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中国隧道建设面临的若干挑战与技术突破 被引量：92
1
作者 陈湘生 徐志豪 +2 位作者 包小华 王雪涛 付艳斌 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1-14,共14页
中国过去几十年大量的铁路和公路隧道、水工隧洞、城市地铁隧道和综合管廊隧道建设发展过程中,出现了一批特长、超深埋、超大断面、高海拔等重大隧道工程。这些重大隧道工程的建设使中国在隧道修建技术上取得巨大进步的同时,也给勘察、... 中国过去几十年大量的铁路和公路隧道、水工隧洞、城市地铁隧道和综合管廊隧道建设发展过程中,出现了一批特长、超深埋、超大断面、高海拔等重大隧道工程。这些重大隧道工程的建设使中国在隧道修建技术上取得巨大进步的同时,也给勘察、设计、施工、装备及安全运维等方面带来了巨大的技术挑战。为此,总结分析了在克服这些重大隧道工程面临的挑战过程中,出现的一些具有规模大型化、结构复杂化、建造智能化、管理数字化等特点的创新性技术,包括隧道地质勘探、智能掘进、工程大数据与施工设备、智能监测和检测装备等方面的技术突破;重点介绍了现代传感技术、无人机检测技术、巡检机器人技术、无人驾驶巡检车技术、非接触视觉图像技术的特点及应用情况。强调建立全域地质基础数据库与实现精细化勘察设计,是隧道工程合理科学开发与建设的基础;不良地质环境灾害的智能预警与控制,是隧道安全、顺利掘进的有力保障;基于5G技术、BIM、物联网等信息化技术形式的隧道智慧化运营管理系统,是隧道全寿命周期安全运维的关键;并指出随着掘进设备信息化程度增高和大数据时代的来临,将实现建造和运维全过程机械化、信息化、自动化、少人化或无人化的隧道智能建造。 展开更多
关键词 隧道工程 技术挑战 综述 智能化 盾构/TBM 检测
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地下空间施工技术进展及数智化技术现状 被引量：32
2
作者 陈湘生 付艳斌 +4 位作者 陈曦 肖惠 包小华 庞小朝 王雪涛 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-12,共12页
自21世纪以来,中国国民经济飞速发展,地上空间资源的利用日趋饱和,城市面临着“摊大饼”式快速扩张问题。随着地下隧道、地下车站、地下综合体等重点地下工程项目的建设,地下工程呈现出微变形、小间距、大断面、大埋深、高精度、长距离... 自21世纪以来,中国国民经济飞速发展,地上空间资源的利用日趋饱和,城市面临着“摊大饼”式快速扩张问题。随着地下隧道、地下车站、地下综合体等重点地下工程项目的建设,地下工程呈现出微变形、小间距、大断面、大埋深、高精度、长距离和超大规模等特点,面临着“水、软、变形难以预测”三大技术难题,严重影响了地下空间的发展,给我国地下工程施工技术与施工装备带来了严峻挑战。为此,总结分析了近年来地下空间尤其是城市地下空间近接施工技术、施工装备和数智化技术等方面的技术进展与创新,详细分析了软土富水地层位移和变形控制技术,提出富水地层冻结技术和跨地铁运营隧道综合辅助施工控制技术;介绍了集合人工智能、物联网等新一代前沿技术和隧道装备核心共性技术,以及具有绿色化、智能化且具有自主知识产权的典型超级地下工程装备。从设计、施工、监测、运维4个方面介绍了现代地下空间数智化技术的特点以及应用情况。强调通过地下空间信息的共建共享,构建可视化的地下空间信息平台,是实现“透明地下空间”的基础;对复杂地质条件灾害的预警与控制,是地下工程安全建设的有力保障;基于物联网、大数据等现代信息技术的控制管理系统,是支撑智慧城市基础设施安全的关键;并指出未来地下工程需加强数智化技术应用,实现整个建设过程的精细化、数字化、智能化以及信息化。 展开更多
关键词 隧道工程 地下工程 综述 施工技术 施工装备 数字化 智能化
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盾构隧道衬砌结构性能演化分析与思考 被引量：21
3
作者 朱旻 陈湘生 王雪涛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期33-50,共18页
