基于机械故障精细分析的引水隧洞施工进度仿真

现有考虑机械故障的施工进度仿真研究均采用机械的整个故障时长来反映故障影响,忽略了故障机械未能在原单元活动结束前完成维修,且剩余故障处理活动不影响施工进度的情况,因此难以保证施工机械故障分析的准确性.本研究对引水隧洞施工机械因故障退出工作、维修后重新投入使用的全过程进行精细模拟追踪,提出基于机械故障精细分析的引水隧洞施工进度仿真方法.首先,在仿真过程中追踪各施工机械的运行轨迹,并确定机械故障时刻;其次,通过分析故障处理时间与剩余单元活动的关系,确定机械故障类型;再者,推导不同机械故障类型下单元活动延误时间的计算公式,以精细分析机械故障的影响后果;最后,通过施工仿真方法获得机械故障影响下的隧洞开挖进度,并通过敏感性分析获得不同施工机械故障对进度影响的敏感指数.研究结果表明,相较于现有考虑机械故障的施工进度仿真方法,该方法可在精细分析施工机械故障的基础上,获得更符合工程实际的仿真进度.     

考虑纵横耦合变形的土工格室加筋体变形分析

针对土工格室加筋体的受力变形特点,将其视为小挠度弹性圆薄板,考虑土工格室与桩土加固区的变形协调、土工格室垫层耦合的水平与竖直变形以及上下界面的摩阻效应,建立此轴对称条件下薄板的挠曲变形控制微分方程,利用Bessel复变函数构造竖向及水平位移解析表达式,从而得出双向增强复合地基网下桩土应力比、沉降及桩土差异沉降的计算公式.采用某工程试验结果对该计算方法进行了验证,证明本文计算方法的合理性.参数分析表明:在一定范围内改变加筋体的复合弹性模量、桩土刚度比、上下界面摩阻系数比等因素可以起到调节双向增强复合地基网下桩土应力比和降低格室体沉降的作用.     

隧道监控量测方案设计

新奥法经过几十年的发展,已被广泛应用于世界各国隧道工程的施工,其要素分别为喷混凝土、锚杆和监控量测．作为新奥法三要素之一,监控量测在隧道施工中发挥着重要作用．结合某隧道监控量测工程,从监控量测方案设计出发,系统论述了隧道监控量测的目的、方案制定原则、监测项目的选择、监测间距和频率、数据分析处理和信息反馈．在此基础上重点分析了隧道监测项目的选择和数据分析中现有预测方法．     

基于太沙基极限承载力理论的管桩土塞高度计算方法

为分析开口管桩沉桩过程中产生的土塞效应,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为"桩中桩",基于太沙基桩端极限承载力理论,得出"桩中桩"桩端极限承载力的表达式,从而导得管桩在沉桩过程中土塞高度的表达式;最后,将本文理论计算结果与工程实例进行对比分析,并进一步分析了径厚比、土的黏聚力以及桩土表面粗糙度对管桩沉桩过程中形成的土塞高度的影响,得出结论:同一入土深度,土塞高度随着径厚比增大而增大,随着桩土表面粗糙度的增加而减小,而土的黏聚力对土塞高度的影响不大.结果表明本文计算方法是基本可行的,对开口管桩沉桩过程中土塞高度的预测计算具有一定的参考价值.     

自发光材料在隧道安全救援中的应用试验研究

隧道侧壁涂刷反射率较高的材料有利于改善隧道内部照明环境,对隧道安全救援也有积极作用。本文利用自发光材料蓄能释光的功能,分析自发光材料的施工工艺,对7种光源条件下自发光材料的余辉亮度进行模型隧道试验测试,得到自然光照射下初始余辉亮度最大,光源停止照射10 min 后,自发光材料的余辉亮度衰减至初始亮度的10％。同时依托云南保腾高速公路鹿山隧道,现场开展了 LED 灯源条件下的余辉亮度实验,探讨了余辉持续时间与安全救援的关系,发现断电30 min 后墙面的视觉诱导作用仍较明显,能对突发事件中隧道内人员的紧急避险和安全救援起到积极作用,为今后进一步合理利用和开发自发光材料在隧道应急救援中的作用提供参考。     

