岩体力学参数Bayes推断中验前信息的数量与融合技术研究

针对岩体力学参数Bayes统计推断时存在的多源验前信息问题,将验前信息分为数值模拟信息、相似材料信息、专家意见和历史信息四类。对验前信息属同一总体或不同总体的情况进行均值和方差估计的推导;在试验样本数量一定的情况下对验前信息的最优数据量进行探讨,得出试验样本为6的情况下,仿真验前信息量在46～150之间最好,建议取50。用实例进行验前信息的加权融合计算,结果表明加权信息融合技术为Bayes推断提供了方便。     

高速铁路强夯地基沉降的离心模型试验研究

为准确掌握中等压缩性土地基在路堤荷载下的沉降变形规律,应用TLJ-2型土工离心试验机模拟强夯加固地基,研究高速铁路中等压缩性土地基的附加应力和分层沉降特征。通过与现场填筑试验对比,分析离心模型试验预测原型地基分层沉降的精度,提出沉降修正系数取值范围,为今后中等压缩性土地基加固技术优化提供借鉴。结果表明:路基基底中心应力比路肩下大,符合柔性基底应力分布形式;附加应力随地基深度增加而减小,强夯影响深度内附加应力衰减较快,而影响范围以下衰减减缓;铺轨运营550d后,地基工后沉降逐渐趋于稳定,工后沉降值远小于施工阶段地基的总沉降;离心模型试验预测地基单位分层压缩量的精度较高,而对于不同施工阶段离心模型试验预测地基沉降的精度存在差异,沉降修正系数的引入能够较为真实地反映现场地基沉降特性。     

高速铁路无砟轨道红黏土地基沉降计算方法

研究目的:针对高速铁路沉降要求精度高、工后沉降控制严格的特点,研究红黏土地基的沉降特性,通过对比分析得到较为实用的红黏土地基沉降计算方法及其沉降修正系数.研究结论:对武广高速铁路红粘土地基采用Es法、e～lg p法、三向应力法、割线模量法、现场试验法进行沉降计算,研究表明:几种理论计算方法基本上随外荷载的增加呈线性变化,但外荷载越大,理论值偏离越大.分层总和计算的沉降量值较其他方法最接近实测值,三向应力法、割线模量法偏离得较大.根据实测沉降量分别进行修正,修正后的曲线中,Es法的修正曲线比较接近实测值.     

黄土地区后压浆桩基沉降的统计预测方法

根据榆林市吴起至定边高速公路最西端试验场地的现场静载试验结果,对比统计后压浆桩和未压浆桩沉降变化情况,提出沉降缩减系数,由此得到后压浆桩基沉降的数学统计预测方法。结果表明:沉降缩减系数近似服从正态分布,并随着桩顶荷载的增大而减小,同时其离散程度也减小;桩顶荷载较大时,后压浆工艺对控制桩基沉降效果比较明显;沉降缩减系数按正态分布时用其50%上侧分位数计算得到的后压浆桩沉降值与实测值更加吻合。由于后压浆工艺较复杂导致沉降缩减系数具有离散性,建议采用沉降缩减系数的85%上侧分位数预测后压浆桩的沉降,以保证足够的安全储备。     

地铁区间浅埋暗挖施工的地表沉降特征

通过大量现场监控量测数据的统计分析,研究在北京地区黏性土与砂性土互层的地质条件下地铁区间隧道浅埋暗挖法施工引起地表沉降的一般特征。结果表明：对于所考虑的17个北京地铁区间工点的现场监测数据,约有95．3％的最大地表沉降小于40mm,大于某沉降值的累计发生频率曲线符合正态分布;地表沉降槽宽度参数的取值范围为0．26～0．60：地铁区间隧道施工引起的地层损失率在0．19％～2％之间。     

中高压缩性土地基沉降特性试验研究

为研究中高压缩性土地基的沉降特性,依托哈佳铁路设置了沉降观测试验段,通过理论分析、室内试验和现场监测等手段,得到了不同地基处理方案下中高压缩性土地基在填筑期和静置期的沉降发展规律。结果表明:路基填筑完成时,沉降完成比例约为45%~55%,经过6个月的静置期后,沉降完成比例可达到75%~85%;实测沉降远小于理论计算沉降值,对压缩模量当量值在6.0~7.0 MPa之间的中高压缩性土地基,反演分析得到的沉降计算修正系数为0.3~0.35;CFG桩浅层加固可有效控制地基沉降,应结合铁路等级、路堤高度等因素确定经济合理的桩长。     

盾构施工引起地层损失率的变化特征

以北京地铁14号线方庄—十里河站区间为背景,建立ABAQUS数值模型,并结合Peck公式对地层深层位移曲线进行拟合分析,提出用折线法修正拟合法计算相应深度的地层损失率,并结合现场原位测试试验进行对比验证。结果表明:地层损失与沉降槽宽度系数、最大沉降值成正相关关系,地层深层位移曲线符合Peck公式的正态分布特征,地层损失率在不同深度地层中基本不变,原位测试试验的地层损失率约为0.38%~0.39%,可为类似条件下地层损失的控制及计算提供借鉴。     

湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制技术

郑西、西宝和大西高速铁路是我国在湿陷性黄土地区先后修建的无砟轨道高速铁路,黄土地基湿陷沉降是影响铁路安全的关键因素。结合这3条高铁路基工程,开展了物理力学试验、应力测试、桩身材料试验、现场浸水试验和沉降观测,对黄土路基地基的湿陷变形量、沉降计算影响深度、沉降计算经验修正系数、压缩模量扩大系数等进行了分析,并对适用于高速铁路的湿陷性黄土地基处理方法进行了总结,可为湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制提供参考。     

南京地铁盾构施工引起的地表沉降分析

结合南京地铁某区间的盾构施工,分析实测的断面数据,得出盾构推进对地表影响的主区域和次区域,明确了盾构推进时对地表的影响范围。通过对比Peck法计算值和实测值,验证现有的经验参数是否适合南京地区的实际情况。通过对实测曲线的拟合和数值计算得到沉降槽半宽度,改进了地表沉降槽宽度系数的取值范围,有助于盾构法在南京地区的推广和应用。     

软土变形参数的实测比较

根据深圳某软基处理项目的现场实测沉降数据，分析推算了淤泥的压缩指标，并与室内实验结果进行比较。结果表明，对于该地区的淤泥，用常规室内试验得到的压缩变形参数与软土的实际变形特性是相近的，可以满足一般的设计要求。文中还分析了残积土的变形特性，发现用室内实验结果计算得到的沉降量明显偏大，而用标贯实验结果估算的变形参数计算沉降量与实测结果一致，因此残积土的沉降量宜采用原位试验结果推算的压缩参数计算。     

动静荷载分离思路下高铁基床累积变形计算方法

高铁循环列车动荷载作用下,基床累积变形不仅与列车安全运营密切相关,同时对指导线路服役期精细化维修管理意义重大,而目前基床累积变形分析存在途径偏少、精度偏低等问题。为探索适合高铁基床累积变形分析方法,依托沪宁城际铁路路基工程背景,基于动、静荷载引起动变形(沉降)的新思路,将运营期沉降数据推算工后沉降与建设期沉降数据推算工后沉降差值(推算法),以及运营期沉降与静载计算固结沉降差值(估算法)作为列车动载引起的累积变形,由此提出一种由实测数据推算与估算基床累积变形的新途径,并将该方法用到实例分析中。结果表明:推算与估算获取累积变形随时间发展规律吻合,均呈快速-缓慢-稳定3阶段特征,估算结果一致性好于推算;基床累积变形在铁路运营前3年基本达到稳定,量值控制在3.5 mm以内;数值模型验证了"推算与估算"方法可行。     

多因素影响下顶管施工引起土体变形计算研究

为解决圆形顶管施工穿越特殊地层(如下穿切割塑料排水板)时引起地层变形的影响分析等问题,考虑刀盘挤土效应产生的正面附加压力、顶管与土体之间非均匀分布的侧向摩擦力,因塑料排水管的切削而不能忽略的顶管机刀盘的正面摩擦力引起的地层变形,基于Mindlin解得到在顶管施工阶段地表竖向位移计算公式;最后结合顶管工程项目实例验证计算方法的合理性,并与实测结果对比。分析结果表明:考虑多因素共同影响的地表沉降曲线与现场实测值较为吻合,能够反映顶管顶进过程中纵向地表沉降规律,总体表现为先隆起后沉降。沉降最大值位于开挖面后方8 m左右处;隆起最大值位于开挖面前方5 m左右处。在本文所考虑的影响因素中,影响程度最大的是顶管刀盘的正面附加推力,在沉降变形最大值中占比约为80%,在隆起变形最大值中占比约为56%。选取不同断面分析对比不同深度处土体沉降情况,沉降突变及差异主要表现在顶管轴线两侧12 m范围内。沉降槽曲线近似服从正态分布,不同土层深度的土体沉降最大值均位于顶管轴线正下方。在土体深层沉降中,随着与顶管轴线距离的增加,曲线不再满足随着深度的增加沉降值增大,反而在距离轴线4~6 m远处出现反转,直至随着深度的增加沉降值反而减小。     

北京地铁16号线区间隧道下穿4号线施工变形模拟分析与控制

以北京地铁16号线下穿4号线为工程背景,通过数值计算及现场监测研究城市地铁隧道中新旧地铁间的穿越施工的相互影响,并对既有地铁变形进行了安全评估。研究结果表明:既有隧道沉降计算值与实测值吻合较好且变化规律一致;隧道穿越施工导致的既有隧道沉降最大值发生在新建隧道的正上方,既有隧道最终累计沉降曲线呈W形;既有区间隧道结构内力变化较小,满足结构承载能力要求;既有区间隧道上下行结构最大累计水平位移变化量分别为0.35,0.39 mm,水平位移均未达到预警值。根据隧道变形的安全性评价提出了相应的施工防控措施,为类似双线盾构隧道下穿既有隧道的变形影响提供借鉴。     