在中国交通强国战略背景下,特长、超大、超深、高密度的盾构隧道工程建设逐年增多,对隧道衬砌结构的力学性能和耐久性都提出了更高要求。该文在广泛调研国内外文献的基础上,系统总结了传统的盾构隧道结构设计理论与方法与发展趋势,深入... 在中国交通强国战略背景下,特长、超大、超深、高密度的盾构隧道工程建设逐年增多,对隧道衬砌结构的力学性能和耐久性都提出了更高要求。该文在广泛调研国内外文献的基础上,系统总结了传统的盾构隧道结构设计理论与方法与发展趋势,深入探讨了盾构隧道结构力学性能与耐久性研究的现状和不足,并对目前盾构隧道结构性能检测技术和评价方法进行了评述。相比于传统钢筋混凝土拼装式管片,(钢)纤维混凝土材料、新型接头、压注混凝土衬砌在提升盾构隧道衬砌结构性能和施工效率方面优势巨大,是盾构隧道衬砌结构未来的重要发展方向。 展开更多
关键词 盾构隧道 衬砌结构 设计理论 结构性能 提升技术
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地铁地下车站绿色高效智能建造的思考 被引量：20
4
作者 朱旻 孙晓辉 +3 位作者 陈湘生 崔宏志 李爱东 丁志坤 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第12期2037-2047,共11页
近年来,绿色、高效、智能建造成为我国基础设施建设的重要发展趋势。在分析国内地铁地下车站建造现状的基础上,提出实现地铁地下车站绿色高效智能建造的技术路径,包括:1)形成以“两墙合一”装配式地铁地下车站为代表的新结构型式的系统... 近年来,绿色、高效、智能建造成为我国基础设施建设的重要发展趋势。在分析国内地铁地下车站建造现状的基础上,提出实现地铁地下车站绿色高效智能建造的技术路径,包括:1)形成以“两墙合一”装配式地铁地下车站为代表的新结构型式的系统设计理论和技术体系,推动新型功能材料的研发应用;2)从材料-结构一体化协同设计、轻量化BIM平台和集成应用、基于工程物联网的结构智能融合感知、智能工程装配和配套技术以及全生命周期大数据安全智控平台等方面实现地铁地下车站智能建造;3)利用地源热泵技术、相变储能技术、余泥渣土和废弃混凝土资源化利用实现地铁地下车站绿色建造。通过上述一系列关键核心技术的突破,推动我国地铁地下车站建造水平达到国际领先,引领城市地下空间开发的绿色高效智能建造新方向。 展开更多
关键词 地铁地下车站 绿色建造 智能建造 装配式结构 两墙合一 能源地下结构 相变储能材料 资源化利用
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地铁建设环境影响评估及减排效益研究:以深圳市为例 被引量：12
5
作者 粟月欢 张宇 +1 位作者 段华波 李强峰 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期184-192,236,共10页
地铁大规模建设和运营消耗了大量资源能源,已逐渐成为城市交通环境影响的主要贡献源。基于生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,以深圳市为研究区域,定量分析了地铁建设过程的资源与能源消耗强度,选取全球变暖潜能值(global wa... 地铁大规模建设和运营消耗了大量资源能源,已逐渐成为城市交通环境影响的主要贡献源。基于生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,以深圳市为研究区域,定量分析了地铁建设过程的资源与能源消耗强度,选取全球变暖潜能值(global warming potential,GWP)为度量指标,构建了地铁建设碳排放分析框架及测算方法,并基于情景分析法预估了减排潜力。结果表明:截至2020年底,深圳已开通运营的地铁线站建设造成的碳排放量约累积达到2730万t CO_(2)e,其中地铁车站建设碳排放量占比约为72%,地铁隧道建设碳排放量占比约为28%。建设阶段单位里程盾构隧道碳排放强度约为1.3万t CO_(2)e/km,单位面积车站碳排放强度约为371 t CO_(2)e/100 m^(2)。通过推广绿色建造技术,如采用再生混凝土和再生钢材,地铁建设阶段最高碳减排率可达到8.5%/a,2021—2035年累积节碳可达到508万tCO_(2)e,可一定程度上能缓解地铁建设的碳排放压力。 展开更多
