.3%;当快慢车地铁线路的慢车开行数量较多时,采用高站位、陡坡的形式可大幅节约线路建设与列车能耗成本.

朱集西矿深井巷道断面优化研究

针对朱集西1000 m深部矿井所面临的采掘接替紧张问题,对11-2煤11403工作面运输巷原直墙半圆拱巷道断面形状进行优化,以求提升掘进速度。提出了将原巷道断面改为矩形巷道的优化方案,采用FLAC3D进行数值模拟分析优化原巷道断面支护参数。从工业性试验结果来看,巷道最大顶底板移近量为200 mm,最大两帮移近量为30 mm,巷道掘进速度由4.8 m/d提高至6.4 m/d,有效地控制了巷道变形量并加快掘进速度,满足了生产需要,达到了预期目标。

煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化研究

在煤矿掘进时,顶板安全事故频发,严重影响安全和施工作业环境。维持煤矿掘进巷道顶板的安全稳定、及时进行顶板断面优化,对施工具有推动作用。本文从煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化的重要性及原因、煤矿掘进巷道顶板稳定的影响因素、顶板事故预防的重要举措及断面优化措施四个方面进行阐述。

北方灌区混凝土衬砌渠道断面优化及参数分析

人工明渠是中国北方灌区采用的主要输水方式。合理的渠道断面参数计算是水利计算中的重要环节。因此,合理的模型与较高精度的计算方法是求解渠道断面的关键。然而传统灌区混凝土衬砌渠道断面优化设计仅从最优水力断面角度出发,考虑单一水力要素,而忽视了渠道冻胀安全以及工程造价的问题。该文建立了以最优水力断面、工程造价最小为目标,满足混凝土衬砌渠道冻胀要求的数学模型。根据模型非线性的特点,利用自适应粒子群优化算法,对混凝土衬砌渠道梯形断面结构进行优化,选用自适应粒子群算法可以很好地克服算法陷入局部最优解的问题。建立的模型将混凝土衬砌量与工程占地最小作为目标函数优化。优化结果在最佳水力断面基础上,满足边坡稳定与工程量最小。最后将模型应用于黑龙江依兰县倭肯河灌区学兴干渠,分析了渠道边坡系数、渠底宽和渠道水深对目标函数的影响规律。优化结果表明,模型计算所得渠道工程占地减小1.5%,混凝土衬砌量减小1.8%。各个参数中,边坡系数对目标函数影响较大。混凝土衬砌厚度由土壤性质、冻结力大小所决定。该研究成果为提高寒区混凝土防渗渠道优化设计水平及灌区运行效益提供了理论依据。

高地应力软岩隧道超前洞室断面优化模拟研究

研究目的:为解决在建兰渝铁路高地应力软岩隧道大变形问题,针对其地质条件复杂和影响因素多变的特点,提出在隧道断面内设置超前小导洞的方案,利用小导洞的可变形性,将地层高地应力提前释放,使正洞开挖时处于可接受的相对低应力状态。本文采用数值模拟的方法确定了合理的超前导洞位置、尺寸与断面形状。研究结论:以毛羽山隧道为研究对象,采用有限差分程序对超前导洞不同位置、尺寸及断面形状等工况的释放率分别进行了数值模拟,考虑施工组织、工程造价以及释放效果等综合因素,确定出了合理的断面形状与导洞位置,即导洞尺寸为:7.6 m(宽)×5.5 m(高),导洞拱顶距正洞拱顶距离为2.5 m。对应正洞A、BB'、CC'、DD'释放率分别为37%、54%、72%和59%。可为其他类似工程的施工与设计提供参考依据。

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。

贴近度法在湘江干流水质监测断面优化中的应用

为了合理设定水质监测断面,节约监测成本,以湘江干流为研究区,选用贴近度法对湘江干流18个监测断面进行优化,采用t值检验法对优化结果进行验证,并结合水环境管理的实际需求,对优化结果进行了修正,结果优化后的湘江干流监测断面减少为17个,且优化后断面所反映的水质与优化前无显著差异,表明贴近度法在水质监测断面优化中实用性较好,但需结合实际情况,使优化结果更具应用价值。

