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本發明公開了一種施工及運營期隧道滲流場模型試驗系統及其試驗方法，包括滲流模型箱的箱體和數據采集裝置，箱體的頂部設有壓力表，側壁底部設有溢流孔，側壁頂端和底端分別設有模型箱上進水孔和模型箱下進水孔；相對的兩側壁上開有隧道孔；固定鋼筋籠的兩端固定于隧道孔孔緣內壁上，其外包裹隔土層；法蘭盤的外圈螺栓固定于隧道孔孔緣外壁上，內、外鋼筋籠分別均通過法蘭盤固定于隧道兩隧道孔之間；法蘭盤的內孔設有蓋板；在內外鋼筋籠之間螺紋連接施工期隔土板；在內鋼筋籠內螺紋固定掌子面擋水板；且二者位于同一垂向截面上。該系統可方便、準確、真實地測試滲流場作用下隧道施工、運營期的滲流場情況。

本新技術成果來自省部級科技計劃，獲得省部（學會）三等以上科技獎勵，并獲得國家發明專利授權。該成果成功解決了大斷面黃土隧道的施開挖方法，能夠經濟、安全和快速地實現大斷面黃土隧道的建造。

交通隧道與城市地下工程是我國長期的熱點研究領域，我校主要開展隧道與城市地鐵工程有限元計算軟件研發、城市地鐵工程沉降控制技術、復雜地質環境山嶺隧道施工監控技術研發、在役隧道病害治理技術研發、隧道與城市地鐵工程事故分析與處理技術、山嶺隧道與城市地鐵工程次生災害及防治技術研發。曾獲得省部級獎勵10余項，獲得專利30余項，出版專著教材8部，取得了在國內、國際有學科影響力成果，聚集了一大批該領域的技術專家，在山嶺隧道與城市地鐵工程設計方法、施工監控技術、事故分析與處理方案設計、次生災害及防治技術等方面處于國

本發明提供了一種用于隧道結構試驗的模擬水壓加載裝置及其加載方法。本發明對非圓形斷面隧道結構水壓試驗提供方便且精確的研究并解決結構受水壓作用下的力學特征問題。整體結構呈T型布置，上部為左、中、右三個框體，下部為下框體，左、右框體的空間內布置力傳感器，力傳感器上方設置微調螺桿。環箍鋼絞線經橫軸上導向滑輪和左/右框體翼板的定位孔與力傳感器連結；下框體的底板開有底板凹槽，下框體內品字形布置加載中軸、向上導向側軸和向下導向側軸，加載中軸設置在中框體翼板凹槽和下框體底板凹槽的滑動槽中，各軸上均設有定位導向滑輪其位置可以前后調節。主要用于隧道結構試驗。

本發明公開了一種基于交替電流及全斷面隧道掘進機的地質超前探測方法，其包括以下步驟：(1)提供一個地質超前探測系統，所述地質超前探測系統包括位于隧道內的隧道掘進機、恒流源、程控繼電器及光纖電流傳感器，所述隧道掘進機包括護盾、刀盤及連接所述護盾及所述刀盤的主驅動軸承；(2)以預定周期切換所述恒流源的電流施加位置，以使所述恒流源交替供電給所述護盾及所述刀盤，同時測量對應的電壓(3)根據基爾霍夫電流定律及電壓與電流的關系計算出所述隧道掘進機的側向地質體及前方地質體的視電阻率，進而分別分析所述側向地質體及所述前方地質體的地質狀況。

