基于复杂地质环境条件下的TBM施工数据挖掘与云计算综合管理平台搭建

针对目前大型地下工程在复杂地质环境条件下硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)施工的安全保障工作存在“缺数据、缺平台、缺分析”以及海量数据难以挖掘与计算分析的问题，提出了TBM施工数据“Born by digit, Born in format, Born to the cloud”的理念，研究构建了基于云计算和大数据挖掘技术的复杂地质环境状态TBM施工信息综合管理平台，该平台通过环境地质分析以及数据采集、存储和计算分析，建立基于TBM锚杆钻机随钻测量系统和岩体渣片图像识别系统实时采集岩体数字化信息，并实时采集TBM施工过程中PLC(可编程逻辑控制器)数据，建立Mongo DB TMB多源施工信息大数据仓库，同时基于Openstack技术搭建私有云计算平台以及在SaaS层部署算法组件开展TBM大数据挖掘。该平台的搭建不仅能提供基础信息，帮助提升安全管控水平，更重要的是可为TBM在复杂地质环境条件下对于各类瓶颈问题的研究解决提供数据挖掘和计算分析的支撑，并通过其所建立的知识库和规则库指导TBM设计、选型、控制。该研究成果在中国吉林引松供水工程项目上得到应用...     

基于郑州地铁下穿南水北调干渠的Peck公式反演分析

土压平衡盾构隧道下穿通水运行中的南水北调工程,在国内尚属首例。以郑州地铁城郊线土压平衡盾构隧道下穿南水北调中线干渠区间实测数据为依据,将Peck公式法运用于隧道下穿南水北调工程引起的地表沉降预测研究中,利用反演分析法,通过引入最大沉降量修正系数j和沉降槽宽度修正系数k,结合实测数据对Peck公式进行修正,得出适用于郑州地区相似工程的Peck公式,并根据现场实际情况,对不同埋深条件下地表沉降规律进行研究。结果表明:引入最大沉降量修正系数j和沉降槽宽度修正系数k对Peck公式进行改进后,能够获得较准确的地表沉降预测曲线,证明了Peck公式法在隧道下穿南水北调工程引起的地表沉降预测研究中的适用性;在其他条件均相同的情况下,随着隧道埋深的增加,地表最大沉降量逐渐减小,沉降槽宽度逐渐增大。     

大气生物气溶胶花粉单颗粒的形貌特征及吸湿特性研究

近年来大气生物气溶胶颗粒吸湿性对气候和人体健康的影响引起了人们的广泛关注,而花粉颗粒是生物气溶胶的重要组成部分,为了解花粉颗粒吸湿性的变化趋势,在杭州市内收集了5种花粉颗粒(山茶花花粉、诸葛菜花粉、耧斗菜花粉、锦带花花粉、三色堇花粉),使用扫描电子显微镜观察花粉颗粒物的微观形貌,并使用单颗粒吸湿性系统研究了不同相对湿度(relative humidity,RH)条件下花粉单颗粒粒径的分布特征,获得了花粉颗粒吸湿增长因子(GF).结果表明：5种花粉颗粒的吸湿增长特征各异,RH=90%时山茶花、诸葛菜、耧斗菜、锦带花和三色堇花粉颗粒的吸湿增长因子分别为1.09、1.09、1.08、1.13和1.14,RH=95%时则分别为1.11、1.10、1.11、1.14和1.16,这些结果总体低于大气中无机盐颗粒的吸湿增长因子.在花粉颗粒的吸湿性增长过程中,不仅花粉颗粒表面有微弱的吸湿增长,一些花粉颗粒的整体结构和形态也会发生变化,如在扫描电子显微镜下,可以观察到锦带花花粉颗粒在干燥状态时表现为一种内部镂空的塌缩状态,而在相对湿度增大的过程中颗粒会鼓起并逐渐接近于球形.这表明花粉颗粒在大气中确实呈现...     

基于频率比模型和随机森林模型耦合的地质灾害易发性评价

目前利用机器学习进行易发性评价时,非地质灾害单元通常是在研究区范围内随机选取,会导致部分非地质灾害单元落在潜在地质灾害单元之上,造成模型评价结果偏差,所以非地质灾害单元的有效选取成为当前易发性评价的难点问题。以浙江省长兴县李家巷镇为研究区,选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、岩组、距水系距离、距断层距离、归一化植被指数和土地利用这9个环境因子作为评价指标,利用频率比模型(frequency radio, FR)进行非地质灾害单元的选取,然后选用随机森林模型(random forest, RF)进行地质灾害易发性评价,并与未经有效筛选非地质灾害单元的RF模型结果进行对比分析。结果表明,与RF模型相比,FR-RF模型的特异性(Specificity)提升了9.51%,说明对非地质灾害单元的预测能力显著提升,同时敏感性(Recall)提升了13.71%,说明对地质灾害单元的预测性能也大幅提升,受试者工作特征曲线下的面积(area under curve, AUC)和准确率(Accuracy)分别提高了6%、11.66%,模型整体性能及预测能力得到改进;地质灾害极高和高易发区主要分布于存在碎屑岩和...     

