水位变化下浅埋盾构隧道开挖面渗透力与稳定性研究

为分析临江地区透水地层浅埋盾构开挖面渗流作用下的稳定性,结合安庆市沿江东路管廊盾构段典型断面,建立浅埋盾构三维流固耦合数值模型,分析水位变化、土体力学性质对开挖面稳定性影响以及渗透力的变化规律,明确浅埋盾构渗透作用下开挖面的失稳形式,建立区别于传统破坏模型的圆台-弧转体数学模型,提出一种基于极限分析上限法且考虑渗透力作用的极限支护压力的计算方法,并与已有研究结果相对比,验证该方法的可行性;根据该方法分析水位、土体力学参数、盾构掘进参数对极限支护压力的影响。研究结果表明:黏聚力及内摩擦角增加会导致破坏区高度显著减小,而水位增加会导致破坏区高度及长度显著增加;开挖面上渗透力随开挖面与拱顶的距离增大而增大,渗透力随水位变化呈线性变化,平均渗透力随水位变化率为2.75 kN·m^(-3);极限支护压力随黏聚力、水位呈线性变化,随摩擦角呈非线性变化;结合开挖面前方土层土体力学性质,极限支护压力随水位变化率为5.11~5.75 kPa,与实测土仓压力变化率6.38 kPa较吻合,控制土仓压力在80 kPa以上时能有效保证开挖面稳定。

地下水位变化对砂土地层地铁隧道沉降影响试验研究

为考察地铁运营后列车载荷和地下水对隧道造成的影响,对某砂性土地层城市中某一地铁盾构隧道区段运营6年间的沉降变形进行实测观察;根据实测所得沉降规律,设计并开展缩尺模型试验,研究车致振动条件下因地下水位变化产生的隧道沉降规律。结果表明:随着时间推移,隧道各测点所得数据呈现一定的周期性上升与下降变化趋势,前2年隧道总体上浮,之后略有沉降,第3年后虽有波动但基本未发生进一步沉降,第6年后隧道最大沉降不超过3 mm;砂性土地层中,地下水位变化会造成重塑土层内部应力变化,且振动荷载会导致土体颗粒结构重新调整至密实,易导致隧道发生沉降,因此不能忽视地铁周围施工降水给隧道带来的不利影响;土体振密及因地下水产生的浮力共同作用,导致隧道的上浮及沉降。相比于软土地层,砂性土地层中盾构隧道的沉降速率明显更低且沉降基本稳定时间更短,2种地层下的沉降规律、影响因素完全不同,各地层下的沉降分析理论亦无法相互适用。

基于Transformer的盾构泥水舱液位智能预测与控制

泥水液位控制是泥水平衡盾构施工的关键环节,其通过调节泥水循环系统参数进行控制。由于长距离的管道泥水运输,系统存在显著的时滞效应,其控制特性也随地质和管道长度的变化而改变,依靠人工或传统控制方法难以实现准确控制。为解决这一难题并确保盾构推进过程中切口压力的稳定,通过对盾构泥水循环系统控制机制的深入分析,提出一种基于Transformer的盾构泥水舱液位智能预测与控制方法,该方法采用Transformer网络对泥水循环系统的动态特性进行建模,通过迭代多步预测方法对给定控制参数序列下的未来液位情况进行预测。此外,为了优化控制性能并满足系统约束,引入自适应梯度下降方法来解决优化问题及其约束条件,以获得系统的最优控制参数。该方法在苏州河段深层排水隧道的施工数据集上进行仿真验证,试验结果表明:1)在粉砂夹粉质黏土地层的泥水盾构隧道施工中,所提出的控制方法能够有效提高泥水循环系统的控制效果;2)通过与传统控制方法的比较,该智能控制方法显示出更高的控制精度和稳定性,证明其在盾构施工中的应用价值。

