摘要：传统、新型岩土工程问题诸如压缩空气含水层储能、充气截排水技术、二氧化碳地质封存、油气地下储备工程等均涉及气水两相流与应力耦合.针对这一工程实际,根据非饱和土气水两相渗流-应力弱耦合理论,开发了基于TOUGH2与FLAC3D的气水两相渗流-应力耦合计算搭接程序.该计算程序能够较为真实地模拟气水两相渗流问题,能够探讨流动过程中气水的相互作用及其对过程的影响.程序考虑了气水两相渗流与土体骨架变形直接的相互作用,反映了这一过程中孔隙度、渗透率、毛管压力和土体物理力学参数的变化,实现了更为完善的气水两相渗流与应力弱耦合分析.通过与经典的排水试验和模型试验对比,验证了该程序可以较为准确地模拟气水两相流-应力之间的相互作用.

摘要：为研究烟囱效应作用下高海拔超长公路隧道的横通道间距及宽度等设计参数,以天山胜利隧道为例,运用火灾动力学模型FDS(fire dynamics simulator)建立了不同坡度的高海拔公路隧道三维火灾燃烧模型,分析了高海拔隧道火灾温度及烟气的分布规律,给出了隧道内火灾模式下人员的可用安全疏散时间。考虑了高海拔及烟气对疏散速度折减、人体特征、车辆类型及载客量等因素,采用三维人员仿真模型Pathfinder建立了不同隧道横通道间距与宽度组合下的人员疏散模型,得到人员的必需安全疏散时间。基于安全疏散准则,给出了不同坡度下天山胜利隧道横通道的设计间距及宽度推荐值。结果表明:隧道坡度越大,烟囱效应越明显,火源上坡方向温度上升及可视度下降速度越快,可用安全疏散时间越少;隧道坡度为0.5%、1%、1.367%及1.8%时,距离火源上游250 m处的可用安全疏散时间分别为496、456、430、415 s。天山胜利隧道儿童、成年男性、成年女性及老人的疏散速度分别为0.72,1.07、0.91、0.65 m/s。当隧道坡度为0.5%、1.0%、1.367%和1.8%时,建议横通道间距(宽度)分别设置为250 m(2 m)、250 m(2.2 m)、220 m(2 m)和220 m(2.2 m)。

摘要：广东省英德市北江四桥大站镇岸跨堤引桥为单跨102 m超高性能混凝土(UHPC)简支箱梁桥,桥面总宽37 m,UHPC等级为R120。结合目前UHPC制备及浇筑工艺水平,主梁采用预制节段拼装箱梁结构,预制标准节段长4 m,梁高4 m,重约70 t;采用4 m标准间距密集横隔板,以减少薄壁箱梁的翘曲、畸变和剪力滞效应;横向设4片大箱梁,单片预制箱梁宽8.825 m,箱梁间设0.6 m宽桥面湿接缝;主梁采用短悬臂的同时将桥面板横肋间距加密至2 m。主梁采用全体外预应力体系,以适应薄壁箱梁构造;采用“三人孔横隔板”构造与转向块共同承担体外索转向力,降低了转向块应力水平;梁端采用整体式锚垫板,有效分散了体外索集中锚固力。

摘要：为明确车辆在高速公路车道保持阶段行驶过程中的轨迹横向摆动行为特征,利用高速公路无人机航拍的车辆轨迹数据集,基于车辆位置坐标提取行驶轨迹和速度,计算车辆在自然驾驶状态下的轨迹摆动特征指标,包括轨迹横向摆动的幅度和在摆动周期内的纵向行驶距离,分析不同车型的速度分布特征,研究行驶速度和车道位置对车辆轨迹横向摆动指标的影响。结果表明,尽管小型车和大型车的车身尺寸和动力性能存在显著差别,但两者的轨迹摆动幅度在整体上基本相同,两种车型的摆动幅度平均值分别为0.587 m和0.560 m,摆动周期内的行驶距离分别为252.95 m和251.99 m;车辆轨迹的横向摆动幅度对速度变化不敏感,不会随速度增加而增大,在高速条件下趋于平稳甚至下降,同样,摆动周期内的行驶距离与行驶速度之间未见显著相关性;不同的车道位置对轨迹摆动行为有一定影响,对小型车而言,车道位置由内向外变化时,轨迹摆幅有一定的增加趋势,而大型车的轨迹摆幅则是中间车道最小;国内高速公路车辆轨迹摆幅略高于德国HighD数据集的分析结果,但整体上非常接近;根据车辆轨迹的横向摆动幅度特征,可以确定高速公路小客车专用车道(或是小客车专用高速公路)的行车道宽度建议值,设计速度取100~120 km·h^(-1)时,小客车行车道宽度的最小值和一般值分别为3.00 m和3.25 m。

摘要：为解决三维地质体模型内部属性信息查询及空间力学分析问题,提出一种基于广义三棱柱-四面体体元的三维复杂地质体建模方法。首先根据钻孔及剖面数据,结合地层地质演变历史和水平集理论对研究区域进行地层划分,然后采用Kriging法在钻孔点云数据中引入虚拟钻孔,构建各地层层面不规则三角网模型,最后通过广义三棱柱-四面体体元算法建立研究区域内的三维复杂地质体模型。除此之外,在地层层面构建算法中还预设了局部区域属性信息提取及加密算法以保证后期模型应用时的计算分析精度要求。采用该方法可以实现地层不整合、尖灭及透镜体等特殊地质现象的表达和地质体内部属性信息提取及局部精细化模型构建,为后续进行工程稳定性分析提供可同时实现可视化的计算模型。将该方法应用于深圳市光明新区红坳渣土场,结合钻孔数据和剖面数据构建了渣土场的真三维地质模型,实现了其内部属性信息的空间查询与分析,为渣土场的稳定性分析奠定了基础。

