基于模糊数学理论探讨评判地铁工程中地下水风险

采用模糊综合评价法,以上海地铁10号线南京东路车站为例,在全面识别勘察、设计、施工和运营过程中地下水风险因子的基础上,结合统计资料和专家评价,详细阐述了风险评估模型的建立及评价过程,得到了不同阶段地下水风险因子的权重,并对地下水风险进行了综合评判.研究结果对上海地铁工程地下水风险控制具有指导意义.     

地铁振动荷载作用下饱和软粘土性状微观研究

位于或穿越饱和软粘土层中的地铁隧道在运营之后，沿轴线产生较大的沉降量，很大程度上与饱和软粘土在地铁振动荷载作用下土体微观结构的变形和破坏、发生残余变形有关．通过扫描电镜试验对饱和软粘土颗粒的微观性状进行了研究，从土的微结构基本单元的形状和大小、基本单元体的接触状态、基本单元体问的联结形式、孔隙的形状和大小以及土体变形3个阶段的力学特性等方面进行较深入的研究．另外，将原状土和循环三轴试验破坏后两种状态的土样作了对比，从微观的角度解释了土体的变形机理．研究成果对有效控制、避免或减轻隧道经过地区地面沉降灾害的发生，指导地铁工程的设计、施工以及地铁运行后沉降的预测评价和防治等提供了有价值的参考．     

上海地铁M4线修复的深基坑降水应急预警体系

在降水风险识别和因子评估的基础上,将应急预警体系引入到上海地铁M4线修复工程中,介绍了建立应急预警的目的及方法.通过对降水工程设计、施工及运行过程的研究,分析和量化了降水引起地面沉降、基坑变形等对周边环境的影响,并对风险等级进行了评判,建立了应急预警体系,提出了风险防范措施,对类似工程风险防范具有重要指导意义.     

复合污染场地污染特征分析及健康风险评估

以某重金属和多环芳烃(PAHs)复合污染场地为例,开展了环境调查、污染特征分析及健康风险评估.结果表明:土壤中Sb(锑)和PAHs的污染严重且主要集中在表层和浅层;土壤中Sb的污染导致相应区域浅层地下水中Sb的污染程度较高;污染物的分布具有明显的空间差异性且来源不同的污染物经过迁移或先后进入环境而在场地部分区域共存形成复合污染;经健康风险评估,土壤中Sb、苯并[a]蒽(BaA)、苯并[b]荧蒽(BbFA)、苯并[a]芘(BaP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IPY)、二苯并[a,h]蒽(DBA)和苯并[k]荧蒽(BkF)的风险控制值分别为6.67、0.73、0.73、0.4、0.73、0.1和7.22mg·kg~(-1),待修复方量为1.54万m~3;地下水中Sb的风险控制值为0.185mg·L~(-1),待修复总量为136.3m3.     

地源热泵夏季运行地温场变化特性试验研究

以同济大学某实验室地埋管地源热泵工程为例,通过对地埋管换热区地温场及地源热泵系统运行参数进行监测,分析研究了地源热泵系统夏季运行地温场的变化特性以及地温场变化对地源热泵系统运行效率的影响.结果表明:夏季累计运行44 d,土壤平均升温幅度为0.64℃;不同深度测点温度变化幅度随深度增加逐渐减小,120 m深度地温几乎无变化;换热区土壤地温恢复速率为0.14℃·100 d~(-1);随着换热区土壤温度的升高,地源侧进出水温差降低幅度为0.87℃,机组性能系数亦随之降低,系统换热效率下降.     

分级加载与波浪荷载耦合作用下软黏土动力响应特性

以长江口长兴岛潜堤后方滩涂圈围工程为研究背景，采集堤坝地基土样，根据实际工况应力路径设计不同围压和动静应力组合，对淤泥质软黏土进行动三轴试验，探究地基土在分级施工加载与波浪荷载耦合作用下软黏土应变、孔压特性以及强度弱化特性。研究结果表明：耦合应力加载后土样的应力-应变曲线呈现应变软化和强度弱化特性，分级加载效应可使应变及孔压增量减少，且应变增量、孔压增量与循环振后静强度折减度，均和固结围压、静偏应力比、动偏应力比等因素相关。当动偏应力比相同时，深度较浅土层围压较小，静偏应力比反而较大，其应变与孔压增量越大，静强度衰减越明显。随着动偏应力比增大，土单元的应变增量与孔压增量、强度折减度有不同程度的增大，并且不同深度的差异性较大。在此基础上，分别对强度折减度β、广义综合剪应变γgs及广义综合孔压增量比Δu/σ3进行了量化，并对（γgs-β）及（Δu/σ3-β）相关性进行了探讨。研究结果对于指导具体工程实践具有一定的参考价值。     

上海暗绿色粉质粘土冻融前后微观性状研究

以上海复兴东路越江隧道江底旁通道冻结施工中的第⑥层原状和冻融作用后的暗绿色粉质粘土为研究对象,利用扫描电镜对两种土的微结构基本单元的形状和大小、基本单元体的接触状态、基本单元体间的联结形式、孔隙形状和大小等方面进行研究.在此基础上,将原状土和冻融土的静三轴试验与动三轴试验的结果分别作了对比.试验结果显示,该土体经冻融作用后,胶结体以及土颗粒发生了明显的破坏,孔隙变大,导致了土体内粘聚力与最大动应力的显著下降,隧道运营时,应严格控制冻结区域的车速.     

基于卡尔曼滤波和模糊集的地下水污染羽识别

在场地信息不确定性的前提下基于卡尔曼滤波技术和模糊集合理论提出一种地下水污染羽识别的方法.利用卡尔曼滤波技术通过连续作用采样点更新综合污染羽与误差协方差矩阵,并结合误差协方差矩阵和不确定度的关系进行新采样点的选取;引入模糊集理论进行污染羽的模糊对比,以确定污染源的权重.算例研究表明,该方法是一种有效的污染羽识别算法,能够以尽可能少的采样点确定污染源的位置,并较为准确地达到识别污染羽的目的.     

一维管网与二维地表双向耦合的城市暴雨内涝模拟

为快速、准确模拟城市暴雨内涝演化过程,提出一种排水管网与上覆地表动态水力交互方法,构建了一维管网模型(SWMM)与二维水动力(LISFLOOD-FP)双向耦合的模型,解决了一维管网和二维地表的双向流量交换和时间同步难题。以上海外高桥地区为例,采用两次短历时降雨过程对耦合模型进行校准和验证,比较分析了单向、双向耦合的淹没范围与水深变化。结果表明:双向耦合模拟精度较高,在研究区具有良好的适用性;对于占比80%以上的轻度(<0.2m)积水区,单向、双向耦合的模拟积水面积比为1.21;对于中等(0.2～0.3 m)和重度(>0.3 m)积水区,单向耦合模拟结果趋于严重,该比值分别增至1.88和2.1。所构建的双向耦合模型能够揭示城区内涝积水、扩散及消退的全过程,可用于城市暴雨内涝推演,为内涝治理和灾害防御提供科学依据。     

湿地氮循环及其对环境变化影响研究进展

论述了湿地氮素通过大气氮沉降、生物固氮、人为氮和径流氮输入等输入途径和植物收获、土壤NH3 挥发、反硝化气态损失、淋滤、径流输出等输出过程以及通过固氮作用、矿化(氨化)作用、硝化作用、反硝化作用等进行生物地球化学循环,提出量化氮与碳、磷之间的关系是目前研究中存在的主要问题,指出在湿地系统内氮迁移量及其与不同环境要素间的关系是下一步研究的主要方向,探讨了湿地氮循环对全球环境变化的影响.