地下水位下降对运营盾构隧道衬砌力学性能的影响

为了分析单双侧降水模式下运营期盾构隧道衬砌结构的应变以及裂缝扩展情况,应用有限元软件Abaqus建立道床-隧道-土层有限元模型,通过扩展有限元功能实现初始裂缝扩展,得到衬砌应变以及裂缝扩展规律。结果表明:单侧水位下降导致衬砌横竖向应变以及裂缝扩展出现非对称性变化,排水侧竖向应变约为未排水侧对称点位置的2.6~7倍;未排水侧竖向裂缝扩展长度是排水侧的0.015倍。与拱腰位置相比,拱顶及拱脚裂缝开展更明显,且拱脚裂缝扩展长度最长,约为其他位置裂缝扩展长度的2倍;裂缝位于拱顶及拱底时损伤破坏发展较快,管片结构出现突发性破坏。相同工况下,双裂缝扩展比单裂缝扩展更加迅速。

越江污水盾构隧道设计安全风险分析

结合江心洲污水收集系统二通道建设工程(穿越夹江段)隧道设计方案,采用检查表法,对隧道设计阶段盾构始发段、江中段和两岸工作井的结构设计风险、环境保护风险及工程运营风险进行分析与评估,确定其风险等级。从设计角度降低相应的风险。主要结论如下:①明挖段风险等级,江心洲工作井、江南工作井风险等级均为Ⅲ级;②盾构段风险等级,盾构始发段、江北岸盾构段、江中盾构段、江南岸盾构段、盾构接收段风险等级均为Ⅲ级,盾构及其重要配套设施的适应性风险、管片防水风险、管片开裂风险等级为Ⅲ级;③管道工程运营风险和社会环境影响等级为Ⅳ级。

断层错动作用下盾构隧道结构易损性研究

为了研究活动断层错动导致盾构隧道结构失效概率模型,考虑断层属性、隧道几何特征以及断层与隧道位置关系等因素对盾构隧道力学响应的影响,以环缝接头变形及管片直径收敛变形率作为结构性能指标,通过一系列跨断层隧道拟静力数值分析以及回归分析,建立盾构隧道各性能指标与地面永久位移的关系,提出跨断层盾构隧道结构易损性分析流程,评估盾构隧道不同性能水准的超越概率,并和已有试验易损性及经验易损性曲线进行对比分析。结果表明:1)隧道与断层的位置关系、隧道所在地层变形模量对跨断层盾构隧道变形破坏程度的影响较大,其中穿越断层工况盾构隧道极易发生变形破坏,其次是上跨断层硬土工况,上跨断层软土工况中盾构隧道抵抗断层错动能力最强;2)针对跨断层盾构隧道结构失效特征,建议在开展结构易损性研究时以环缝接头变形作为主要性能指标。研究结果可为跨活动断层盾构隧道灾害评估及减灾技术提供理论指导。

线路避雷器提高超高压大跨越架空线路绕击耐雷水平的仿真研究

为研究加装线路避雷器对提高超高压大跨越段绕击耐雷水平的有效性，参照官亭一兰州东750kV输电线路实际参数，建立了雷电流、输电线路、杆塔、绝缘子串和线路避雷器的EMTP-RV仿真模型，分析了不同雷击位置、不同避雷器装设方案、不同杆塔接地电阻对耐雷水平的影响。仿真结果表明：在跨越段两端各加装1组线路避雷器可将线路整体绕击耐雷水平提高至81～119kA，远远超过理论最大绕击雷电流30kA，并克服了接地电阻的影响，其中本基塔绝缘子被完全保护，但附近杆塔上绝缘子获得的保护作用有所弱化，若要实现完全保护，则需在跨越段两端及其相邻杆塔上都加装线路避雷器。