关键词 生命周期评价 地铁建设 深圳市 碳排放 减排
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超大直径盾构隧道下穿铁路施工的离心机模型试验研究 被引量：13
6
作者 杨林松 刘继国 +4 位作者 舒恒 吴世栋 宋明 李金 王雪涛 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期170-177,184,共9页
盾构隧道近接下穿运营高速铁路施工会引起地基下沉、轨道不均匀沉降等病害,严重影响线路的正常运行,甚至会对铁路造成破坏。为研究超大直径盾构隧道动态掘进过程对地表城际铁路沉降影响,文章以武汉两湖超大直径盾构隧道斜下穿城际铁路... 盾构隧道近接下穿运营高速铁路施工会引起地基下沉、轨道不均匀沉降等病害,严重影响线路的正常运行,甚至会对铁路造成破坏。为研究超大直径盾构隧道动态掘进过程对地表城际铁路沉降影响,文章以武汉两湖超大直径盾构隧道斜下穿城际铁路项目为依托,通过土工离心机模型试验模拟了超大直径盾构隧道近接下穿城际铁路施工中盾构接近-下穿-驶离铁路的整个动态过程。研究结果表明:(1)盾构掘进对铁路路基的影响主要集中在下穿点前后各25 m范围,距下穿点25 m之外盾构掘进对铁路路基的影响很小;(2)盾构掘进过程中,下穿铁路前由盾构掘进引起的铁路路基沉降约占掘进全过程引起铁路路基总沉降的36%,下穿后约占64%,下穿后铁路路基沉降速率迅速增加,且大于下穿前;(3)以盾构掘进下穿过铁路15 m处为分界点,在此之前在盾构掘进方向左侧的路基沉降大于右侧的路基沉降,在此之后则相反,最终盾构掘进方向右侧的铁路路基沉降大于左侧。 展开更多
关键词 公路隧道 超大直径盾构 下穿城际铁路 离心机试验
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基于韧性理论的盾构隧道智能建造 被引量：12
7
作者 陈湘生 喻益亮 +4 位作者 包小华 崔宏志 夏长青 周海洋 朱旻 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期14-28,共15页
以盾构隧道为主的城市轨道交通在"十三五"期间已取得了跨越式的进步,盾构掘进设备在智能化方面取得了飞速发展,但隧道结构设计、结构制造和现场管片拼装的智能化方面,仍需要大的创新与突破。面对建设韧性智慧城市的战略目标,... 以盾构隧道为主的城市轨道交通在"十三五"期间已取得了跨越式的进步,盾构掘进设备在智能化方面取得了飞速发展,但隧道结构设计、结构制造和现场管片拼装的智能化方面,仍需要大的创新与突破。面对建设韧性智慧城市的战略目标,盾构隧道还存在系列问题亟需解决,如对于新材料的物性认识浅、理论少;传感的布置缺乏针对性,监测感知差;隧道管片拼装大量依靠人工,误差大。解决这些问题的关键在于构建一个基于韧性理论的智能化盾构隧道建造系统,通过利用材料和结构的韧性特点,结合计算机等信息技术,采用韧性设计、智能感知、智能制造、智能拼装等一系列措施,使得隧道结构中的材料可智能感知、结构可精准监测、数据可实时孪生、信息可高效管理、制造可自动操控、过程可全域感知、模型可动态调节、管片可智能拼装,最终实现韧性城市的盾构隧道智能化建设。 展开更多
关键词 韧性 盾构隧道 智能生产 全域感知 智能拼装
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软土地层并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响 被引量：12
8
作者 邓碧 张俊伟 +4 位作者 诸葛绪松 刘文献 林星涛 苏栋 陈湘生 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2021年第6期170-176,共7页