机车车辆区间故障数据置信限近似估计方法

针对机车车辆产品可靠性数据特点,在分析传统区间故障数据置信限估计方法的应用范围及其不足的基础上,依据秩统计理论,提出一种机车车辆区间故障数据置信限近似估计方法并据此开发计算软件,对机车继电器、机车柴油机水泵等相关产品可靠性数据进行计算分析,并与传统估计方法计算结果进行比较。结果表明:本文方法在小样本数据情形下,可获得满意的估计结果,克服了传统方法的大样本苛求;在相同置信水平下,本文方法给出的置信限估计结果更偏安全,适用于对可靠性要求较高的机车车辆产品。     

变形分配控制原理及其在厦门翔安隧道中的应用研究

将变形分配控制原理应用于翔安隧道施工,首先通过数值计算和工程经验确定控制的目标值;其次通过监测确定隧道相应部位的变形信息,与确定的控制目标值对照,随时了解结构变位发展情况;最后分析过渡变位原因,制定相应对策,及时采取措施,修改施工方案,确保施工累积变位小于分步变位累积管理值。     

多信息融合的地铁基坑安全状态评价方法

依据基坑工程支护结构和周围岩土体的监测项目,将基坑工程自身监测对象分为地表沉降类、围护结构类和内支撑类。根据基坑开挖深度,设定预警监测点的预警关联分析范围,并将此范围作为基坑安全状态评价的对象。在监测预警分级标准的基础上,通过大量案例数据、基坑变形力学关系等,确定地表沉降类、围护结构类和内支撑类的预警标准,并引入熵权理论、区间数和危险度,对预警关联分析范围内的上述3类预警进行融合,创建多因素、多指标综合分析评价基坑安全状态的方法。该方法可实现对多源工程监测数据的融合,客观、快速地评价基坑的安全状态,避免单指标预警和人为判断基坑安全状态时的不全面、不准确等问题,为深基坑安全状态的快速、准确判定提供参考。     

岩-土复合地层暗挖隧道施工引起地表沉降计算方法

考虑岩层与土层2种介质力学性质的差异性,基于随机介质理论,建立双层介质计算模型,推导岩-土复合地层暗挖隧道施工引起地表沉降分步计算公式;明确椭圆形隧道断面不均匀收敛区域积分的上下限;计算岩-土分界面的沉降曲线,将曲线与岩-土分界面所围成的区域视为"不等厚开挖",确定该区域积分的上下限,并给出岩、土层中主要影响角及断面收缩半径的计算方法。以贵阳地铁2号线诚-观区间暗挖隧道为工程背景,对比分析分层计算值、不分层计算值与现场实测值之间的吻合度。结果表明:将隧道上覆地层划分为岩层和土层2部分的计算值与实测值较为吻合,其最大沉降值相对误差在10%以内;地表沉降曲线沿隧道中心线对称分布,且中心线处沉降值最大。     

图像识别在编组站驼峰作业过程控制中的应用

利用图像识别理论,针对编组站驼峰作业情况,提出一种通过图像序列快速、直观判断溜放车组特征和走行趋势的方法。根据图像的形状特征,采用伸长度、圆度、矩形度、凹凸度4个参数作为模式样本的特征。采用基于熵的运动目标的检测方法实现目标检测和跟踪。用Kalman滤波来更新背景,用当前帧图像减除动态背景,用信息熵来选择阈值,使目标和背景的信息量达到最大,从而将目标和背景正确分割。通过双轨检测判断车组走行位置。应用统计原理,建立计算距离与实际距离的关系模型,通过分析和计算分别得到双曲线拟合、二阶多项式拟合及三阶多项式拟合三条回归曲线,选取三阶多项式作为关系模型。根据车组的实际位置计算车组的瞬时速度。     

基于随机介质理论的土体融沉预测及其参数敏感性分析

为预测人工冻结法施工引起的地表融沉,以广州某地铁为研究背景,考虑土体压力的变化,运用随机介质理论建立马蹄形水平冻结融沉计算模型,分析对地表融沉有影响的各参数的敏感性。由计算结果得出,水平冻结引起的地表竖向融沉呈正态分布,在隧道中心处达到最大值;参数敏感性分析得出各参数敏感度从大到小依次为冻结壁厚度、土体主要影响角正切值、隧道埋深、融化与压密系数;最大竖向融沉随着冻结壁厚度、土体主要影响角正切值、融化与压缩系数的增大而增大,随着隧道埋深的增大而减小。     

三线铁路桥梁疲劳检算的三线系数

铁路桥梁结构的疲劳寿命主要取决于桥梁结构构造细节、活载作用效应特征和活载作用次数。从列车上桥时刻的随机分布特征及列车相遇对桥梁损伤的累积作用出发,分析三线铁路桥梁结构疲劳检算中三线系数的影响因素。分析结果表明,三线系数只与各线列车的最大作用效应、列车运营密度(发车时间间隔)以及在桥上的持续时间有关。基于遭遇概率理论,推导三线系数的计算公式。采用该公式计算的三线系数与现场调查分析法所得结果基本一致。