新乡市机动车排放对道路灰尘中重金属与多环芳烃污染的影响

以新乡市主要道路的地表灰尘为样本,采用电感耦合等离子体质谱仪和气相色谱质谱联用仪分别测定所含5种重金属(Cd、Pb、Cr、Cu和Zn)和15种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的含量,并探究了机动车排放对其污染特征的影响.结果显示,重金属和PAHs的含量范围分别为2. 58～1 560 mg·kg~(-1)和ND～1. 30 mg·kg~(-1),其含量总体上随灰尘粒径减小而增高.组成上,重金属以Zn为主,PAHs主要以高环为优势组分.空间分布上,重金属和PAHs含量存在差异:人民路、小店工业园区和水泥厂附近道路灰尘中的重金属总含量最高,而PAHs含量的高值出现在人民路、高速上口和107国道的灰尘中.Pearson相关分析表明,5种重金属与15种PAHs间基本不存在正相关关系.通过聚类分析和因子分析发现,新乡市道路灰尘中的重金属基本不受机动车排放影响,而PAHs受机动车排放影响较大.     

河南黄河改道区浅层地下水化学特征与主控污染源解析

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区域性水质调查,通过主成分-绝对主成分得分-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）模型揭示豫北黄河改道区的浅层地下水水质演化来源.结果表明,研究区浅层地下水超标率从高到低依次为：锰>铁>总硬度>溶解性总固体>钠>氟>砷>氯离子>硫酸根>铵根,特别是锰的超标率达到76％.水-岩溶滤富集作用、土壤来源、氧化还原条件和农业活动这4种因素是导致地下水水质较差的主要原因,四者方差累积解释率达到71.24％,同时地表水的补给也会影响地下水质.新乡等北部的黄河故道区地下水中,铁、砷、铵根、总硬度和TDS等组分主要受到水-岩溶滤作用和氧化还原条件影响造成浓度增加;黄河沿岸的水-岩溶滤作用、土壤来源与黄河侧向补给造成水中氟的富集;高锰地下水受到土壤组分影响广泛存在于研究区,而个别地区农业活动和地表水补给造成硝酸盐的点状污染.     

广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性试验研究*

为探讨广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性,采用WP4C仪、压力板法、滤纸法和蒸汽平衡法对其开展持水特性试验,用全自动直剪仪对具有不同初始干密度和不同吸力的试样进行强度特性试验,并结合压汞试验进行微观分析。根据上述试验数据提出快速预测抗剪强度公式。试验结果表明:随着初始干密度的增加,积聚体间孔隙体积发生收缩,积聚体内孔隙占主要作用。广吸力范围内试样的土水特征曲线随着初始干密度增大而向右上方偏移,而孔隙比随吸力的增加基本不变。抗剪强度随着初始干密度增大而增大,且随着吸力增加而增加。应力-应变曲线低吸力范围呈应变硬化现象,高吸力范围呈应变软化现象。利用Khalili & Khabbaz模型预测的抗剪强度值与实测值非常接近,因此该模型可用于预测广吸力范围内非饱和黄土的抗剪强度。     

大气生物气溶胶花粉单颗粒的形貌特征及吸湿特性研究

近年来大气生物气溶胶颗粒吸湿性对气候和人体健康的影响引起了人们的广泛关注，而花粉颗粒是生物气溶胶的重要组成部分，为了解花粉颗粒吸湿性的变化趋势，在杭州市内收集了5种花粉颗粒(山茶花花粉、诸葛菜花粉、耧斗菜花粉、锦带花花粉、三色堇花粉)，使用扫描电子显微镜观察花粉颗粒物的微观形貌，并使用单颗粒吸湿性系统研究了不同相对湿度(relative humidity,RH)条件下花粉单颗粒粒径的分布特征，获得了花粉颗粒吸湿增长因子(GF).结果表明：5种花粉颗粒的吸湿增长特征各异，RH=90%时山茶花、诸葛菜、耧斗菜、锦带花和三色堇花粉颗粒的吸湿增长因子分别为1.09、1.09、1.08、1.13和1.14,RH=95%时则分别为1.11、1.10、1.11、1.14和1.16，这些结果总体低于大气中无机盐颗粒的吸湿增长因子.在花粉颗粒的吸湿性增长过程中，不仅花粉颗粒表面有微弱的吸湿增长，一些花粉颗粒的整体结构和形态也会发生变化，如在扫描电子显微镜下，可以观察到锦带花花粉颗粒在干燥状态时表现为一种内部镂空的塌缩状态，而在相对湿度增大的过程中颗粒会鼓起并逐渐接近于球形.这表明花粉颗粒在大气中确实呈现...