为了研究并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响,以横琴杧洲隧道工程为依托,建立了并行曲线隧道三维有限元数值模型。在此基础上,研究了不同施工顺序和曲率半径r(r=500,800 m)下新建曲线盾构隧道开挖对既有隧道变形的影响。结果表明:施... 为了研究并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响,以横琴杧洲隧道工程为依托,建立了并行曲线隧道三维有限元数值模型。在此基础上,研究了不同施工顺序和曲率半径r(r=500,800 m)下新建曲线盾构隧道开挖对既有隧道变形的影响。结果表明:施工顺序对既有隧道位移影响较小,曲率半径对既有隧道位移影响相对较大;随着曲率半径(r=500~800 m)的增加,既有隧道位移增加约15%;既有隧道的位移主要在盾构开挖面前方2D(D为隧道外径)、后方1D范围内产生;施工顺序对既有隧道内力的影响与曲率半径有关;隧道曲率半径为500 m时,施工顺序对既有隧道内力变化影响规律相似,即离盾构开挖面最近的既有隧道剖面产生的弯矩最大,且最大弯矩和最小弯矩均出现在靠近新隧道一侧;内侧隧道先开挖时,既有隧道的弯矩(绝对值)更小,此时对于并行曲线隧道施工,内侧隧道先开挖更安全;在盾构开挖面前方一定距离内既有隧道产生的轴力最大;隧道曲率半径为800 m时,双线隧道近似于平行隧道,施工顺序对既有隧道内力变化和大小影响较小。 展开更多
关键词 软土地层 曲线隧道 施工顺序 曲率半径 结构内力
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基于小孔扩张弹塑性理论的注浆起始劈裂压力研究 被引量：12
9
作者 付艳斌 陈湘生 +1 位作者 吕桂阳 李云鹏 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期154-163,共10页
劈裂注浆技术已在众多岩土工程中成功应用,但劈裂注浆机理不明,起始劈裂注浆压力计算理论远远落后于工程实践的发展。为了揭示黏土注浆过程中起始劈裂注浆的力学机理,假定土体服从各向同性不排水条件,基于球形和柱形扩张弹塑性理论,采... 劈裂注浆技术已在众多岩土工程中成功应用,但劈裂注浆机理不明,起始劈裂注浆压力计算理论远远落后于工程实践的发展。为了揭示黏土注浆过程中起始劈裂注浆的力学机理,假定土体服从各向同性不排水条件,基于球形和柱形扩张弹塑性理论,采用应力转换方法,结合偏微分方程组的定解条件,得到2种小孔扩张问题的数值解,通过简化分析小孔扩张孔壁处土体单元的应力变化规律,建立了球形与柱形扩张弹塑性方程,并结合受拉破坏、剪切破坏以及临界状态极限破坏模型,提出黏土注浆3种起始劈裂压力解析解。解析解与数值解对比结果表明:当土体的超固结比(OCR)为2时,数值解与解析解计算扩孔压力一致,当OCR小于2(或大于2)时解析解计算扩孔压力略高于(或略低于)数值解,验证了不同超固结比下弹塑性解析解的合理性以及实用性。黏土劈裂注浆模型试验与参数分析表明:在黏土劈裂注浆过程中,先后经历土体压密、沿垂直小主应力方向产生起始劈裂以及裂缝扩展3个阶段;随着注浆压力的增大,注浆体周围土体先发生剪切破坏,随后浆液会填充剪切破坏面,再发生拉伸破坏;对比由剪切破坏、拉伸破坏以及临界状态极限破坏控制的球形和柱形扩张起始劈裂压力理论值与模型试验结果,柱形小孔扩张拉伸破坏理论方法和模型试验结果更吻合。 展开更多
关键词 隧道工程 起始劈裂压力 理论推导 黏土 小孔扩张 弹塑性 模型试验
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机器学习方法在盾构隧道工程中的应用研究现状与展望 被引量：4
10
作者 陈湘生 曾仕琪 +1 位作者 韩文龙 苏栋 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-13,共13页
随着盾构隧道工程信息化水平的提升,隧道掘进设备作业过程监测技术日益完善,记录的工程数据蕴含了掘进设备内部信息及其与外部地层的相互作用关系。机器学习因其数据分析能力强,无需先验的理论公式和专家知识,相较于传统的建模统计分析... 随着盾构隧道工程信息化水平的提升,隧道掘进设备作业过程监测技术日益完善,记录的工程数据蕴含了掘进设备内部信息及其与外部地层的相互作用关系。机器学习因其数据分析能力强,无需先验的理论公式和专家知识,相较于传统的建模统计分析方法具有更大的应用空间。通过机器学习方法对收集的信息与数据进行深度挖掘并分析其内在联系,有助于提升盾构隧道工程建设的效率和安全保障水平。简述机器学习方法的基本原理,总结和分析机器学习方法在盾构工程中的应用研究状况,综述基于机器学习的盾构设备状态分析、盾构设备性能预测、围岩参数反演、地表变形预测和隧道病害诊断等5个方面的进展,并分析当前研究的不足。最后,分析盾构隧道工程向智能化方向发展需重点攻克的难题。 展开更多
