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为提升高铁隧道造价管理水平,强化企业核心竞争力,以成自高铁龙泉山一号隧道为研究对象,从决策、设计、招投标、施工、竣工验收及运营维护全寿命周期6个阶段切入,重点研究各阶段的方案经济比选、造价控制及二次优化措施.研究表明,全寿命周期造价管控可有效压缩项目总成本,助力实现预期经济效益.

面向400km时速高铁隧道大断面、高平顺性、高安全标准的建设要求,以成渝中线高铁伍家湾隧道试验段为工程依托.该隧道原采用钻爆法设计,为有效降低安全风险并积极响应建设单位管理要求,最终采用了非爆开挖工艺.文章提出分层分块递进式非爆开挖工艺、多臂协同平行作业方法、断面精准管控技术及微瓦斯环境适配方案,构建了配套的施工组织与质量安全管控体系.旨在为高铁隧道机械化施工提供借鉴.

针对线路故障影响下考虑转线换乘的列车运行调整问题,以线路故障触发的列车连带总晚点时间最短与转线换乘失败客流数最少为双重目标,构建铁路线路故障影响下的列车运行调整优化模型;鉴于模型为大规模混合整数规划模型,设计基于高斯游走的改进粒子群求解策略;以京广高铁上行方向部分区段和郑徐高铁下行方向部分区段构成的路网构建测试场景,并运用 IPS&GW算法对不同列车运行恢复策略下(策略Ⅰ～策略Ⅳ)的列车运行调整优化模型进行求解.结果表明:相较策略Ⅰ,故障扰动时长在 10～30 min之间波动时,策略Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所产生的列车连带晚点时间分别下降82.5%～86.6%、70.5%～81.49%、55.8%～58.7%,滞留旅客总数分别下降28.3%～39.1%、57.3%～61.9%、88.4%～89.4%;且在不同扰动情景下均能通过增加一定的列车总晚点时间来换取换乘失败旅客数量的明显减少.将本文所提出的 IPS&GW算法与传统 PSO(particle swarm optimization)算法进行对比,前者在目标函数收敛速度方面表现出优势,且能够达到恢复列车图定运行要求、减少换乘枢纽站滞留旅客数量.

针对无人机(unmanned aerial vehicle,简称UAV)撞击工况下风挡玻璃的耐撞性进行了系统的试验研究,重点分析了不同撞击速度及贴膜对风挡玻璃损伤行为的影响.试验以大疆Mavic 2 pro无人机为研究对象,设计了涵盖15～50m/s的多个速度等级,分别对未贴膜及贴膜汽车风挡玻璃以及高铁侧风挡玻璃进行了撞击试验.结果表明:随着撞击速度的提升,风挡玻璃的裂纹区域直径和凹陷深度显著增加,损伤程度逐步加重;贴膜导致了应力集中,降低了玻璃的损伤阈值,促进了裂纹的早期产生和扩展;与汽车风挡玻璃相比,高铁侧风挡玻璃表现出更优异的耐撞性.研究成果为无人机撞击安全评估及风挡玻璃防护设计提供了试验数据和理论支持.