摘要：建筑物规模及其分布是衡量一个地区经济社会发展状况的关键指标,因此研究基于遥感影像的建筑物提取具有重要意义。现有神经网络方法在建筑物提取的完整度、边缘精确度等方面仍存在不足,由此提出一种基于高分遥感影像的多层次特征融合网络(multi-level feature fusion network,MFFNet)。首先,利用边缘检测算子提升网络对建筑物边界的识别能力,同时借助多路径卷积融合模块多个维度提取建筑物特征,并引入大感受野卷积模块解决感受野大小对特征提取的限制问题;然后,对提取的特征进行融合,利用卷积注意力模块进行压缩,经金字塔池化进一步挖掘全局特征,从而实现建筑物的高精度提取。并与当前主流的UNet、PSPNet(pyramid scene parsing network)、多路径特征融合网络(multi attending path neural network,MAPNet)和MDNNet(multiscale-feature fusion deep neural networks with dilated convolution)方法进行对比,使用亚米级的武汉大学航空影像数据集、卫星数据集II(东亚)与Inria航空影像数据集作为实验数据进行测试,结果发现,所提方法提取出的建筑物更为完整,边界更加精确。

摘要：为探索超大跨顶板折板底板错层的明挖隧道结构受力特征以指导结构设计过程,以总跨度约51 m的武汉两湖隧道三环线明挖段主线与A、B匝道结构分岔位置的超大跨断面为研究对象,借助有限元分析软件,采用地层结构法模拟三维施工过程、采用荷载结构法进行三维结构内力计算,分析其施工过程的围护结构与地层位移和运营期的结构受力情况,指出基坑设计和结构设计过程中需要重点关注的位置,为武汉两湖隧道及其他超大跨隧道设计项目提供了有益的参考。

摘要：天山胜利隧道全长22 km,是目前世界最长的在建高海拔高速公路隧道。采用FDS(fire dynamics simulator)软件火灾动力学计算模型模拟了不同通风条件下海拔高度2850 m的天山胜利隧道火灾发展过程,明确了不同通风条件下天山胜利隧道内火灾烟流的扩散规律以及温度的时空分布规律,提出了主隧道烟气的控制标准。结果表明:①考虑天山胜利隧道车型比例、多车辆串燃以及高海拔环境等因素,确定天山胜利隧道火灾火源规模折减为22 MW;②当隧道不通风时,火源上方拱顶温度由于隧道坡度影响,具有明显先增大后衰减的趋势,相比于无坡度条件下,前者达到最高温度快,且最高温度低;③隧道内温度随着通风速度的增加和远离火源而降低,隧道内可视度随着远离火源先增加后减小、随着风速增加而增大;④随着风速增加,人眼特征高度处温度高于60℃、可视度低于10 m的范围逐渐减少;⑤主隧道坡度为1.367%对应的火灾控烟临界风速为4 m/s,横通道坡度为-7.5%时无通风条件下进本无烟气进入。

摘要：探地雷达具有高效率、非破坏性、穿透性强和分辨率高等优点,使其成为隧道衬砌病害检测的主流方法.针对目前大多数深度学习网络只能检测出探地雷达图像中隧道衬砌病害的类型和位置,难以准确识别病害的轮廓的问题,本文提出了一种基于探地雷达图像的隧道衬砌智能病害分类与轮廓识别方法,首先构建了基于YOLACT(You Only Look At CoefficienTs)的病害轮廓及类型识别网络模型,然后结合裂缝、脱空、空洞等六类病害的介电常数模型采用时域有限差分法正演生成仿真探地雷达数据集进行模型训练,最后通过无水隧道衬砌病害和含水隧道衬砌病害的仿真数据以及隧道现场数据进行该方法的测试验证,通过模型分析和识别探地雷达B-Scan图像中的病害分类与轮廓.研究试验表明,表明本文方法在仿真数据中对裂缝、空洞、脱空、含水裂缝、含水空洞和含水脱空这六类典型隧道衬砌病害的类别和轮廓的识别结果较为准确,识别平均准确率达92.28%,同时该方法在现场试验真实探地雷达数据中也能够有效识别衬砌病害的轮廓,在实际工程中具有广泛应用前景.

摘要：为探究超长公路隧道火灾模式下的通风系统控制,针对天山胜利隧道提出了基于烟气及疏散双因双控下的防灾区间划分方法,采用通风网络的分析方法,考虑了高海拔环境及隧道多折线坡度,对各防灾区间内不同位置处发生火灾时的多交叉口风流进行了全隧道通风系统控制计算,获得了左、右线主隧道、服务隧道及横通道的防灾风机布置数量及位置。结果表明,天山胜利隧道考虑控烟、疏散、机电控制因素将左、右线分别划分为31和30个防灾分区,并确定了风机布置的具体区段及数量,其中左、右线主隧道分别设置了112、114台SDS112T-4P-37风机,服务隧道分别设置了168台SDS63T-2P-15风机。