关键词 盾构隧道 机器学习 隧道施工 大数据 人工智能
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地铁车站水侵应急疏散仿真研究 被引量：9
11
作者 胡明伟 汤静妍 何国庆 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期159-167,共9页
随着全球气候变暖,沿海沿江城市频繁出现强降水等极端天气,地铁车站水侵事故时有发生.为制定合理的地铁水侵应急疏散策略,提高乘客应急疏散效率,基于AnyLogic平台构建车站水侵疏散仿真模型,并以中国深圳市车公庙地铁站为例,研究水侵条... 随着全球气候变暖,沿海沿江城市频繁出现强降水等极端天气,地铁车站水侵事故时有发生.为制定合理的地铁水侵应急疏散策略,提高乘客应急疏散效率,基于AnyLogic平台构建车站水侵疏散仿真模型,并以中国深圳市车公庙地铁站为例,研究水侵条件下应急疏散策略对疏散效率的影响.仿真结果表明,进水点数量与位置对疏散结果有较大影响;车站水侵级别在一定程度上影响疏散效率;综合考虑将自动扶梯用作楼梯使用、布设导流栏及增设应急疏散口3种疏散策略,优化后模型的疏散效率整体提高了11.4%,安全疏散比例达到92.2%.仿真结果可为地铁车站预防水侵的疏散设计与运营管理提供参考. 展开更多
关键词 交通运输工程 地铁车站 水侵 应急疏散 AnyLogic平台 仿真
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基于超大断面矩形顶管法的地铁车站建造方案 被引量：6
12
作者 王雷 刘树亚 +4 位作者 陈湘生 阳文胜 苏栋 高浩 孙波 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期42-55,共14页
为解决繁华城区地铁车站采用明挖法施工带来的管线迁改、交通拥堵等难题,以下穿大型箱涵的深圳市轨道交通12号线沙三站为工程背景,采用有限元方法进行基于超大断面矩形顶管法的预制装配式地铁车站机械化暗挖建造方案研究。结果表明:顶... 为解决繁华城区地铁车站采用明挖法施工带来的管线迁改、交通拥堵等难题,以下穿大型箱涵的深圳市轨道交通12号线沙三站为工程背景,采用有限元方法进行基于超大断面矩形顶管法的预制装配式地铁车站机械化暗挖建造方案研究。结果表明:顶进工况、结构转换工况和永久结构工况下,单柱方案最大变形分别为5.07,6.50和6.63 mm,双柱方案最大变形分别为5.53,5.20和10.50 mm,施工全过程中单柱方案车站结构整体变形较小;单柱、双柱方案的混凝土结构最大压应力分别为15.7和29.2 MPa,双柱方案须增大柱截面积以满足强度设计要求,因此单柱方案更经济合理;单柱方案中纵梁最大正、负弯矩绝对值均大于双柱方案,且满足强度设计要求,即单柱方案中纵梁受力更明确、抗弯性能充分发挥;预制管节环向接头分别按刚接、铰接设计时,单柱方案车站结构截面设计控制弯矩分别为最大正弯矩、最大负弯矩,考虑到接头实际刚度应介于刚接与铰接之间,结构设计时应按照接头刚接和铰接进行包络设计。 展开更多
关键词 地铁车站 矩形顶管法 暗挖 强度 变形 有限元
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基于生命周期分析的风机叶片环境影响评价 被引量：5
13
作者 蔡晓萍 段华波 +2 位作者 马艺 李强峰 谢明辉 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期40-47,共8页