智能衬砌台车在超大断面二衬施工中的应用

渝湘高铁重庆至黔江段重庆长江特长隧道是长江上游第一座高铁盾构隧道,超大断面盾构组装洞室为盾构机洞内组装施工场地,上部结构衬砌宽25 m×高11.64 m,厚90 cm,超大断面衬砌施工难度大,质量不易控制,为保证衬砌施工安全和质量,落实国铁集团“以工法定工装、以工装保工艺、以工艺保质量”理念,超大断面盾构组装洞室衬砌采用智能衬砌台车施工,台车为双门式桁架结构,配置自动布料逐层分仓带压浇筑系统、附着式+拱顶插入式振捣系统、液位压触式防脱空报警系统、台车定位系统、带模注浆系统及软搭接、可视化端头模等智能化系统和设备,实现了二衬混凝土分层逐窗自动布料浇筑、实时监控混凝土浇筑、掌握浇筑进程,提高了拱顶混凝土密实度,浇筑完成2 h后采用带模注浆一体机进行带模注浆作业,有效预防了拱顶脱空,可有效保障超大断面衬砌混凝土浇筑施工质量。

中文文本分类中基于概念屏蔽层的特征提取方法

本文提出了一种新的基于概念抽取和屏蔽层的特征选择方法。该方法利用HowNet概念词典中的概念树,通过义原在概念树中的位置信息进行概念抽取,并赋予其适当权值来说明其描述能力。对于权值低于屏蔽层的义原,我们不将其选入特征集,并相应保留原词。具体到每个词,我们计算其DEF条目中的权值,决定是将原词选入特征集还是进行概念抽取。本文重点研究了如何给义原设定一个合适的权值,如何在选取原词和概念之间取得平衡以及针对非概念词的加权处理。实验证明,设定合适的屏蔽层,不仅可以缩小特征维数,使分类正确率得到一定的提高,而且可以减少不同类别间的分类正确率的差别。

冲击电晕对特高压输电线路绕击耐雷水平的影响分析

基于ATP-EMTP建立了考虑电晕影响的UHVAC输电线路的雷电绕击耐雷水平分析模型。在验证所建模型的合理有效性之后分析了电晕对我国特高压试验示范工程输电线路初步设计的4种杆塔模型线路的耐雷水平的影响。仿真分析表明,冲击电晕对绕击耐雷水平影响很大,而且线路电压等级越高,这种影响越大。对于1000kV特高压线路,考虑电晕影响后线路绕击耐雷水平升高了约40%。此外,还基于杆塔模型为ZMP2的特高压线路,分析了线路工作电压对绕击耐雷水平的影响。在考虑电晕影响的情况下,考虑工作电压时的耐雷水平比不考虑工作电压时低5.3kA;而对于500kV线路,考虑工作电压比不考虑工作电压的耐雷水平只低2.4kA。可见导线工作电压对特高压线路的耐雷水平影响更大。

多层电磁屏蔽的电磁拓扑图分析方法

提出了一种用于多层电磁屏蔽条件下分析系统电子器件之间相互耦合的电磁拓扑模型。将该模型与求第k最短路算法结合,得出在不同频率范围下求从源点到终点屏蔽系数小于规定值路径的算法,得到需要改进的电磁耦合路径。该算法是通过对第k最短路算法修改而得到的,不需要求最小树和时间复杂度。仿真实验证明该算法是有效的,可以用于大型复杂电子系统耦合问题的分析。

线路避雷器安装方案及效果分析

输电线路的雷害事故不仅会造成危险的雷电过电压,还可能扰乱电力供应。推荐采用有选择地加装线路避雷器的做法来减少雷电引起的绝缘闪络。以一条110kV传输线路为例,说明制定线路避雷器安装方案的原则:首先区分线路绝缘子闪络是由反击还是绕击引起的;线路避雷器的安装主要以保护易遭受雷击的个别杆塔为目的,除此之外,应兼顾整条线路耐雷水平的提高。

长江隧道盾构施工对建筑物的影响及其保护研究

研究目的：分析盾构隧道施工对周围建筑物影响范围和程度，提出盾构隧道施工对建筑物影响等级及保护标准，并进行实例分析。研究结论：（1）利用Peck理论公式计算的地表沉陷槽与长江隧道盾构施工引起地表沉陷槽实际情况基本相符，Peck公式在武汉地区具有较好的适用性；（2）建筑物受影响程度主要取决于隧道埋深和建筑物距隧道距离、盾构施工引起的地层损失率等情况，隧道埋深和建筑物距隧道的距离越小、地层损失率越大，则地面变形和建筑物变形也越大；（3）隧道施工引起建筑物的破坏等级可分为5类，对于受影响程度为Ⅰ～Ⅱ级的轻度影响建筑物，可以不采取保护和处理措施；对于受影响程度为Ⅲ～Ⅴ级的建筑物，必须事先采取有效保护措施。

