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针对国道波形梁钢护栏质量监督与试验检测衔接不畅、山区特殊路段适配不足等问题,依托某国道18.6 km安全精细化提升工程,构建覆盖材料进场、工序实施和竣工验收的闭环监督体系,采用多仪器协同检测、实时反馈纠偏及岩石路基预钻孔、陡坡加深埋设、急弯加密立柱等措施,并设置1 km试验段与对照段,开展全过程及竣工后6个月验证.结果显示,试验段波形梁板基底金属厚度、立柱基底金属壁厚和横梁中心高度合格率分别达到98.6%、97.8%和96.5%,检测效率提高51.1%,施工工期缩短21.9%,返工成本占比降低4.6个百分点,护栏防护有效率提高14.2个百分点.该体系实现了监督、检测与施工的闭环联动,提升了山区国道护栏施工质量和管控效率.
波形梁钢护栏质量监督试验检测协同优化特殊路段山区国道
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为解决 TBM 电驱系统在多电机协同、非平稳负载和强背景噪声条件下多源故障特征易混叠、单任务模型难以兼顾诊断精度与可靠性的问题,提出一种基于自适应稀疏融合网络的多任务故障诊断方法.首先,对电流、转矩和温度信号进行小波阈值降噪,提取峰值、偏度、峭度、频谱能量、带宽和峰值频率等时域和频域特征,并进行归一化处理;其次,利用可学习模态权重对多源特征进行任务相关的自适应融合,通过任务梯度余弦相似度构建冲突关系,结合动态稀疏掩码实现冲突任务隔离和协同任务共享;最后,采用分位数回归拟合温度变化上下界,形成温度异常辅助检测模块.依托国内某高海拔长距离岩石隧道 TBM 实际监测数据,构建包含 7 200 个短路与开路故障样本的数据集,按 7∶2∶1 划分训练集、验证集和测试集,并开展对比试验.结果表明:1)完整模型的匝间短路和逆变器开路故障诊断准确率分别为 98.89%和 99.44%;2)相较于未采用数据处理的多任务 CNN 基准模型,2 项准确率分别提高 13.89%和 14.44%;3)分位数回归能够清晰拟合温度变化边界,为温度异常判定提供可解释阈值.在本研究数据集和试验条件下,所提方法能够有效改善信号质量及多模态特征表达,缓解多任务梯度冲突,并实现 2 类典型电驱系统故障及温度异常的协同诊断.
TBM驱动电机自适应稀疏融合网络多模态特征融合多任务故障诊断动态稀疏路径
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堆石混凝土(rock-filled concrete,RFC)作为一种超大粒径间断级配的新型筑坝材料,在减少碳排放、降低水化热、缩短工期与节省工程投资等方面具有显著优势,已在多类工程中得到应用.围绕超大粒径堆石及多相界面如何影响 RFC 宏细观力学性能这一核心问题,本研究系统梳理了现有研究.宏观层面,比较缩尺试验、大试件切割和无损检测等测试方法,总结了抗压强度与尺寸效应、弹性与徐变特性、劈裂与抗弯性能、应力-应变关系、层间抗剪强度及断裂力学性能等关键指标;细观层面,梳理了岩石、高流动性自密实混凝土(high-performance self-compacting concrete,HSCC)及各类界面本构,研究了细观表征技术对堆石骨架、堆石-HSCC 界面与孔隙缺陷的揭示作用,并概括了参数化细观建模、孪生细观建模及数值求解方法的应用特点;宏细观桥接方面,讨论了等效体积元尺度选取、等效参数反演、非均匀热渗特性与多场耦合等跨尺度关联问题.最后,从 RFC 宏观性能、跨尺度分析体系和数据共享平台3 个方面对 RFC 宏细观研究的未来发展趋势进行了展望.本研究可为真实堆石骨架与多相界面的统一跨尺度分析体系构建提供参考,为 RFC 在百米级高坝及其他大型工程中的建设应用提供数据支撑.