风能是一种重要的可再生能源,具有天然绿色属性,但风机部件的生产制造和安装使用过程存在一定的生态环境影响.针对9类常用规格的叶片,选取酸化(acidification potential,AP)、富营养化(eutrophication potential,EP)、温室效应(global w... 风能是一种重要的可再生能源,具有天然绿色属性,但风机部件的生产制造和安装使用过程存在一定的生态环境影响.针对9类常用规格的叶片,选取酸化(acidification potential,AP)、富营养化(eutrophication potential,EP)、温室效应(global warming potential,GWP)和光化学臭氧合成(photochemical ozone creation potential,POCP)4个指标进行生命周期环境影响评价和对比分析.结果表明,单位长度叶片生产使用阶段造成的AP、EP、GWP和POCP环境影响分别约为7.5(以SO_(2)当量计)、0.7(以PO_(4)^(3-)当量计)、2.6×10^(3)(以CO_(2)当量计)和0.9 kg/m(以C_(2)H_(4)当量计).以GWP指标为例,随着风机装机容量持续大幅增长以及风机叶片大量生产使用,预计到2030年和2060年仅风机叶片的碳排放总量(以CO_(2)当量计)累计可达到2.3×10^(7)t和2.0×10^(8)t.通过使用碳-玻纤维复合材料和回收利用退役风电叶片等措施,可显著降低风机叶片对环境的影响.研究结果可为促进风机叶片产业低碳绿色发展提供依据,并为度量风机及风电场全生命环境影响提供参考. 展开更多
关键词 可再生能源 生命周期评价 风机叶片 生产阶段 碳减排分析 碳-玻纤维复合材料 水泥窑协同处置 减污降碳
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城市轨道交通车站短时客流机器学习预测方法 被引量：7
14
作者 胡明伟 施小龙 +1 位作者 吴雯琳 何国庆 《深圳大学学报（理工版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期593-599,I0003,I0004,共9页
轨道交通具有载客量大、安全及环保等优点,已成为多数乘客的优先出行方式,是缓解城市交通压力的有效途径之一.为提高轨道系统的运行效率,实现轨道交通智慧化运营,基于机器学习算法理论,结合轨道交通车站的时间、空间及外部影响因素等客... 轨道交通具有载客量大、安全及环保等优点,已成为多数乘客的优先出行方式,是缓解城市交通压力的有效途径之一.为提高轨道系统的运行效率,实现轨道交通智慧化运营,基于机器学习算法理论,结合轨道交通车站的时间、空间及外部影响因素等客流特征,建立轻量的梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)、长短期记忆(long short-term memory,LSTM)及LightGBM-LSTM融合模型的车站短时客流预测模型,同时构建差分自回归移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)和极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)模型作为预测实验的对照模型.以中国杭州地铁自动售票系统刷卡数据为例,选取了5种地铁车站(居住类型、工作类型、居住工作混合类型、购物类型及交通枢纽类型)和3个准确性评价指标(平均绝对误差、均方根误差及平均绝对百分误差),量化评价不同模型的预测准确性.结果表明,基于多特征的机器学习模型可以较好预测地铁车站短时客流,弥补了传统时间序列模型的不足.但单一模型在不同类型车站的预测效果波动性较大.基于多模型融合的LightGBM-LSTM模型可以综合单一模型的优点,预测性能更佳,对于不同类型车站的适应性更好. 展开更多
关键词 交通运输工程 城市轨道交通 短时客流预测 数据处理 特征工程 机器学习
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考虑多次扰动影响的盾构隧道结构韧性评估方法及其应用 被引量：7
15
作者 林星涛 陈湘生 +3 位作者 苏栋 朱旻 韩凯航 陈仁朋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期591-601,共11页
