基于风险矢量图的多场景保护层分析方法研究*

为解决多场景保护层分析（LOPA）存在的问题,建立风险矢量导图,将事故场景、独立保护层、修正因子、事故后果发生频率等因素进行系统分析,分别采用最大值法求和法计算后果发生频率,探讨多重初始事件导致事故发生频率的最优计算方法;阐述点火源、暴露因子以及致死概率等修正因子的使用方法并提出改进建议,避免常规LOPA下致死概率过高的问题。以柴油加氢装置原料油缓冲罐液位过高风险点为例,进行多场景LOPA,应用综合计算法得出多重初始事件导致的液位高后果失效频率为3.2E-02。结果表明:风险矢量导图和正确使用修正因子可有效提高LOPA的质量;不同初始事件导致的场景失效频率值相差较大或存在共用保护层的情况适用最大值法,其他情况则可采用求和法;如果多场景同时适用最大值法和求和法,则采用综合计算法;求和法过于保守,最大值法过于乐观,综合计算法更为准确。     

锚杆支护巷道安全监测技术

锚杆支护巷道顶板冒落具有突发性和冒落面积大的特点 ,安全监测非常必要。笔者介绍了国内近年来最新研制的CM— 2 0 0型测力锚杆、GYS— 30 0型锚杆 (索 )测力计、LBY— 3型顶板离层指示仪、ZW— 4型遥测多点位移计等监测仪器 ;提出锚杆支护巷道动态信息施工方法 :监测施工、监测信息反馈、检验和修正设计 ,循环往复 ,以达到最佳施工效果。     

桥梁安全状态评估有限元模型修正方法

桥梁结构的长期健康监测和安全状态评估需要一个能真实反映结构静动力特性的有限元(FEA)模型,而初始有限元模型与实际结构往往存在误差。提出一种有限元模型修正方法:首先进行环境激励测试,然后用随机子空间(SSI)识别,最后用粒子群算法(PSO)进行优化。以一座模型斜拉桥为例,利用布置在桥梁上的拾振器,测试环境激励下的桥梁的振动信号;采用SSI法对测得的信号模态识别,并用PSO修正有限元模型。结果表明,经过修正,桥梁有限元模型的第1,3,4和5阶频率值与实测信号分析值的误差均减小,能真实反映结构的静动力特性,可用于桥梁安全状态评估。     

道路下浅埋隧道爆破施工振动影响的试验研究

为了保证新建隧道下穿既有G316道路施工中的安全性,采用现场监测的方法对隧道爆破掘进产生的振动进行实时监测,并根据采集的爆破数据回归分析,确定了修正的多孔爆破质点峰值振速计算公式中的相关参数k和α。研究结果表明:采用修正公式计算的质点峰值振速与现场监测结果最小误差为1.92%,最大误差为25.34%,平均相对误差为13.88%,说明修正的多孔爆破质点峰值振速计算公式是可行的。     

碎裂岩质边坡动态监测系统设计

针对碎裂岩质边坡施工期的特点,对碎裂岩质边坡动态监测的设计步骤、监测方法进行了探讨,以西攀高速公路某段高边坡动态监测为例,具体介绍了监测方案,实施方法与监测成果.该设计综合考虑了边坡施工过程中多种因素的相互影响,并通过边坡稳定性的初步分析优化监测设计,使监测设计全面且具有针对性,较好地满足了动态监测要求.     

基于视频的雾天能见度实时监测方法研究

目前我国高速公路能见度监测主要依靠能见度观测仪,该方法覆盖区域有限且成本较高,而我国高速公路图像采集设备应用广泛,因此提出了一种基于监控视频图像测量雾天能见度的方法。该方法将图像进行分窗格处理,通过相关性分析筛选出最优兴趣窗格的亮度均方差特征矩阵,建立BP神经网络修正线性残差组合模型。结果表明:残差修正模型监测效果优于单一线性回归模型,残差修正模型的决定系数R2为0.977;在光线充足的情况下,残差修正模型的相对误差在10%以下,模型精度相对稳定;最后应用此方法监测高速公路雾天能见度,模型的正确率在80.48%以上。验证了用该方法测量雾天能见度具有可行性和有效性。     

运用投影寻踪及信息扩散理论评价深基坑施工风险

为解决深基坑施工风险评价中存在多维监测指标融合的客观性不足、用断面风险信息代替基坑整体风险的问题,建立基于投影寻踪及信息扩散的深基坑施工风险动态评价方法。对深基坑施工的风险等级标准体系进行数据挖掘,得到能够反映各指标权重的最佳投影方向向量,从而将多维监测数据投影成一维风险值。运用信息扩散理论,将多个断面风险信息扩散到整个基坑工程上,以实现深基坑工程风险的综合评价。并将该方法应用于长沙一个地铁车站深基坑项目。结果表明,多维监测指标对同一监测断面风险值的贡献度不同,不同监测断面携带的风险信息亦不相同,对基坑整体风险的动态评价既应考虑不同监测指标的贡献度,还应兼顾不同断面风险值的影响。     

