2018年隧道与地下工程热点回眸

 2018年隧道与地下工程在工程建设和技术进步方面取得了一系列成果。本文介绍了盾构和全断面隧道掘进机、新型隧道形式重大建设和项目技术进展及新型化、智能化的研究进展,并展望了相关技术及行业应用的发展趋势。     

允许两辆车驶入的避险车道设置

针对允许两辆车驶入的避险车道(TER),将先后驶入制动床的两辆车的停驶位置抽象为相互独立事件,建立了两辆车均能成功驶入避险车道的概率模型.基于仿真数据的研究结果表明:主线为直线时两辆车成功驶入避险车道的概率高于主线为平曲线时;即使主线为直线,制动床宽度为车辆宽度的5倍,两辆车均能成功驶入制动床的概率也不超过15%,这说明仅通过拓宽制动床宽度而不设置满足长度要求的引道,仍不能保证第二辆车成功驶入制动床.     

改进的固定交通检测器缺失数据综合修复方法

基于检测器数据的时空相关性,为缺失数据修复模型动态地选择解释变量,在综合考虑检测器数据的周期性趋势和实时变化特性的基础上,提出了一种改进的缺失数据修复方法.对上海市南北高架的线圈流量数据进行数据修复精度测试.结果表明,相较于传统的支持向量回归(SVR)模型,该方法在3个测试检测器上的数据修复平均绝对误差分别减小了3.80%、3.40%、25.23%,并且在数据连续缺失1～10个时平均绝对百分比误差均低于6%.     

基于元胞自动机的绿色驾驶行为特征仿真

绿色驾驶是可以使驾驶人在驾驶过程中节油减排的一系列驾驶措施。为了研究绿色驾驶的行为特征,建立了多车道元胞自动机模型进行仿真,并以北京北三环某路段作为仿真场景对模型进行标定和验证。利用该仿真模型,研究纵向驾驶行为和横向驾驶行为对交通运行、能源消耗以及尾气排放产生的影响。构建了绿色驾驶行为判别标准,并通过预测得到绿色驾驶行为特征。研究发现,缓慢加速、保持车速稳定、将车速保持在合理区间以及保持较大的安全间距是符合中国道路特性的绿色驾驶行为。     

低填方钢波纹管涵洞受力变形特性及垂直土压力计算

分析了填筑施工动态过程中钢波纹管涵洞的受力变形特性及管涵周围土压力分布规律,基于马斯顿理论,构建了一种垂直土压力的计算公式,结合试验数据和有限元计算对其进行验证.结果表明:应变随填土高度呈波动增长态势,在管侧填土高度为3.6m时,内外部测点应变出现最大值;填土完成后,内部测点存在受拉或受压状态,而外部测点以受拉为主;水平向和竖向变形随管侧填土高度的增加而增加,呈竖向椭圆形;管涵顶部的垂直土压力最大,垂直土压力系数随倾角的增大而增加.     

公路路基变形破坏及其测试技术研究进展与展望

路基变形是公路病害的主要原因之一,其在公路建设、管理、运营、养护过程中带来的隐患日益凸显。目前以遥感测绘、地球物理探测、多传感器为代表性的相关技术,在路基变形测试中发挥了重要作用。为研究道路工程领域动态和行业发展趋势,梳理近年来道路工程领域理论、方法、技术及装备研究现状,阐述了公路路基变形的主要形式及影响因素,分析了路基变形测试技术类型及其优缺点,进一步讨论了对全周期智慧监测体系的认识及其发展趋势。构建路基变形监测体系是感知路基状态、路基稳定性评估和灾害预警的主要途径。随着人工智能和先进测试技术的快速进步,路基变形测试技术呈现出动态化、透明化、智慧化等新特点。加强公路测试基础理论、技术与装备的研发,形成基于立体空间的多手段路基健康监测体系是未来道路安全运维的重要发展方向。     