科学合理地评估盾构隧道结构状态对保障列车安全运维至关重要。针对目前评估方法无法较好定量评估隧道结构的现状,基于韧性理论,提出了多次扰动下盾构隧道结构韧性评估方法。首先,通过构建多阶段隧道结构韧性分析模型,获得了隧道结构韧... 科学合理地评估盾构隧道结构状态对保障列车安全运维至关重要。针对目前评估方法无法较好定量评估隧道结构的现状,基于韧性理论,提出了多次扰动下盾构隧道结构韧性评估方法。首先,通过构建多阶段隧道结构韧性分析模型,获得了隧道结构韧性指标计算方法。其次,根据隧道结构在加载和卸载工况下的不同响应,提出了相应工况的结构性能分析指标。在此基础上,定义了隧道结构韧性等级划分标准。然后,探讨了隧道结构性能恢复程度和加固决策时间对结构韧性程度的影响。最后,将该方法应用到新建平行隧道下穿既有隧道工程中。结果表明:采用不同结构性能指标获得的韧性指标差异明显。对于下穿隧道工程而言,仅以收敛变形作为隧道结构性能指标,会导致计算结果偏高,即高估结构的韧性,由下穿案例可知,隧道沉降和轨道板的差异沉降应该更需要关注,尤其是轨道板的差异沉降。研究成果将为盾构隧道结构安全评估及受损结构性能恢复提供重要参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 韧性评估 性能指标 韧性指标
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浅埋超大断面矩形顶管顶进对既有箱涵的影响 被引量：3
16
作者 苏栋 吴炯 +3 位作者 王雷 陈湘生 孙波 朱斌 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期1-9,共9页
针对浅埋超大断面矩形顶管顶进引起的环境影响效应,以深圳市某拟建顶管法地铁车站为背景,建立了顶管施工全过程三维有限元数值模型,研究了浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应及其对上方既有箱涵的影响。结果表明:顶管下穿箱涵前,箱涵... 针对浅埋超大断面矩形顶管顶进引起的环境影响效应,以深圳市某拟建顶管法地铁车站为背景,建立了顶管施工全过程三维有限元数值模型,研究了浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应及其对上方既有箱涵的影响。结果表明:顶管下穿箱涵前,箱涵的不均匀沉降增长缓慢,箱涵迎土面所受土压力不断增大;顶管下穿箱涵时,箱涵的不均匀沉降量急剧增大,箱涵迎土面所受土压力逐渐降低;顶管穿出箱涵后,箱涵的不均匀沉降量和迎土面所受土压力均先下降而后趋于稳定。浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应使得箱涵的最大水平位移大于最大竖向位移,实际工程中应采取措施减少背土效应的影响。 展开更多
关键词 浅埋超大断面矩形顶管 背土效应 数值计算 箱涵 顶管地铁车站
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地面堆载下盾构隧道结构韧性演化规律研究 被引量：1
17
作者 朱旻 陈湘生 +2 位作者 夏长青 王琛 包小华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期35-44,共10页
韧性理论的提出和发展为盾构隧道结构性能评估提供了新思路。在提出考虑历史最大变形的衬砌性能指标基础上,建立包含管片、接头和非线性土弹簧的精细化三维有限元分析模型,研究了地面堆卸载作用下,不同埋深盾构隧道结构响应特征和韧性... 韧性理论的提出和发展为盾构隧道结构性能评估提供了新思路。在提出考虑历史最大变形的衬砌性能指标基础上,建立包含管片、接头和非线性土弹簧的精细化三维有限元分析模型,研究了地面堆卸载作用下,不同埋深盾构隧道结构响应特征和韧性演化规律。结果表明:地面堆载下拱顶、拱底内弧面受拉,拱腰外弧面受拉,受错缝拼装影响,结构内力和损伤集中于边环纵缝相邻的中环管片处;卸载阶段隧道水平收敛减小,完全卸载后的残余变形随堆载量增加而增大,相同水平收敛情况下浅埋隧道卸载后变形恢复率大;隧道结构韧性随着水平收敛的增大快速降低,而缩短响应时间、提高修复措施效率可以提升隧道结构韧性;将隧道结构韧性分为4个等级,当结构进入极低韧性阶段时,应采取更加高效快速的综合修复方案,同时避免造成结构的二次损伤。 展开更多
关键词 盾构隧道 韧性 地面堆载 衬砌性能 水平收敛
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花岗岩残积土硬化土模型参数反演及工程应用 被引量：6