岩体失稳灾害人机环系统监测与灾害防控 ——智能安全人机工程学及教学实践

为解决地下采矿和隧道工程开挖中,因受应力变化和工程扰动诱发的冒顶、片帮等岩体失稳灾害问题,本文首先对现有岩体失稳监测技术进行比较分析;其次分别阐述岩体环境中人机环系统监测数据的获取方法;随后介绍了自主研发的岩体失稳灾害监测预警系统,包含2种典型的未知波速的三维声源/震源定位方法;最后结合智能安全人机工程学,从灾害的系统预警与控制角度出发,概述了针对人机环预警的系统概念,提出集"监测数据→预警信息→防控方法"为一体的岩体失稳灾害预防与控制技术,可为岩体工程安全高效实施、运行和维护提供理论与技术支撑.     

青藏铁路三岔河特大桥空心薄壁高墩寒季混凝土施工技术

三岔河特大桥地处海拔高、干燥多风的恶劣气候区,是青藏铁路的咽喉工程,按总体部署须跨越寒季施工,依据高墩薄臂特点,优选拆装式大模板施工方法。该项技术采用试验研究、理论计算分析、现场监测分析等手段,使现场量测与设计数据、施工管理等工程信息相结合,并反馈于施工过程中。利用成熟度法对砼早期强度进行预测和估算,以确定下道工序的时间和对混凝土质量进行预测;采用双层保温层及内置供热系统形成高原高寒高墩薄臂负温混凝土保温加热养护技术;选用塔吊配合整体拼装式模板的高墩施工技术,成功解决空心薄臂高墩快速连续施工和寒季砼加热养护的难题,实现了高墩流水化、机械化作业。以温度为主线的信息化监控技术是该技术成果的创新内容,该创新成果对于高寒地区,尤其对青藏铁路、青藏公路桥梁下部结构施工具有广泛应用和借鉴价值。     

斜拉桥支架法施工的自适应安全监测技术

介绍自适应控制的基本原理及其运用现状。根据斜拉桥的实际情况选用自适应控制形式,在主要部位埋设传感器和相关的测试仪器,明确监测时间并在实施中严格执行。依据实测结果对标高、应力、容重等参数按实际情况进行修正,得出施工过程中的受力状态,从而调整施工。算出主梁各节点理论施工预拱度变化曲线等数据并与实测值进行比较,反复修正。自适应法达到了仿真计算与实际施工过程保持一致的最佳施工控制效果。绥芬河斜拉桥的施工证明,自适应法是一种很适合斜拉桥支架施工安全监测的技术,值得推广应用。     

瑞利波探测公路施工隧道地质灾害的可行性分析

瑞利波探测是一种原位测试的工程地震探测技术,其频散曲线的变化与地下地质条件存在联系,通过频散曲线的特征识别,可得到探测方向上一定范围内的地质构造情况;瑞利波在介质中的传播速度与介质的工程物理特性有关,据此可对探测范围内岩土的物理力学性质做出评价.本文针对公路隧道施工过程中普遍存在的地质问题,结合瑞利波的探测原理,论述了瑞利波探测公路隧道施工地质灾害的可行性.     

金属矿井热害评价体系与评价方法

为减小金属矿井热害对井下人员安全及井下开采工作的不利影响,需对井下热害进行评价和预测。基于文献调查和专家评价方法,结合工程实际,利用层次分析法构建金属矿井采矿热害评价体系,从生产能力、地质条件、矿井通风、地理环境四个方面提出17个评价指标。在分析层次分析法（AHP）确定权重不足的基础上,结合物元分析理论,建立确定金属矿井热害评价各因素权重的物元分析模型。在各评价因素权重确定的基础上,以BP神经网络作为评价工具,构建金属矿井热害综合评价预测模型。最后,以某矿山为例,进行评价和预测分析。结果表明,基于物元分析和AHP的BP深井网络评价模型预测误差最大只有3%。     

岩爆危险性预测的神经网络模型及应用研究

岩爆是高地应力区岩质隧道开挖施工过程中发生的主要施工地质灾害之一 ,它的发生对隧道施工企业的安全生产构成很大的威胁 ,对岩爆发生可能性及其程度的预测是这类隧道设计、施工及安全生产所面临的重大问题。依据隧道岩爆发生的条件 ,基于国内外隧道工程岩爆实例 ,应用人工神经网络方法 ,建立了岩爆危险性预测的评价模型并应用于实践。     