提水灌区输水明渠纵横断面优化设计

根据提水灌区的特点 ,以梯形断面为例 ,采用非线性模型进行渠道横断面 (主要是边坡 m)和提水扬程 ( H)优化 ,采用动态规划模型进行纵断面优化 (主要是各渠段纵坡 I)的优化 ,这一方法可克服目前提水灌区输水渠道设计中的经验性 ,且可节省大量投资。

水质监测断面优化技术研究

科学合理的布设水质监测断面是全面准确地获取水环境质量监测数据的前提条件。在总结国内外水环境监测断面优化技术和优化方法的基础上,利用三峡库区长江干流现有25个断面近5年的监测数据,采用历史数据相关性分析、模糊聚类和物元分析方法进行断面优化,通过F检验和t检验表明优化前后两监测断面序列无显著差异。实验结果说明,多种断面优化技术的综合应用,能达到优化三峡库区长江干流水环境质量监控断面的目的,为合理布设流域监测断面提供技术支撑。

物元分析法在水质监测断面优化中的应用

水质监测断面优化是以最小的人力、物力、财力投入,获得最具有代表性和可靠的监测数据。以某河段2010年8个水质监测断面主要污染物化学需氧量、氨氮、高锰酸盐指数等监测数据为例,采用物元分析法进行水质监测断面的优化。结果表明,将原来的8个监测断面优化为6个监测断面是符合实际情况的。物元分析法用于水质监测断面优化分析,计算简便、图像直观、结果准确,是水质监测断面优化设置的一种实用、有效方法。

基于Ventsim系统的通风井巷断面优化研究

进行通风井巷断面优化须同时考虑巷道断面的经济最优和安全可靠。经济最优是井巷优化的基建费用、维护费用和通风费用之和最小。安全可靠是井巷优化断面尺寸能同时满足通风风速和行人运输的要求。先运用Ventsim三维通风动态仿真系统建立矿井通风系统三维模型,进行通风系统风网数据解算和风流动态模拟,并在此基础上,运用Ventsim系统对需优化断面进行经济断面选型;然后,对经济断面进行通风安全性和行人运输安全性验证,确定巷道优化断面;最后,将此方法应用于板溪锑矿回风斜井和明斜井的优化中,结果表明,用这种方法进行通风井巷断面优化有实际工程意义。

基于综合分层聚类的水质监测断面优化研究

为合理、有效地进行湖库、流域水质断面监测的优化布设,提出一种基于综合分层聚类(CHC)算法的水质监测断面优化设置方法。根据原始采集的水质监测数据建立归一化矩阵,通过5种距离算法计算监测数据变量之间的相似性以获得变量之间的亲疏关系,接着通过4种连接算法以实现对数据集合的自动聚类;以相关系数为评价准则来选择最优分层聚类算法,通过生成的相应最优聚类树矩阵,来优化设置断面监测站点,可获得反映水域整体水质的监测数据,以提高水环境的监测质量。实验结果表明该方法实用性强、集成度高,具有良好的推广价值。

地震堰塞湖人工排泄断面优化初探

汶川8.0级特大地震诱发了以唐家山堰塞湖为典型的大量堰塞湖,对上下游人民生命财产安全造成了严重的威胁和危害。对震后堰塞湖的处置成为今后次生山地灾害减灾的一大关键性课题。在回顾和总结唐家山堰塞湖的应急排险经验的基础上,对泄流槽纵、横断面的优化进行了初步的探讨。同时在开挖过程中,也应考虑堰塞体组成物质、抗冲稳定性、施工设备等因素选择泄流槽体型。震后5～10年是泥石流、滑坡灾害的活跃期,发生大规模泥石流、滑坡堵江事件的可能性也随之增加,期望研究能够为堰塞湖的排险处理提供一定的技术参考。