指路标志信息连贯性设计

指路标志对人们的出行有着非常良好的指引作用,良好的指路标志设计可提高驾驶人的通行效率。路网中节点处标志信息量的多少会影响驾驶员对标志信息的识读,进而影响到整个路网的通行效率。因此,通过引入节点的指路标志信息量作为惩罚系数,计算得出路段成本,建立OD间指引路径规划模型,结合A*算法,遍历整个路网,最后得出OD间的最优指引路径,通过在指引路径上增设指路信息,从而完善OD间指路标志信息的连贯性,更好的引导驾驶员做路径选择,降低路网中的交通压力。并选取甘肃省庆阳市的火车站(O点)到人民医院(D点)的区域进行实际应用与分析。     

高速公路团雾驾驶员视错觉特性与行车安全研究综述

高速公路团雾路段行车安全问题一直是中国交通行业面临的难题。为提高团雾环境下的行车安全,明确团雾环境行车安全研究中的关键问题。本文综述了国内外团雾环境行车安全影响因素及研究进展。首先,阐述了驾驶人的视觉特性,论述团雾感知下降会造成视错觉的原因,分析了团雾出现前的“象鼻形”曲线,阐明了团雾环境下人车路与交通安全之间的关系,最后归纳了现阶段确保团雾路段行车安全采取的管控措施。研究结论表明：团雾环境下能见度的急剧下降,会严重影响驾驶人的感知,干扰驾驶员的视觉,并造成距离和速度错觉。为了提高团雾环境下的驾驶安全性,通过监控和预警系统提前使驾驶员提高警惕,并开发各种诱导设施,以加强视觉诱导。未来需从减少视错觉影响的角度研究复杂因素影响下的驾驶视觉需求。     

基于数字散斑技术的水泥净浆微观蠕变与收缩

摘 要：为探究大型试件水汽平衡较长引起额外收缩开裂的问题,提出了一种新型原位微观力学试验方法对水泥净浆的微观蠕变与收缩进行研究。研究结合DIC（数字散斑技术digital image correlation）进行观测,在ESEM（environmental scanning electron microscope）环境扫描电镜和CC（climate chamber气候试验箱)中对薄水泥块分别进行单轴-双轴压缩蠕变和收缩试验。试验结果表明,相较于传统测试方法,新的测试框架显著缩短了干燥时间,至少缩短了200倍,从而有效减小了开裂的风险。水泥净浆的自由干燥收缩与RH（相对湿度relative humidity）高于60%时的质量损失之间存在高度线性相关性。在相对湿度50%-60%之间,水的空化作用对干燥收缩产生影响。ESEM中的干燥条件与气候试验箱中的环境空气干燥条件相比,气压较低,引发了强制对流流动,导致干燥速率显著增加,但在相对湿度为20%RH的平衡状态下,两者的收缩变形基本保持一致。快速干燥的试件与缓慢干燥的试件相比具有更大的孔隙,且未加载试件的孔隙大于加载试件。在单轴压缩试验中,干燥蠕变随干燥收缩的变化呈现出双线性的趋势;在双轴压缩试验中,干燥蠕变呈现出线性关系。干燥蠕变的泊松比在两种压缩试验中均表现出负值,在蠕变泊松比处于-0.1到0之间时,CC试验所得的蠕变性能与ESEM方法的结果基本一致。     

基于高度冲突专家意见融合的水利工程应急决策

为解决D-S(Dempster-Shafer)证据理论无法有效集结高冲突专家意见对水利工程应急决策结果的影响,提出了基于Lance距离和信息熵改进D-S证据理论的水利工程应急决策中的专家意见融合方法。首先,利用改进的直觉模糊熵计算属性权重,充分考虑了决策信息的模糊性,得到各专家对方案的Mass函数;然后,使用Lance距离衡量任意两个专家之间的冲突和差异性得到评价证据的可信度,使用信息熵描述专家决策时的随机性问题得到评价证据的不确定度,并将二者折扣处理后得到专家综合权重,保证修正权重的准确合理;最后使用D-S证据组合规则计算修正后各专家对方案的Mass函数,得到最终决策结果。通过实例分析及方法对比验证了模型的有效性,结果表明,提出的方法可以有效集结高度冲突专家意见,与其他方法相比融合结果精度更高,考虑问题更为科学有效,可为水利工程应急决策提供依据。