18
作者 朱旻 陈湘生 +3 位作者 张国涛 庞小朝 苏栋 刘继强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1061-1072,共12页
近年来在花岗岩残积土层运营地铁线路周边进行的工程建设逐渐增多,对盾构隧道安全的影响不容忽视。有限元法是评估临近施工对隧道影响的有效手段,但其可靠程度取决于土体本构模型和参数的合理选取。首先对花岗岩残积土硬化土模型参数取... 近年来在花岗岩残积土层运营地铁线路周边进行的工程建设逐渐增多,对盾构隧道安全的影响不容忽视。有限元法是评估临近施工对隧道影响的有效手段,但其可靠程度取决于土体本构模型和参数的合理选取。首先对花岗岩残积土硬化土模型参数取值现状进行评述,随后提出一种基于自钻式旁压试验的残积土硬化土模型参数反演方法,最后将反演的参数应用于深圳典型基坑上跨隧道施工的工程案例中进行验证分析,确定较为合理的残积土硬化土模型参数取值范围。研究结果表明,花岗岩残积土硬化土模型的强度参数可根据室内试验确定,刚度参数E_(50)^(ref)、E_(oed)^(ref)和E_(ur)^(ref)是反演的关键参数,适用于工程实际的E_(50)^(ref)、E_(oed)^(ref)、E_(ur)^(ref)可取为1:1:3~1:1:5,根据比例不同,E_(50)^(ref)取值范围在36~43 MPa之间。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 自钻式旁压试验 硬化土模型 参数反演 基坑开挖 盾构隧道
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深圳市地铁盾构渣土利用与处置技术路径及管理策略优化研究 被引量：7
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作者 刘恒 周学彬 +4 位作者 张宇 柏静 周鼎 孙晓辉 段华波 《工程管理学报》 2021年第2期50-55,共6页
大规模的城市建设特别是地下空间持续高强度开发,产生了大量的工程渣土。以深圳市地铁建设盾构渣土为例,在实地调研的基础上阐明了其产生特性、主要的利用与处置方式及其面临的突出难题。并基于经济效益定量与环境效益定性评价方法,提... 大规模的城市建设特别是地下空间持续高强度开发,产生了大量的工程渣土。以深圳市地铁建设盾构渣土为例,在实地调研的基础上阐明了其产生特性、主要的利用与处置方式及其面临的突出难题。并基于经济效益定量与环境效益定性评价方法,提出了深圳市盾构渣土利用与处置的优化技术路径,同时结合深圳现行渣土管理相关规定,提出了优化管理策略与政策建议。 展开更多
关键词 盾构渣土 产生特性 利用 技术路径 优化管理
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基于大语言模型的BIM正向设计问答系统研究
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作者 丁志坤 李金泽 刘明辉 《土木工程与管理学报》 2024年第1期1-7,12,共8页
在正向设计中,设计人员能够通过BIM技术进行设计和管理建筑项目,以支持决策。然而,BIM正向设计过程中的信息处理和知识共享仍面临诸多挑战,尤其是在快速获取和应用复杂建筑规范及设计知识方面。为解决上述问题,本研究基于大语言模型(LLM... 在正向设计中,设计人员能够通过BIM技术进行设计和管理建筑项目,以支持决策。然而,BIM正向设计过程中的信息处理和知识共享仍面临诸多挑战,尤其是在快速获取和应用复杂建筑规范及设计知识方面。为解决上述问题,本研究基于大语言模型(LLM)设计了一套BIM正向设计问答系统,旨在探究LLM在BIM正向设计场景中的实际应用。通过采用基于QLoRA的LLM微调方式提高模型的专业性,并构建本地知识库形成问答系统,最后设计评价指标对系统进行主客观性能评估、专业问答对比分析。实验结果表明,该系统在专业领域性能表现良好,并能根据特定设计场景生成建议和解决方案,验证了本系统的可行性和优越性。 展开更多
关键词 正向设计 BIM 大语言模型 专业问答
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