长距离复杂地质条件下顶管的顶力计算

影响顶管顶力的主要影响因素是土的性质、管道弯曲大小、注浆润滑、上覆土厚度及施工技术水平高低。目前对于圆形顶管的顶力计算做了很多的简化和假设,不考虑上覆土的力学性质及厚度,对于上覆土为软土层,顶管基底为较硬土层的情况,经验的计算公式与实测值有较大的出入。针对目前经验公式的不足,通过一定量的实测摩阻力数据采用神经网络反演管-土间的平均摩阻力,再利用推导的考虑土拱效应顶力计算公式预测顶力。为施工中合理安排后续工作,控制减少理论顶力计算与实际的顶力的误差方面具有重要的意义。

基于改进卷积网络的野外复杂背景输电线压接管检测方法

为提升复杂场景下卷积网络压接管检测精度和速度,减小模型,提出一种基于小波分析和改进轻量化神经网络的野外复杂背景下压接管视觉检测方法,使用小波分析去除图像噪声,主干网络使用轻量化GhostNet模型,并引入全维动态卷积增强主干特征提取能力,使用深度可分离卷积降低模型复杂度,嵌入改进的卷积块的注意力模块(convolutional block attention module,CBAM),关注重点特征提高模型精度,使用K-means++算法聚类锚框尺寸并线性变换,加快目标框收敛速度,使用CIoU-NMS提高检测速度与精度。实际检测结果表明,与YOLOv4模型相比改进YOLOv4轻量化模型大小大幅降低了199.7 MByte,精度仅损失2.98%,且检测速度提升了3.4 Hz,达33.9 Hz,边缘部署效能指标更优,因此,改进轻量化网络模型在检测精度、模型大小和检测速度之间达到最佳平衡。最后,野外复杂背景多场景下的检测效果也表明算法能很好满足工程实际任务中的检测需求,具有较好工程实用性。

复杂管网线源井地电位三维有限元模拟

为更真实地模拟油气田井地电位法中由复杂管网线电流源供电的实际情况,本文给出了复杂管网线源在地下半空间中的正常电位表达式,导出了地下点电源异常电位边值问题,详细推导了地下点电流源异常电位变分问题,进而用有限元法求解了复杂管网线电流源异常电位的变分问题。编写了三维有限元正演程序对垂直、地下水平二分支油井钢套管与注水、输油钢管组合形成的复杂管网线源井地电位进行了模拟。结果表明,复杂管网线源激励下的井地电位异常响有其独特的特征和规律。这些结果将对利用复杂管网线源井地电位法探测剩余油的空间分布和注水前沿位置提供有力的指导,也为复杂管网线源井地电位三维反演奠定了良好基础。

复杂管网中瓦斯爆炸冲击波与火焰波传播实验研究

为了进一步探究瓦斯爆炸冲击波火焰波的传播特性,在自行设计并搭建的复杂管网中进行瓦斯爆炸实验。实验中利用高精度压力传感器和温度传感器收集压力变化和温度峰值数据;使用火焰传感器采集爆炸过程中出现的火焰波信号,根据理论公式计算得出火焰波传播速度;利用Origin软件对实验数据进行综合处理,研究复杂管网中瓦斯爆炸时的冲击波、火焰波传播特性。结果表明:管道内各测点最大压力峰值为0.599 MPa,最小压力峰值为0.297 MPa,管道内火焰波速度峰值为214.04 m/s,在管道L_(4)上速度值降低为0 m/s,各测点温度峰值最大值为1837 K,最小值为1521 K。随着爆炸冲击波与火焰波在复杂管网内的传播距离不断增大,压力衰减趋势和速度突变趋势更为显著。

高压空气复杂管网系统水舱吹除仿真研究

针对高压空气吹除水舱时剧烈气液混合流动,难以准确计算出其内部复杂流态下舱壁压力与完成吹除的所需时间,本文提出基于MPCCI平台进行一维管网和三维水舱耦合联合的仿真方法。首先建立高压空气吹除水舱数学模型,并运用Flowmaster软件对水舱吹除提供并分配动力的整个管网系统进行建模与仿真,得到各工况下管网内各节点处的压力、质量流量等参数;然后运用MpCCI平台实现Flowmaster和Fluent的联合仿真,对高压空气吹除系统进行一维管网和三维水舱耦合仿真分析,实现了吹除系统的多舱、动态和耦合的求解,得到多舱同时吹除过程中水舱中气-液混合现象、壁面压力变化及水舱排水速率等。最后对一维仿真结果与一维-三维耦合联立仿真结果进行对比,得到的水舱出口排水速率曲线有着较好的一致性。