堆石混凝土宏观力学性能细观表征细观建模宏细观桥接跨尺度分析体系
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为了解中国天然气实验技术现状、明确未来发展方向、探索矿场应用转换路径,通过调研国内外气藏开发实验技术的发展,结合中国天然气开发实验技术研发和应用实践,梳理了天然气实验技术发展历程、天然气开发实验技术体系以及取得的关键技术突破.研究结果表明:①天然气开发实验技术发展历程可概括为早期人工手动—当前自动化—未来智能化三大阶段,当前处于从自动化向智能化发展阶段;②围绕"储层物性与气水渗流、气藏开发、气藏提高采收率"3个方向,发展形成了"物理模型研制、储层参数测试、渗流机理研究、气藏开发物理模拟和气藏提高采收率物理模拟"五大特色技术体系,在物理模拟模型研制、储层岩石孔喉结构表征、气水赋存状态与渗流特征检测、气藏开发物理模拟和气藏提高采收率物理模拟等方面取得关键技术突破,如孔洞缝定量仿真重构、纳米—微米级孔喉定量表征和气藏开发全过程仿真物理模拟等;③明确了"物理实验室-数字实验室-矿场试验室"一体化联动攻关模式,建立了"实验研究、规律认识、生产实践"矿场转化闭环机制,在裂缝-孔隙型边底水气藏、含水致密砂岩气藏和多层疏松砂岩气藏等领域实现了较好的应用.结论认为,研究成果为气藏储层评价、气水渗流规律研究、气藏开发机理研究、储量可动用性评价、剩余气饱和度评价和气藏提高采收率技术可行性评价等提供了技术支撑,对于明确中国天然气开发实验技术下一步发展方向具有指导意义.
天然气开发气藏提高采收率实验技术机理应用进展
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为解决矿山风化料堆存问题,实现其资源化利用,以蕲春县石鼓冲绿色建材基地项目的砂石骨料矿山中风化、未风化料为研究对象,开展性能检测与掺配试验,确定最优掺配比例并验证掺配后砂石骨料性能.结果表明,中风化、未风化岩石饱和抗压强度均满足规范要求;中风化机制砂压碎指标为19％～45％,部分样品不满足规范要求,两类风化料加工的碎石均满足规范要求.当中风化料掺配比例为25％时,混合机制砂压碎指标接近未风化机制砂,性能满足Ⅲ类砂要求.确定中风化料与未风化料的最优掺配上限为25％,为矿山风化料资源化利用及同类工程处置提供了技术支撑.
中风化料未风化料机制砂石骨料掺配比例
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为探究石质路基半刚性基层所适用的开挖、铺筑工艺,保证路基及路面基层结构的安全性与耐久性,以某高等级公路为例,根据工程实际提出试验段石质路基爆破开挖方案以及水稳碎石基层混合料的配比方案;进而从路基处理、半刚性基层施工两方面对试验段石质路基半刚性基层的施工要点展开分析,并对施工质量进行检测.结果表明,通过合理选用爆破参数,控制爆破过程,可提高硬质岩石破碎效果和路基开挖工效;在此基础上按照常规流程铺筑水稳碎石基层,能保证路面基层施工质量,为后续施工提供可靠基础.
高等级公路石质路基半刚性基层施工工艺
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岩石介质的波速特性能够综合反映其物理性质、宏细观结构及受力状态,是利用声学技术辨识岩体结构及力学行为的重要依据.为了揭示并量化表征岩石介质应力与波速的关联性,基于质点受迫振动力学分析及声弹性理论,阐明静态荷载作用下质点振动特征的变化机制,建立以切线与动态弹性模量为中间变量的岩石应力-波速函数模型,揭示应力对岩石波速的影响机制,实现岩石在受力状态变化下波速响应规律的定量表征.理论推导表明:静态力仅改变了材料中质点振动的平衡位置,不影响声波激励下质点振动特性.应力并不显性出现在振动增量方程和波速公式内,通过改变材料的刚度参数间接影响波速,这是岩石声波振动区别于各向同性理想材料的主要原因.试验结果表明:随着应力增加,岩石波速经历初期缓慢增长、中期快速增加、峰值前小幅度波动、峰后快速降低 4 个阶段.在应力-应变线弹性阶段内,切线弹性模量与波速变化趋势同步变化,且与控制波速的动态弹性模量高度线性相关.基于试验结果和关键节点,推导波速与应力的数学模型及具体参数的物理意义.结合现有研究,讨论该模型的适用性和不足.研究旨在揭示应力改变波速的微观驱动机制,可为岩石力学研究提供可量化的波速-应力关系,为基于声学检测的岩体工程的应力辨识方法提供科学依据.