双金属及多金属催化在各种生物氧化与化学氧化中发挥着重要作用,但它们的协同机制一直模糊不清,尤其是复杂的生物催化与化学多相催化氧化过程,为研究它们的协同机制带来了巨大的挑战.本质上讲,生物催化、化学均相催化与多相催化遵循相同的化学原理,因此,这些模糊的协同催化机制可以通过构建均相催化模型来开展研究,进而为设计新的催化剂、理解生物催化的机制提供理论依据.事实上,自上世纪90年代起,通过第二金属离子作为路易斯酸调控活性金属氧物种的研究就逐渐引起了关注,并在近10余年取得了长足进步,进而发展起了路易斯酸调控过渡金属催化氧化反应的催化剂设计理念. 本文系统总结了通过模型化合物研究路易斯酸调控各类过渡金属活性氧物种物理化学性能与氧化性能的最新研究进展,以及进一步的催化剂设计应用研究成果.首先,在早期研究中,研究人员利用各种稳定的高价过渡金属氧阴盐,包括高锰酸盐、铬酸盐、高铁酸盐及钌酸根盐等作为金属活性氧物种的来源,研究了路易斯酸如何调控它们的氧化反应性能.以此为契机,利用来源于过渡金属配合物的相对稳定的中间体作为平台,包括(1)高价金属氧中间体,如铁(IV)氧、锰(IV/V)氧、钴(IV)氧和铬(V)氧等;(2)金属过氧中间体,如铁(III)过氧、钴(III)过氧和铜(II)过氧等;以及(3)金属超氧中间体,如铁(III)超氧和铬(III)超氧,研究不同酸性强弱的路易斯如何调控其在电子转移、氧原子转移和氢原子转移中的反应性能,为进一步的催化剂设计提供了理论依据.同时,研究人员也利用各种合成过渡金属配合物研究路易斯酸对其物理化学性能,特别是氧化还原电位的影响,初步总结出路易斯酸调控过渡金属活性氧物种反应性能的规律.与此同时,研究人员还发展了路易斯酸调控的各种过渡金属配合物催化氧化反应,特别是路易斯酸促进过渡金属配合物活化氧气参与的催化氧化反应,为氧气的近室温活化与催化氧化的催化剂设计提供了新的思路. 综上,目前路易斯酸调控过渡金属活性氧物种的氧化性能研究已取得了系统性的研究成果,我们期望这些成果能帮助理解发生在生物氧化与化学氧化中的各种双金属及多金属协同催化机制,并有助于相应的催化剂设计,服务于社会.

[目的]我国幅员辽阔,地质构造复杂,地质灾害频发,已成为制约铁路建设安全、运营效率及全生命周期成本的核心因素,尤其在西南、西北艰险山区,传统以土石方工程量为主导的选线模式难以应对复杂地质环境挑战,亟需系统总结并升级地质选线技术体系,从源头规避风险.[方法]采用历史文献分析与工程案例实证相结合的方法,系统回顾中国铁路地质选线技术自 20 世纪 40 年代至今3 个发展阶段,在"西南三十条"传统选线原则基础上,整合 80 余年工程实践经验与教训,提炼涵盖河谷、大高差、越分水岭、不良地质与特殊岩土、重点桥渡及辅助工程在内的"五大铁路地质选线原则"技术体系,并选取成昆铁路、成达万高铁、郑万高铁及大瑞铁路等典型线路区段进行实例验证.[结果]该技术体系核心在于变被动治理为主动规避:河谷选线强调"多跨、中长隧、栈桥绕避";大高差地段采用"高位选线"策略提前脱离复杂河谷斜坡;越分水岭选线优先采用长隧道方案;不良地质选线坚持"避重就轻、择优选线";重点桥渡选址遵循"线位服从桥位、桥位服从地质"原则.[结论]该技术体系从单一工点拓展至区域地质环境整体优化,实现地质选线的系统化与规范化,可为复杂山区铁路规划设计与安全运营提供技术支撑;地质选线应服务于运输选线,二者融合是最终目标.

针对当前高铁站房广泛采用的非膨胀型防火涂料因涂层过厚导致附着力差、易脱落,以及涂层失效后易引发钢结构腐蚀等工程问题,薄型膨胀型防火涂料成为重要替代方案.然而,该类涂料的最低有效厚度及其对防火性能的影响规律尚不明确.系统测试了8种市售常用膨胀型防火涂料的表面效果、附着力及耐水性等关键理化性能,筛选出2种综合性能合格的产品;采用自行设计的小尺寸丁烷喷灯燃烧装置,研究了1.5、2.5、3.0 mm 3种厚度对单组分丙烯酸水性防火涂料与双组分硅氧烷油性防火涂料防火性能的影响.结果表明:6#单组分丙烯酸水性防火涂料和8#双组分硅氧烷油性防火涂料的表面效果、附着力及24 h耐水性均满足相关标准要求;随着涂层厚度增加,基材背面最高温度呈下降趋势(双组分因施工厚度阈值存在例外).在本试验条件下,当涂层厚度为1.5 mm时,2种涂料的基材背面最高温度均不超过350℃,可保证钢材力学性能无明显衰减,初步满足高铁站房雨棚钢结构立柱120 min耐火极限的要求.研究结果可为高铁站房雨棚钢结构防火涂料的选型与厚度设计提供试验依据和工程参考.