基于单幅图像且避封闭环境的星体表面着陆区选取方法

为了避免着陆器在着陆过程中落于地势平坦的封闭环境,本文提出了一种基于单幅图像的星表着陆区选择方法。首先进行障碍检测,并且提取出图像中非障碍区的骨架,然后以骨架三线交点为圆心得到多个具有允许着陆范围的着陆圆,最后利用计分加权法从着陆圆的半径、连通性、纹理,以及着陆圆心与障碍物的集群关系四个方面得到最佳着陆圆。通过与其他方法的对比实验发现,本文方法能选择出障碍物稀少的区域,能够避免着陆器落入地势封闭的环境。     

铁路客运需求分析与短期客流预测研究

旅客对于铁路客运的需求直接决定了铁路自身的运输生产,对历史旅客需求规律的准确分析以及对未来短期需求的准确预测对旅客运输组织的优化极为重要。为此,提出了基于Prophet模型的铁路客运量需求分析方法和基于Seq2Seq-Attention与Prophet非线性组合模型的短期客流预测方法。前者可以从长期的历史数据中分解出普适整个数据的客流时间分布特征,从而对过去的客运需求规律做出分析;后者利用神经网络进行非线性组合,以求在不同规模的数据集上充分发挥Seq2Seq-Attention网络与Prophet模型各自的优势,做出更精准的客流需求预测。通过实例验证表明,使用Prophet模型将客流历史数据分解成多种时间分布类型数据后在整个数据集上的误差仅有6.68%,同时Seq2Seq-Prophet模型在数据集上的预测效果好于组成它的单模型和其余既有方法。     

循环荷载下筋箍碎石桩复合地基动力特性数值分析

过7组三维有限差分数值模拟试验,研究了循环荷载作用下筋箍碎石桩复合地基的动力特性,着重分析了4个重要参数对其性能的影响,并将数值计算结果与室内模型试验结果进行了对比分析,验证了数值计算结果的合理性. 结果表明,在循环荷载作用下,筋箍碎石桩复合地基的应力和沉降变化具有明显的动力特性. 相同循环加载条件下,增大碎石密度可有效提高碎石桩的承载力. 筋材使碎石桩的力学性能得到了改善,不同长度的加筋会对碎石桩产生明显不同的效果,在一定范围内增加碎石桩的加筋长度可以有效提高碎石桩的承载力. 筋材对复合地基顶部的累积沉降和应力集中率有显著影响. 筋材能提高碎石桩的整体性,加筋长度越长的碎石桩的振动协调性越好. 桩径对筋箍碎石桩复合地基顶部累积沉降的影响比较明显,碎石桩的最佳L/d值为8/3. 数值计算结果与室内模型试验结果拟合较好,沉降值最大相差7%,桩侧应力值最大相差9%.     

基于改进XGBoost不平衡围岩超前分类方法的隧洞工程施工仿真研究

为了在围岩类别不平衡的条件下实现围岩类别有效判断,进而提高隧洞工程施工仿真准确性,基于改进极限梯度提升(XGBoost)不平衡围岩超前分类方法进行隧洞工程施工仿真研究。采用自动邻域确定合成过采样(AND-SMOTE)方法优化围岩类别不平衡性,并采用改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型进行围岩超前分类,进而优选仿真参数,提高仿真结果的准确性,其中,以模型交叉验证平均准确率为目标,采用哈里斯鹰优化(HHO)算法自动优化XGBoost超参数,以提高围岩分类精度。工程应用表明,相比未改进的XGBoost不平衡、KNN、SVC等6个模型,改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型分类精度更高;考虑围岩类别不平衡性后,改进的XGBoost不平衡围岩超前分类模型分类精度提高了8.6%;此外,基于围岩超前分类的隧洞工程施工仿真结果与实际进度的相对偏差相比传统仿真降低了11.3%,更符合工程实际。     

基于MSP430的可存储式人体皮温测量仪

为准确掌握临床医疗与医学研究中的人体皮温并进一步进行数据分析, 利用热敏电阻测温, 通过单片机与上位机之间的串口通信, 设计了以MSP430F149单片机为核心处理器、 热敏电阻与放大器为测量电路、 SMC1602为LCD(Liquid Crystal Display)显示器、 单片机内部Flash为存储器的可存储式人体皮温测量仪。数据通过串口通信电路传输到上位机, 完成数据的分析与处理。实验结果表明, 该测量仪测量精度为0.1 ℃, 存储器空间支持持续测量4天以上的皮温数据, 能为临床医疗及医学研究提供更可靠的依据。