岩石力学波速轴向应力弹性模量单轴压缩应力测量
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四川盆地寒武系筇竹寺组页岩气勘探潜力巨大,但其埋深超深,厚度大,层内地震反射信号弱、分辨率不高,存在地质旋回内幕模糊、小层界面连续性差、断点断面不清晰以及微幅构造不落实等问题,难以支撑精细勘探开发.为此,立足现有地震资料,针对性地开展了地震资料处理、甜点预测等方面的攻关,并通过工程实践验证技术有效性.研究成果表明:①形成了基于弱信号保护的高保真去噪技术、多次波识别及压制技术、Q 层析与 Q 偏移提高分辨率处理技术和逆时偏移成像技术,目的层主频提升 5 Hz,频宽拓宽 10 Hz,提升了各小层识别能力;②建立了岩石物理模型驱动页岩甜点预测技术、页岩脆性矿物含量预测技术、三维地应力预测技术和神经网络裂缝概率检测技术,地质甜点预测精度大于 90%,工程甜点预测精度大于 80%;③构造断裂刻画更精细,实现了页岩层段含气性、富集性和可压性评价,落实了地质工程甜点分布;④地震攻关成果支撑了资阳地区筇竹寺组超深层页岩气高效勘探和规模储量提交、立体开发先导试验方案编制和筇竹寺组二段下亚段一期 10×108 m3/a 产能建设,保障了完钻井优质储层钻遇率 100%,测试日产量平均超 100×104 m3.⑤针对筇竹寺超深层多层系、多类型勘探评价及立体开发需求,提出了以高密度地震技术为核心的技术迭代升级方向.结论认为,研究成果较有效解决筇竹寺组页岩气勘探开发挑战,保障超深层厚层页岩气的规模高效开发,对其他地区类似页岩气勘探开发具有良好的借鉴意义.
四川盆地资阳地区筇竹寺组超深层页岩气超深层地震资料处理地震甜点预测地质工程一体化
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石料杂基占比是决定工程用材质量稳定性的核心参数,长周期服役工况下杂基比例波动会持续改变石料的力学性能与耐久指标,直接影响基建工程的服役安全性.为解决传统石料检测流程繁琐、现场适配性差、性能预判滞后的工程痛点,本文依托岩石力学与材料换算理论,结合多梯度杂基配比试验数据,构建长杂基比石料理化指标换算模型.研究表明:该标准化换算模型可实现石料性能快速推演,检测误差控制在 5%以内,能大幅简化现场用材检测流程,提升工程用料筛选精准度,为各类基建工程石料的标准化应用提供理论支撑.
工程用料石料杂基占比换算标准性能推演
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利用自主研发的试验平台,对花岗岩试样进行多种热冲击处理,获取其内部非均匀温度场的时空演化数据.结合温度梯度和降温速率的分布特性及声发射信号,阐明了热冲击引发阈值(即热冲击导致可检测微裂纹萌生并持续扩展的最低热载荷水平,以声发射活动显著增强为标志)随加热温度和降温过程剧烈程度的变化规律.研究发现:热冲击过程中试样内部降温速率与温度梯度峰值的峰值位置由外层向内层转移,且峰值大小随时间衰减.利用常温乙二醇溶液进行降温的试验表明,当加热温度低于300℃时,试样未产生明显热冲击损伤;当温度为400～800℃时,引发热冲击的温度梯度阈值为15.95～26.45℃/mm,降温速率阈值为3.03～5.10℃/s.经600℃加热并在不同温度(26～40℃)乙二醇溶液中降温的试样,其温度梯度阈值为19.24～25.49℃/mm,降温速率阈值为3.23～5.31℃/s.上述阈值随加热温度的升高和降温介质的温度降低而增大.本研究建立的量化热冲击引发阈值的试验框架,为准确定义岩石中的热冲击现象提供了实现路径,相关成果可为应对岩石工程中的热冲击现象提供理论基础和数据支撑.
热冲击降温速率温度梯度阈值力学特性高温花岗岩