[目的]青岛地铁某区间穿越微风化砂岩地层,采用暗挖爆破法施工,与邻近 350 km/h 高速铁路最近水平距离为365 m,属300 m 以上远距离爆破场景.现有研究多聚焦 100 m 以内近接爆破,对砂岩地层远距离爆破振动衰减规律缺乏系统定量分析;且现行规范通用控制标准无法满足高铁轨道平顺性的严苛要求,严格振动标准下的爆破方案验证存在研究缺口,亟需开展针对性安全评估.[方法]采用"理论分析—数值模拟—现场试爆验证"的递进式方法,结合高铁运营特殊要求与同类工程管控经验,确定既有高铁设施0.15cm/s 的质点峰值振动速度控制标准;建立 FLAC3D 三维精细化数值模型,选取周边孔单孔装药量0.8 kg 为最不利工况,模拟爆破振动在地层中的传播规律与高铁关键设施的振动响应;基于现场3 组试爆数据回归地层振动衰减参数,采用萨道夫斯基公式完成理论交叉验算.[结果]数值模拟显示,距离爆区 365 m 处桥墩、桥跨、轨道及路基边坡测点,最大合振动速度为 0.014～0.018 cm/s,远低于0.15cm/s 的安全控制限值;爆破主振频率集中在 10～30 Hz 区间,与高铁预应力混凝土简支箱梁的自振频率无重叠,不存在共振风险.理论验算结果与数值模拟偏差为 8.7％～12.3％,二者吻合度良好,飞石、空气冲击波等其余爆破有害效应均不构成安全威胁.[结论]严格执行单孔单响、控制最大单段药量不超过0.8 kg 时,该砂岩地层暗挖爆破方案可保障 365 m 外高速铁路的运营安全;现场回归得到的 K=142、α=1.47 振动衰减参数,可直接用于同类微风化砂岩地层的远距离爆破振动预测,可为邻近高铁的暗挖爆破工程设计与施工管控提供参考.

为保护低压供配电系统安全稳定不受电压波动影响,通常需要在供电系统和用电设备之间配置过欠压保护装置.针对船舶制造系统,基于DSP(Digital Signal Process)处理器设计了一种可修改保护阈值和保护时间等参数的过欠压保护系统.该系统具有测量、保护、通信和人机交互等功能,能够高精度地测量电压信息并安全可靠地进行保护.此外,相对于传统过欠压保护装置,该系统以DSP处理器为控制核心,运行稳定、高效.同时,该系统可基于人机交互模块进行采集量显示和保护参数的设置,操作便捷,适用于船舶制造、高铁和电力系统等多种工程应用场景.

针对传统城市排水体系难以应对极端暴雨条件下内涝风险的问题,以衢州市高铁新城片区为研究对象,采用城市水量平衡模型蓄排平衡曲线法与InfoWorks ICM一二维耦合模型相结合的方法,开展城市蓄排平衡体系构建研究.基于长历时逐小时降雨数据构建总量定标曲线,量化不同重现期下调蓄与抽排能力的耦合关系,并通过InfoWorks ICM模型校核蓄排方案的内涝风险分布.结果表明,调蓄需求随抽排能力提高呈非线性递减趋势,在30年一遇设计标准下,设置生态优先型、技术经济平衡型和强排弱蓄型3种典型方案.综合建设投资、调蓄空间需求及模拟防涝效果,推荐采用调蓄深度为23.0mm、抽排能力为80mm/d的技术经济平衡型方案.经ICM模型模拟验证,优化方案可有效削减内涝风险.研究构建的"总量定标+局部校核"技术路径,可为海绵城市调蓄空间量化规划与蓄排设施配置提供参考.