燃气管网外腐蚀事故DBN模型

为明确燃气管网服役中后期外腐蚀事故致灾机制规律及维护措施的有效性,有针对性地预防燃气管网外腐蚀泄漏事故,利用复杂网络(CN)理论与动态贝叶斯网络(DBN)相结合的方法,提取外腐蚀事故要素及事故链,整理并构建外腐蚀事故凝聚网络;通过度值分析筛选事故关键要素,在此基础上,将参数学习及Leaky Noisy-or gate修正模型联合,构建燃气管网外腐蚀事故DBN;根据不同失效场景,得到各动态要素及维护措施对管网失效的影响特征。结果表明:不同事故要素对管网失效的影响呈现差异性和阶段性,其中,老化、事故积累、化学腐蚀在管道服役中后期对管网腐蚀穿孔和管道破裂有显著影响,压力循环则主导服役中期的管道破裂事故。通过CN拓扑分析,可实现从整体角度出发对事故要素重要度的辨识;通过DBN的构建分析,能获得事故要素对事故后果的动态影响。

老城区复杂管网环境下基坑桩间漏水险情分析与处理

老城区中管网通常复杂密布,基坑施工的不确定因素大大增加,事故预防困难,因此有效的事故处理措施以及抢险措施尤为重要。以地铁某匝道为例,详细介绍了该基坑漏水事故的险情分析、应急措施和恢复施工方案。同时,工程监测表明险情处理及时有效。最后,总结了复杂管网环境下基坑漏水的建议。

复杂三维管网中流体实时可视化算法及其应用

为解决复杂三维管网中难以实现流体实时可视化的问题,对复杂三维管网内各类管线和路口进行分析和归纳,提出了一种复杂三维管网中流体实时可视化算法。通过管网建模及中线获取得到管网中线数据,并确定管线和路口类型;针对各类管线和路口分别采用求交运算、管网底面重构等方法建立流体表面模型,以减少实时流体建模计算量。基于由传感器网络或数值模拟得到的实时流体深度信息与管网模型类别实时更新流体表面和流体深度,实现实时流体建模;采用渲染技术最终实现复杂三维管网场景下的流体实时可视化。以矿井突水为实例,验证算法可行性并进行可视化分析。

基于伴随方程复杂管网泄漏反向寻源的数值模拟研究

为了确定复杂管网泄漏的泄漏源,对管网泄漏过程进行了及时、有效的模拟,推导了瞬态流场反向伴随方程,将开源计算流体动力学软件OpenFOAM与PISO算法相结合,对供水管网泄漏时的压力进行模拟研究,将反向寻源问题转化为伴随方程的求解问题.通过模拟完成了单相流瞬态伴随方程的验证,并求解得到管网泄漏瞬间压力波变化图形,与实验结果相吻合.根据压力波变化图,利用反向寻源方法结合二次相关理论,确定复杂管网泄漏源的位置.结果表明:结合伴随方程的PISO算法的计算速度要明显优于单一的SIMPLE和PISO算法,以此证明了伴随方法的优越性.

复杂管道CAE分析集成平台设计

复杂管道的CAE分析涉及多个物理场,通常需要联合使用多种分析工具,而不同分析工具之间的数据不兼容严重影响了分析效率。针对这种情况,提出复杂管道CAE分析集成平台,对专业管道应力分析软件、CFD软件和通用有限元软件进行集成和定制,构建统一的集成数据模型,实现不同分析工具之间的数据交换和分析结果的可视化显示。实验结果表明,该集成平台不仅计算速度快,而且在弯头和三通等处也有良好的计算精度,并实现了计算流程的自动化,大幅提高了复杂管道的分析效率。

复杂下垫面城市暴雨内涝汇水区划分方法研究

汇水区(catchment)是径流控制的结构单元,也是水文模型中重要的输入数据。在城市地区,由于复杂的下垫面特征,使用传统的汇水区划分方法得到的结果和现实情况差异较大。在已有的汇水区划分方法基础上,结合城市地区实际径流特点,提出了新的汇水区划分方法。首先,将影响地表汇流路径的不同地物高程信息融入到DEM中;然后,对概化后的排水管网进行缓冲区分析并修正对应范围内的DEM数据,进一步优化DEM;再次,结合研究区范围确定合适的DEM空间分辨率,保证子汇水区划分的合理性;最终,根据精细化的DEM数据,利用D8算法划分子汇水区。以海宁地区为研究区,并将新方法与3种传统方法进行对比。结果表明:细化后的DEM能够更加真实地反映地表高程,汇水区划分结果可以准确刻画地表径流过程,提高了汇水区划分的合理性。