充填管袋堤坝结构断面优化设计

采用现代设计理论研究充填管袋堤坝结构断面的优化设计问题。构建以充填管袋堤坝结构断面关键几何尺寸为设计变量,堤坝工程造价最低为目标函数,设计高水位、设计低水位以及水位骤降3种工况下的边坡稳定安全系数等为主要约束条件的结构优化设计数学模型,借助FLAC3D软件进行结构分析并验证其边坡稳定性,优化模型求解采用复合形法。实例计算结果显示:优化设计方案与原设计方案相比,堤坝结构工程造价降低22.7%,土工管袋抗拉强度达到临界约束,堤坝结构的受力和变形状态有所改善,优化调整效果明显且经济效益显著。

泥石流直墙V型排导槽横断面优化设计

排导槽横断面的形状及尺寸是泥石流排导槽设计的重要参数,如何合理选择过流断面的形状和尺寸,使泥石流排导槽具有最佳的排泄能力,目前国内外的研究还比较少涉及。直墙V型断面排导槽是目前泥石流防治工程中广泛采用的横断面形状之一,以其为研究对象,对它的水力条件进行了分析,并对横断面的优化设计进行了探讨。泥石流排导槽的断面形态系数(M)定义为湿周(P)与水力半径(R)之比,直墙V型排导槽水力最佳时相应的断面形态参数M=[8(1+m2V)1/2-4]/mV,直墙"V"型排导槽水力条件最佳时的断面形态参数M仅与槽底横坡系数有关。假定在已知泥石流直墙V型排导槽排泄流量Q、槽底纵比降I以及泥石流体颗粒级配特征的条件下,推导出了联合求解最优水力条件下直墙V型槽断面形态尺寸的组合公式,并以大渡河上游左岸的一级支沟把丫沟为例,对该沟的泥石流排导槽横断面进行了优化设计。

基于改进TOPSIS法的水质监测断面优化研究

针对传统TOPSIS法权重计算的强主观性、相对接近度计算过程中出现与理想点及负理想点等距的问题,通过基于博弈论的组合赋权法将主观权重与客观权重组合对监测指标进行赋权,并定义"虚拟负理想点"代替传统负理想点,采用改进的距离计算公式计算各样本与理想点及"虚拟负理想点"之间的距离,对传统TOPSIS法进行改进并将其用于水质断面优化设计。以浦阳江干流9个水质监测断面2012年监测数据为实例,以相对贴近度为基础,将原有9个断面优化为7个断面,并对优化结果进行一致性检验,结果显示,改进的TOPSIS法优化结果准确、有效,因此对环境监测布点及断面优化工作具有一定的应用价值。

基于粒子群算法的抛物线形渠道断面优化方法

针对试算法工作量大、计算误差大和精度低等问题,建立了以计算流量和设计流量之差最小为目标函数的抛物线形渠道断面优化数学模型,将粒子群优化算法引入到抛物线形渠道断面优化计算中,采用粒子群算法在全局空间下搜索渠道断面优化问题的全局最优解。并以陕西省石头河灌区五丈源支渠抛物线形混凝土渠道为例,对其二次抛物线形渠道断面的方程形状参数a和设计水深h进行了优化设计。结果表明,得到满足约束条件的最优方程形状参数a为5.06,最优设计水深h为0.398 2 m。与原设计相比模型计算所得渠道过水断面面积减少了0.102 1%,渠道土方量减少了6.225 4 m^3,混凝土衬砌量减少了4.764 1 m^3,工程占地面积也随之减少。粒子群优化算法能有效地解决抛物线形渠道断面设计中的优化问题,且具有收敛速度快、计算精度高和全局寻优能力强等优点。

宁夏黄河水系干流水质监测断面优化

黄河是宁夏地区最重要的地表水资源,所以整个黄河宁夏段水环境质量的优劣将影响宁夏社会经济的发展。基于2010年-2014年宁夏环境监测站的统计资料,以污染最严重的指标COD、氨氮、总磷的监测资料为基础,采取物元分析法、模糊聚类法及WASP模型对黄河干流宁夏段水质监测断面的布设进行优化。结果表明:现有的6个国控监测断面对黄河干流水质变化状况的监测不完善,须增设2个监测断面,分别位于下河沿与金沙湾国控断面间及叶盛公路桥与银古公路桥国控断面间,地理位置分别处于石空镇与临河镇,即105°40′31″E,37°34′04″N与106°18′36″E,38°16′11″N。