坡度检测论文

2024-10-15

坡度检测论文（共7篇）

坡度检测论文篇1

1 研发背景

定位器坡度是一项重要的接触网安全性检测项目。接触网定位装置中 (见图1) , 红色部分为定位器, 绿色部分为定位管。受电弓经过定位装置时, 其对接触网的接触力导致接触线及定位器有一定程度的抬升。因此, 定位装置 (定位器、定位管等) 的结构和安装状态应保证受电弓通过定位点时接触线能在一定范围内自由抬升, 且不产生明显硬点。为避免受电弓通过时碰撞定位器而导致打弓, 造成接触网运营事故, 对定位器坡度范围应有一定要求。

目前铁路行业内较多使用的接触网静态测量仪器一般通过测量定位器两点垂直投影高差的方法计算定位器坡度, 测量精度和效率都较低。实际上, 适用于160 km/h及以上运营速度的定位器坡度检测手段在国内外一直处于空白状态。由于缺乏高效可靠的技术手段, 无论是现场静态测量还是动态测量, 对定位器坡度的检测在接触网施工验收和运营维护中一直是个薄弱环节, 留下了一定的安全隐患。随着我国高速铁路的发展和既有线提速, 对定位器坡度的高速在线测量需求越来越迫切。在高速条件下对定位器坡度进行在线实时测量, 一方面有利于提高测量效率, 另一方面对于高速铁路的安全保障也有十分重要的意义。中国铁道科学研究院基础设施检测研究所先后研发了可运行于250 km/h和400 km/h速度下的定位器坡度检测系统, 成功解决了高速条件下对定位器坡度实时测量的技术难题。

2 系统架构

定位器坡度检测系统采用视觉测量方法, 并结合模式识别、机器学习等技术, 对高性能摄像头拍摄的接触网运行环境视频进行分析和信息挖掘, 以获得高速接触网的定位器坡度数据。系统主要包括车顶的摄像装置、用于测量的光源装置、车内的光源控制单元、用于图像采集处理的工控机及车下的车体振动位移补偿装置和车内的信号处理单元 (主要用于补偿车体侧滚对测量结果造成的影响) 。系统架构见图2。

3 软件方案

3.1 开发工具

定位器坡度采集处理软件采用Visual Studio开发, Microsoft Visual C++为开发Win32环境程序, 是面向对象的可视化集成编程系统, 不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点, 而且通过简单设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2、Win Sock网络和3D控制界面, 还具有“语法高亮”、自动编译及高级除错功能等特点, 可以明显缩短程式编辑、编译及链接时间, 在大型软件开发上优势显著。

3.2 数据处理流程

系统采用高性能图像处理服务器, 对前端摄像装置采集的高清视频信号和车体振动位移测量信号进行高速同步采集。视频数据的采集处理采用多线程处理框架, 用多个线程分别进行图像采集、分析、显示和结果保存。线程之间通过管道进行通信, 利用临界区实现对管道资源的共享。在多线程处理框架中, 一个独立的采集线程专门对图像数据进行高速连续采集, 并将其存于缓冲区中, 以队列形式等待其他线程的后续处理;一个独立的检测线程专门对待处理的图像队列进行逐个分析、检测, 并将结果存于另一缓冲区;一个独立的结果保存线程专门进行缓冲区中检测结果的逐个保存。在以上数据采集处理框架中, 只要图像的检测算法运算速度足够快, 不致使不断采集到的待处理数据溢出缓冲区, 则整个系统在检测列车高速运行过程中, 可以保证对每帧图像进行及时处理, 避免丢帧现象的发生。系统的数据采集处理框架见图3。

4 应用实例

目前, 自主研制的基于高速图像处理技术的定位器坡度检测系统已成功安装在CRH380A-001、CRH380B-0022辆高速综合检测列车。在2011年3—5月京沪高速铁路先导段综合试验中, 对系统的准确性、重复性和可靠性等进行了全面验证, 其功能达到了设计目标要求, 最高检测速度达到400 km/h。系统软件处理界面见图4。

