渗流场对地铁隧道沉降与受力影响的流固耦合分析

地下水问题是富水地层地下结构设计与施工中普遍存在的问题。为探讨地下水流动对软岩地铁隧道的稳定性及衬砌支护受力的影响,根据流固耦合理论,采用三维快速拉格朗日有限差分方法,在不同地下水位及排水边界条件下,对开挖后洞室周边场地位移、应力场、孔隙水压力的分布情况进行了综合分析。结果显示,由渗流引起的渗透力一定程度上会增加隧道周边场地变形及衬砌应力。从围岩-支护结构共同作用的原理出发,验证了隧道开挖与支护结构设计时需要考虑渗流效应,反映了地下水确实对隧道稳定性有着重要影响。     

贵阳地铁1号线氡浓度特征及其潜在健康效应评估

地铁轨道交通逐渐成为人们日常出行的首选,但作为较封闭的地下空间环境易导致氡积聚,对于工作人员和乘客存在潜在的电离辐射暴露风险,有必要进行监测评估。贵阳地铁1号线于2018年12月开通运营,所穿越地层主要为碳酸盐岩,该地层风化过程中常常产生氡异常,尤需引起关注。本研究利用RAD-7电子测氡仪,分别于2020年7月29日和2021年1月7日对该地铁全线20个地下站点及车厢中空气氡浓度进行监测,分析其时空变化特征及主要影响因素,估算人员暴露剂量,评估潜在健康效应。结果表明：贵阳地铁1号线氡浓度水平为9.6～257.5 Bq/m³,均值为38.9 Bq/m³,高于我国主要城市地铁氡平均值(28.9 Bq/m³),低于国外平均值(105.2 Bq/m³);且不同站点存在较大差异,整体上氡浓度夏季低于冬季。计算发现,站内工作人员因氡及其子体暴露导致的有效剂量为0.28 mSv/a,小于天然背景辐射值(约为2.4 mSv/a),属于低剂量辐射范围,不存在健康风险。     

突发性客流地铁站点的疏散设计优化研究

为提升突发性客流地铁站点疏散效率,以武汉市某地铁站为研究对象,采用数值模拟方法,分析不同期间节点下的疏散状况,选择最不利的典型工况(节假日A3)进行特征分析。研究结果表明：站台层拥堵时间大于站厅层拥堵时间,站台层疏散口为疏散瓶颈区;对站台层疏散口的位置与朝向进行调整,优化后疏散效率提高9.3%;验证合理增加高选择度站厅层出入口宽度等优化措施效果,发现以上策略具有一定可操作性和推广性,研究结果可为定量评估地铁站疏散能力提供参考。     

基于FBN地铁深基坑施工渗漏风险评估模型及应用

为了解决由于地铁深基坑施工风险因素不确定性和基坑工程事故资料缺失导致传统风险分析方法不再满足实际需要的问题。探讨模糊集理论(FST)和贝叶斯网络(BN)的结合,介绍1种专家置信度指标,建立地铁深基坑渗漏风险评估指标体系,得到基于模糊贝叶斯网络(FBN)地铁深基坑施工渗漏风险评估模型。研究结果表明：将该方法应用于广州地铁十三号线某车站深基坑施工渗漏风险评估中,结果符合施工实际,接缝密封质量差等风险因素需加以措施控制,该方法可为后续施工风险评估提供实时支持。     

地铁颗粒物特征分析及磁性过滤控制

通过SEM-EDX和XRD对采集来的地铁颗粒物（PM10和PM2.5）进行形貌和成分分析,研究结果表明：地铁颗粒物具有粒径大（可达10 μm）、形状不规则、表面具有明显的刮擦痕迹等特征,主要成分为Si、C、O和Fe;其中Fe主要以Fe3O4、Fe2O3等氧化物的形式存在。针对地铁颗粒物含铁磁的特性,采用磁性过滤控制方法对地铁颗粒物开展研究,构建的磁性过滤装置对该地铁颗粒物的捕获效果可达90%以上,在一定磁性强度范围内（0 ~ 0. 300 T）,滤网对颗粒物的捕获效果随着对其施加的磁性强度增加而提升,当施加的磁场强度为0. 300 T时,装置对地铁颗粒物的捕获效率接近100%,比相同条件下对飞灰的捕获效率高出10% ~ 15%,建议把磁过滤作为一种前处理装置用在含磁颗粒物处理上。     