強度和韌性的“倒置關系”是材料研究領域長期存在的難題。大量的實驗表明，隨著金屬材料內部晶粒尺寸的降低，在強度獲得提升的同時，韌性將大打折扣。目前，廣泛采用的高強材料韌化策略有：（1）改變組分，通過引入和調整材料的多種主要元素，同時激活多種塑性變形機制，高熵合金材料就是采用這種思路；（2）改變微結構，在材料內部引入一種或多種梯度分布的微結構，避免由于特征長度突變帶來的性能突變，有效克服金屬材料強度和韌性的失配問題，這種材料被稱為梯度納米結構材料。 圖1 梯度結構金屬材料的類型（摘自：李毅，梯度結構金屬材料研究進展，中國材料進展，2016, 35: 658-665）人工制備的梯度納米金屬結構主要包括以下幾種：梯度晶粒，梯度位錯，梯度孿晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含兩種以上的梯度混合結構。在已經發展成熟的金屬材料內部引入梯度納米結構，可以進一步提高其強韌性匹配能力。例如，通過表面研磨處理（SMAT）在孿晶誘發塑性（TWIP）鋼表面引入大量的塑性變形，使其表面晶粒細化，隨著深度的增加，晶粒細化的程度逐漸降低，同時塑性變形也會導致位錯演化和孿晶的產生，因此在TWIP鋼內部形成了包含梯度晶粒，梯度位錯和梯度孿晶的梯度混合結構。這種梯度納米結構TWIP鋼的強度可以提升50%，斷裂應變僅從60%下降到52%，具有更高的強韌性匹配能力。目前，關于梯度納米結構TWIP鋼的研究集中于實驗，反映物理機制的本構模型研究還鮮見報道。西南交通大學力學與工程學院張旭教授與德國馬普鋼鐵所、中國鋼鐵研究總院等機構開展合作，指導博士生陸曉翀發展出考慮位錯滑移和變形孿晶等物理機制的微結構尺寸相關晶體塑性本構模型。依托DAMASK平臺將該模型移植有限元，并對梯度納米結構TWIP鋼的單軸拉伸變形行為展開模擬，揭示了其微結構演化與宏觀性能之間的關系，量化了不同梯度結構對材料強韌性的貢獻。相關研究工作已在金屬材料與固體力學交叉領域頂級期刊《International Journal of Plasticity》上在線發表，論文題目為Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP鋼的單拉實驗數據驗證該模型的合理性，結果表明該模型對不同尺寸下的應力應變響應和應變強化行為都可以較好地描述，特別是細晶TWIP鋼硬化率曲線中的up-turn效應。通過對內變量演化的分析及對比性模擬，作者發現這種up-turn效應源自于細晶中顯著的背應力。 圖2 對比不同晶粒尺寸TWIP鋼的單拉實驗和模擬結果由于梯度納米結構TWIP鋼的微結構十分復雜，晶粒數目眾多，通過采用三維均勻化方法，建立了宏觀試樣尺寸的有限元模型。通過對每層單元賦予不同的晶粒尺寸，初始位錯密度和孿晶體積分數，離散地描述材料內部微結構的梯度分布，并通過梯度網格劃分方法進一步減少單元數目。對于材料表層微結構變化劇烈的區域，采用密度較高的網格，以保證更加精確地描述微結構的梯度變化。 圖3三維均勻化方法示意圖作者利用發展的晶體塑性模型，對均勻和梯度納米結構的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP鋼的單拉變形行為進行模擬。結果表明，在合理描述均勻結構TWIP鋼應力-應變響應的基礎上，通過引入微結構的梯度分布，無需修改任何參數就可以較好地描述梯度納米結構TWIP鋼的單拉力學行為。通過對比變形云圖，作者發現均勻和梯度納米結構TWIP鋼的表面都會變的粗糙不平，但梯度納米結構的表面粗糙度更加明顯，產生的應變局域化形成了兩個凹陷區，且凹陷區在垂直于平面方向也會發生收縮。隨著深度的增加，收縮程度逐漸降低。通過對比性模擬，作者發現表面凹陷區的出現就是梯度納米結構TWIP鋼韌性略微下降的原因。而應變局域化的產生與表面納米層晶粒的應變強化能力有關，提高表面納米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷區的出現和韌性的下降。此外，作者通過分析不同層位錯密度的演化，進一步證實了上述觀點。作者還通過對比性模擬量化了不同梯度結構對材料強韌性的貢獻。結果表明：強度的提升源于梯度位錯結構，梯度晶粒和梯度孿晶結構有助于保持材料的應變強化能力。 圖4 均勻結構和梯度納米結構TWIP鋼的模擬結果對比分析。

乙二醇和丙二醇等化工二元醇主要用于聚酯樹脂、防凍液以及粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤 滑劑和表面活性劑等的生產。目前絕大多數的化工二元醇是通過氫化裂解石油基底物或糧食基 葡萄糖得到的，面臨著化石原料的日益枯竭和糧食安全等重大戰略問題。利用豐富的、開再生 的農作物秸稈生產乙二醇和丙二醇等化工二元醇，是木質纖維素生物煉制的重要方向。本技術 的產業化實施將對傳統農業的可持續發展和產業更新換代具有重大的提升作用，并大幅減少因 秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產成本嚴重阻礙了本技術的產業化進程。 秸稈化工醇的生產成本具體表現在過程的高能耗和高廢水排放上。 本項目的農作物秸稈原料生產乙二醇和丙二醇等化工二元醇成套技術采用華東理工大學研 發的干法生物煉制技術。該技術主要包括干法稀酸預處理、高固體含量酶促糖化和秸稈糖連續 加氫裂解等主要工序。其中，干法稀酸預處理技術使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器，實現 了過程零廢水排放，新鮮水和蒸汽用量比典型的預處理技術降低80%以上；高固體含量酶促糖 化技術則通過自主研發的螺帶型反應器處理固含量達20%以上的秸稈底物酶解，可得到糖濃度 高于10%的秸稈糖化液；秸稈糖連續加氫裂解技術則實現了化工二元醇生產過程的連續化和催 化劑的循環利用。通過該成套技術可以得到不低于20%（w/w）濃度化工二元醇的裂解液，纖 維素轉化率達75%以上。本技術的實施將會大大降低纖維素化工醇的生產成本，為纖維素化工 醇的產業化奠定基礎

本發明公開了一種基于元模型的智慧城市異構數據共享方法，包括 1：基于 MOF 元建模理論，構 建城市數據元模型建模框架；2：根據城市數據特征及描述需求，構建城市數據元模型通用元素集；3： 根據城市數據基本分類和專用元素集擴展模式，發展數據元模型專用元素集；4：基于 XML 模板建模， 形成元模型通用元素集和專用元素集形式化方法；5：實現網絡目錄服務、數據服務，建立開放式城市 數據元模型注冊和管理平臺；6：根據用戶實際應用需求，設計城市數據細粒度發現接口并獲得數據。 本發明為用戶提供了一種開放式、標準化城市異構數據共享的解決方案，為城市異構數據在線訪問、后 續處理及協同應用提供了支持，是城市異構數據共享中高效實用可靠的方法。