500kV线路避雷器的雷电过电压保护性能的研究

研究了安装线路型避雷器后 ,5 0 0 k V线路在雷电反击和绕击情况下的雷击保护范围问题 ,并就绕击情况下线路型避雷器的雷电过电压保护性能进行了讨论分析 ,指出当绕击雷电流高达百千安级时 ,避雷器的放电电流亦会升至近百千安的水平 ,将对避雷器的固有能量吸收能力形成威胁。

500kV线路型避雷器雷电过电压的保护性能

研究了安装线路型避雷器后 ,5 0 0 k V线路在雷电反击和绕击情况下的雷击保护范围问题 ,结果认为线路型避雷器的雷电保护范围仅为其安装塔本身。

柔直换流变网侧屏蔽管放电及其引起储油柜油位异常原因分析

本文中作者对一起特高压柔直换流变压器网侧屏蔽管放电及其引起储油柜油位异常的现象和原因进行了分析,通过解体检查和电场分布仿真分析,找出了故障原因。

水位对盾构隧道管片结构内力影响研究

当水位处于盾构隧道断面内时,管片侧向水平荷载分解为矩形荷载、满跨(跨高等于隧道直径)三角形荷载、非满跨三角形荷载3部分,已有修正惯用法对第三部分荷载只能作近似处理,导致计算结果有误差。首先针对此荷载做如下处理:理论推导管片在其作用下的内力弹性解和按面积等效原则将其荷载集度换算为对应满跨时荷载集度,并用于计算水平地基反力及其作用下的管片内力;然后利用推导公式并结合已有修正惯用法针对国内4种典型盾构隧道,分析了不同覆土条件下水位变化对管片内力的影响,得出其变化规律,可为盾构隧道结构设计提供借鉴。

低水平γ射线测量中的本底问题

讨论了低水平γ射线测量中所面临的本底问题。涉及屏蔽材料的选择、屏蔽体的结构以及主动屏蔽与被动屏蔽的方法和技术。对宇宙射线、环境本底、射线的能量发散等方面的影响都做了尽可能详尽的探讨。

±500kV三沪Ⅱ回同塔双回直流输电线路防雷分析

±500kV三沪Ⅱ回直流输电工程是我国首条同塔双回直流输电线路,同塔双回的特殊结构在节约输电线路走廊资源等方面有一定优势,但在防雷安全方面较单回直流输电线路有显著区别,极线布置和空气间隙直接影响到线路耐雷水平。为此,对±500kV三沪Ⅱ回直流输电线路的耐雷水平进行仿真计算,结果表明,线路的反击耐雷水平比较高;各种极线布置方式的反击耐雷水平和绕击耐雷水平存在差异;考虑导线-杆塔空气间隙后,线路的反击耐雷水平和绕击耐雷水平均有所下降,其中反击耐雷水平下降得更明显。对整条线路的雷击跳闸率进行估算,得出双正极在最上方的布置方式跳闸率最低。

富水软弱地层盾构接收施工技术

工程地处天津城区,地质情况复杂。土质松软,自稳能力极差,地下水位高,水量丰富,属于典型的软弱富水地区。盾构隧道下穿天津站铁路股道,加之接收井紧邻京津城际铁路,安全风险任务重。盾构接收时容易发生突发性的灾害,直接威胁施工人员、设备和周边环境的安全。针对天津地铁隧道所处的复杂地面环境和地质环境风险,通过采取水平注浆和冷冻法对盾构井土层前期加固,在盾构推进过程中的监控量测、盾构姿态控制、同步注浆和二次注浆措施,接收时采用明洞接收箱接收工艺,安全通过重大风险源,顺利完成盾构接收,可为类似工程施工提供借鉴。