地铁车站内机械通风系统对站内公共区域颗粒物的控制效果

地铁站内空气质量对乘客尤其是车站工作人员的健康有一定影响,而地铁车站的机械通风系统是当前地铁车站控制公共区域颗粒物浓度的唯一主动途径。为探究地铁车站机械通风系统对站内公共区域颗粒物浓度的控制效果,通过实地测试的方法,测试并分析了某屏蔽门制式地铁车站公共区域的颗粒物浓度。测试结果表明：测试地铁车站的机械通风系统对车站公共区域的颗粒物浓度控制效果微弱;机械新风占总换气量的比例仅为5%,因此,洁净的机械新风不会显著改善车站公共区域的颗粒物浓度,室外、站厅与站台的颗粒物浓度差异有限,小于10 μg·m⁻³;较大的出入口渗风使得车站内外换气充分,故关闭机械新风系统不会引起车站公共区域的颗粒物浓度显著增加。     

地铁施工事故统计分析与研究*

为了解我国城市地铁施工事故规律特征,降低新建地铁线路施工事故发生频率,统计分析2011—2020年全国31个省市自治区（不包括港澳台）地铁施工事故,归纳事故发生时间、事故类型、施工工法的分布特征,基于灰色关联分析法（GRA）对地铁施工事故致因进行分析。研究结果表明:地铁施工事故季节性特征突出,3,8,11月份呈多发态势;科学技术进步和规章制度完善是保证我国轨道交通运营里程高速增长和施工事故率降低的有效手段;事故类型以坍塌为主,且事故造成影响最大;违章作业、设备设施缺陷、地质环境不良和安全监管未贯彻落实分别为“人、物、环、管”4个维度的关键致因因子。     

地铁盾构隧道下穿南水北调干渠的沉降控制研究

通过对地铁盾构隧道下穿南水北调干渠时沉降现场监测数据和数值模拟结果的分析,对干渠结构、干渠上部倒虹吸结构和地表的沉降控制进行了研究。结果表明:(1)盾构隧道下穿南水北调干渠时,干渠结构最大沉降发生在干渠底部。在盾构隧道与干渠渠底净距为2.5D(D为盾构隧道外径)并采用克泥效工法时,干渠结构的最大沉降量为11.26 mm,未采用克泥效工法时,干渠结构的最大沉降量为14.52 mm,说明采用克泥效工法能够有效减少干渠结构的沉降量,减少幅度为22%,同时也能够有效降低地表和倒虹吸结构的沉降量;(2)随着盾构隧道与干渠的距离越来越接近,干渠底部、地表和倒虹吸结构的沉降量逐渐增大,且随着盾构隧道与干渠渠底净距的减少,其沉降量的增大幅度逐渐提高;(3)采用克泥效工法时,盾构隧道与干渠的净距不少于2.0D时,能够保证干渠底部的沉降量不大于15 mm。该研究结果可为类似工程提供参考。     

基于FDA模型的地铁列车洪淹事故致因分析*

为了从安全信息视角探究地铁列车洪淹事故原因,基于FDA（Forecast-Decision-Action）事故致因模型和真实事故案例,构建由个体（地铁行车人员）、自组织（地铁运营企业）和他组织（应急主管部门）3个事故致因子模型组成的地铁列车洪淹事故FDA致因模型,并针对安全管理重要环节提出事故预防建议。研究结果表明:阻断事故致因主链或子链、保证必要安全信息充分且完备、防范安全欺骗行为,可有效预防地铁列车洪淹事故,通过实证案例分析验证FDA模型可显著提升地铁防洪应急管理水平。     

地铁内楼梯口处全尺寸火灾实验与数值模拟

建立了地铁实体模型，开展了地铁火灾实验研究，测量了站台与站厅之间的楼梯处的速度和温度等火灾参数。同时利用火灾动力学模拟程序软件对地铁站台火灾进行了数值模拟，研究了地铁站台和站厅连接楼梯处温度和烟气速度的变化趋势，并与实验结果作了对比分析，验证了数值模拟结果的有效性。研究结果可为有效控制烟气在地铁中的蔓延和组织人员疏散提供技术支持。