深埋长隧道施工地质灾害风险模糊层次评价

地质灾害是影响深埋长隧道安全施工的重要因素,将综合超前地质预报和模糊层次评价相结合,建立深埋长隧道地质灾害风险预测体系。首先对超前地质预报进行了研究并建立综合超前地质预报体系,以该体系为指导对隧道进行地质预报,了解掌子面前方的地质信息。其次在地质预报基础上作隧道施工地质灾害风险模糊层次评价,对隧道施工中可能遇到的地质灾害及整体风险程度进行评估。最后以米仓山隧道为工程背景,对建立的地质灾害风险预测体系进行了实践,得到里程段内发生涌水突泥、塌方、大变形及岩爆等地质灾害的风险等级,以及地质灾害整体综合评价风险等级。     

地铁隧道施工对邻近垂直于地铁线路管线的 变形影响规律研究 ）

地铁隧道施工对周围管线的影响已成为地铁工程中的重点和难点。研究地铁隧道盾构施工对周围邻近管线的变形影响规律,并据此对管线进行合理保护是地铁等隧道建设中面临的普遍任务。以西安地铁3号线为研究背景,通过FLAC数值模拟,得到了多种工况下地铁隧道盾构施工对邻近垂直于地铁线路的管线变形影响规律。研究表明,地铁盾构施工时,对周围环境的影响大小是不一样的,管线的沉降最大值处均位于隧道轴线正上方,且随着管隧距离的缩短,管线沉降最大值不断增大,因隧道盾构施工而对管线的变形影响范围逐渐减小,沉降曲线的沉降槽宽度逐渐减小;管线在距隧道轴线±1.6倍洞径范围内随管隧距离的减小沉降值逐渐增大,反之,其变形减小;随着土仓压力的增大,地下管线的变形越来越小,甚至可能产生向上隆起。工程实践表明,预测结果和监测结果基本一致。     

基于PSO-SVM模型的隧道水砂突涌量预测研究

复杂工程地质条件下,隧道水砂混合物突涌的预测防控是隧道安全建设的基础,准确预测水砂混合物突涌量,为工程提供安全保障至关重要。为提高预测准确性,提出一种基于粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)的隧道水砂突涌量预测模型。综合考虑地质构造、气象条件、施工影响三类因素,选取七个因子,结合某公路隧道,利用PSO-SVM建立隧道水砂突涌量预测模型,并对该隧道水砂突涌量进行预测,结果与实际突涌量一致。证实综合粒子群算法和支持向量机优势的PSO-SVM方法预测精度高,且易于实现,为类似隧道工程突涌预测提供参考与借鉴。     

残矿回采地压安全预警系统的构建方法与应用研究

为提高矿山的安全生产水平,针对地下矿山复杂环境下残矿回采过程潜在的安全问题,并基于安全系统工程的观点与粗糙集理论的属性约简功能,提出残矿回采地压安全预警系统的构成内容与构建流程,建立地压监测数据的神经网络灰色Verhulst算法组合预测模型和安全评价模型。据此,构建国内某矿山残矿回采中段的地压安全预警系统,该地压安全预警系统为本矿山的残矿回采过程提供了安全保障。残矿回采地压安全预警系统能指导矿山循序渐进的构建符合残采系统工程实际的安全预警系统。     

非煤矿山地下开挖工程安全等级评定方法研究

非煤矿山地下工程开挖中经常发生意外伤亡事故,对其安全性评价尚缺较好的方法。笔者借鉴类似行业的评价方法并结合多年地下工程安全经验,综合应用国内外岩体力学研究和测试的成果,建立了针对非煤矿山地下开挖工程的安全分级体系。以“火灾、爆炸危险指数评价法”(DOW法)和岩体工程分类法为建立模型的基础,根据影响地下开挖工程主要因素及其权重分析,导出了具有针对性的危险性的评价指数,并据此将工程分为Ⅰ~Ⅴ五个安全等级。以该方法对白银公司小铁山矿高分段胶结充填采矿法某试验采场的安全性进行分级,其结果和施工实际较为接近,说明分级方法有一定普适性。     

公路隧道施工安全风险评估方法优化研究

我国在建公路隧道工程数量增长迅速，施工安全事故时有发生，因此通过风险评估实现施工过程的风险控制就显得非常重要。在此背景下，交通运输部出台了《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行）》，而在实际应用过程中，该评估指南无法完全适应多变的工程实际。针对该问题，在对隧道施工安全风险评估的各类评估方法及其适用性进行详细研究的基础上，将该评估指南与国内外其他相关成果和做法进行分析比对，指出该评估指南存在的不足之处，进一步提出相关优化与修订建议；最后，以湖南某高速公路隧道洞口坍塌事故为例，利用提出的施工前专项风险评估方法，综合运用数值模拟计算与事故后果当量估计，计算相应的风险等级，所得到的结果与实际情况更为接近，进一步说明本文所提优化方法的合理性和可操作性。     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。