基于模糊故障树的输油管道压力异常波动分析

针对复杂输油管道压力异常波动事故频发,防控措施效果不理想的现状,应用图论中的故障树分析方法演绎压力异常波动的诱导机制,首次提出并建立了复杂输油管道压力异常波动的故障树模型。以某进口原油管道为例,运用德尔菲法和模糊数学理论求解模型,定性分析与定量计算的结果与工程实际相吻合。运用K均值聚类方法分析典型基本事件的三个重要度,提出了管网压力异常波动的三元决策树结构,为波动事件的分析和防控措施的优化提供了理论依据。以压力异常波动为切入点,在历史数据不完备条件下,为大型复杂输油管道运行安全与完整性管理领域的研究提供了一种新的思路。

城市综合体自喷系统组合设计

针对目前城市综合体自喷系统由于采用湿式或不同系统并联成环带来的经济性、针对性较差的问题,应用系统分析和水力计算的方法,对自喷系统串联组合形式进行了分类,并讨论了各类自喷系统组合方案可行性及特征。结果表明以串联方式实现组合是可行的。自喷系统的串联组合设计具有节约资源、简化系统的构成、减少投资的优势。

智能山地分区精准滴灌及数据处理系统的研究

为践行复杂山地精准农业,针对复杂的地貌和节水灌溉工程中能源消耗高、人力资源短缺及水资源浪费等现象,采用太阳能作为系统的主要能源供给,根据山地坡度、高差不同,对应滴灌系统流量、压力设计不同,实时按需精准灌溉。为实现远程监控,设计了远程控制通讯模块,各分点采集到的土壤含水率由Zig Bee网络传输到汇聚节点,通过单片机控制;当土壤含水率低于所设置的下限值或高于所设置的上限值时,自动进行电磁阀的开启与关闭,同时利用GSM网络将提示信息发送到用户手机,达到实时灌溉和监控的目的。试验结果表明:研究达到了有效节约水资源、人力资源及滴灌系统功耗的目的,为促进我国农业快速发展提供重要的参考。

总体安装综合管网设计的实际意义

论述了总体安装综合管网设计的必要性和重要性。其实际意义不仅体现在对各个项目工程安装的设计和施工的指导及统帅上 ,还体现在对科学技术成果应用的外延上 。

练江潮南工程复杂地质下污水管顶管施工技术

在复杂地质条件下进行污水管网建设时,往往存在较多的建设难点,因此在实际建设过程中,要采取一种科学合理的施工管控方式,实现对其各个建设环节的合理控制,全面提升污水管网建设的整体质量及可靠性。在文章的施工技术分析中,主要以汕头市练江流域潮南区陇田、陈店、司马浦污水处理厂及管网工程为例,阐述了在复杂地质条件下的污水管顶管施工技术,为今后类似市政工程提供了一定的技术参考,为相关技术人员解决传统顶管工艺下的一些施工问题提供可行的经验。

居民小区雨污排水管网调查与分流改造方案

通过调查华东某市居民小区雨污排水管网,分析了该区域雨污排水管网存在的问题,提出了污水管与雨水管的改造原则及方案,有利于完善居民小区雨污排水管网,改善区域水环境质量。

复杂城市环境下综合管网设计难点及解决办法

结合在某核心商业区新建的大型综合交通枢纽的综合管网设计,对设计中遇到的现状管网与新建管网之间的过渡和迁改、现有排水系统与新建排水系统之间的衔接等难点进行了探讨,并给出了解决方法,对同类项目的综合管网设计具有借鉴意义。

排水管网结构概化对城市暴雨洪水模拟的影响

排水管网是城市暴雨洪水模拟中的关键因素,但受到数据和模型的限制,管网结构通常被概化考虑。本研究构建了强化汇流过程的精细城市雨洪模型(REDUS),以清华园为研究对象,采用了路/管单层排水系统和路管双层排水系统两类模拟方案,定量分析了典型暴雨情景下的管网排水作用及管网结构概化的影响。结果表明:排水管网主要起到快速、定向的排水作用;管网结构概化会低估洪水过程的洪峰及洪量,与使用全管网相比,仅采用骨干管网在单层系统中会使洪峰和洪量均降低27%,在双层系统中会使洪峰降低37%～56%,洪量降低18%～32%;双层系统能提供更可靠的城市雨洪过程,但需要应用更精细的管网数据。研究成果为海绵城市建设中如何评估排水管网的作用提供了工具和建议。