5 结束语

定位器坡度检测系统不仅在国内外首次实现了160 km/h及以上运行速度下对接触网定位器坡度的在线测量, 并可在最高400 km/h运行速度下实时测量定位器坡度的定量数值, 填补了重要的技术空白。系统的成功研制为接触网施工及运营维护单位掌握定位器坡度数据提供了高效可靠的测量手段。同时, 在周期性等速检测、新建铁路联调联试等工作中丰富了一项重要的接触网安全性检测项目, 为新建高速铁路及提速线路的行车安全提供保障, 具有很好的应用价值和前景。

参考文献

[1]铁道部.接触网运行检修规程[S].北京:中国铁道出版社, 2007

[2]铁道部.高速铁路接触网运行检修暂行规程[S].北京:中国铁道出版社, 2011

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[4]中铁电气化局集团有限公司.电气化铁道接触网[M].北京:中国电力出版社, 2003

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[6]E R Davies.Machine Vision:Theory, Algorithms, Practicalities[M].Third Edition.Singapore:Elsevier, 2005

提问的适度和坡度篇2

提问要难易适度, 这是一个老生常谈的话题。但在实际教学中仍有不少的问题, 值得我们去探讨。提出的问题应该有多难呢?提出的问题要使学生处于“跳一跳, 摘桃子”的状态。如果教师提一些“好不好, 对不对”的是非性的非常简单的问题, 学生就会不假思索, 一语道破;如果问题太大太玄, 学生就像丈二的和尚———摸不着头脑, 不知道从什么地方思考, 更不知道从什么地方回答, 索性便如秃子冰上的头发———不长也不想, 学生根本就没想回答问题。这两种现象都不能激发学生的思维活动, 都不能发展学生的智力, 都不能培养学生的能力。但是要恰到好处地把握这个尺度, 不是一件容易的事件。因为学生与学生之间往往有较大的差异, 同样的一个问题对好学生来说是很简单, 对差学生来说就难了。所以, 要把握好尺度, 就有一个“因材施教, 因人而异”的问题。

2. 坡度

坡度, 就是设计问题时, 要由易到难, 由简到繁, 由浅入深, 层层递进, 把学生的思维一步步引向新的高度, 不要在一个水平上盘旋。“良好的开端是成功的一半”, 教师先问一些比较易懂有趣的问题, 让学生尝到解决问题的乐趣, 然后逐步加大难度。这样就像登山一样, “一山放出一山拦”, 学生登高的兴趣就会越来越浓, 课堂气氛就会越来越活跃。如果教师开门见山抛出一个难题, 就会出现冷场现象, 不但影响课堂气氛, 而且教师乱了阵脚, 学生的情绪也低落了, 一堂课就失败了。

“提问有法, 但无定法”。我们在教学中应根据实际情况进行提问, 力争取得最佳的教学效果。

倡导分散小测试, 将评价形式多样化

新课程要求将评价活动当成为学生提供自我展示的平台, 鼓励学生展现自己的能力与才华。在实践中, 教师要扮演好引路者和指导者的角色, 把活跃在舞台的主动权还给学生。教师要赋予小测试以新的内容和形式, 把因受卷面考试限制而不能进行评价的知能、素养点, 用分散小测试的形式进行, 并用“好、较好、一般”的形式体现。教师要尊重学生的评价权利, 使之不仅可以评价自己的学习, 也可以评价同学的学习, 从而增强学习的创新意识。如表情朗读、现场口头作文、三分钟演讲等, 让学生在轻轻松松、其乐融融的氛围中展现自己。教师可组织学生用简洁语言和简单手势符号给予简评, 使其得到激励性评价, 进而调动学生内部动机, 让其看到自己的进步和成绩。

教师还可通过形式多样的竞赛活动, 让学生在宽松、愉悦的活动情境中获得思想的陶冶、知识的积累、能力的发展、个性的丰富, 这样能有效地保持他们语文学习兴趣的长期性和稳定性。

倡导分散小测试, 还能够更全面客观地对学生的语文学习能力与素质做出动态评估, 防止出现“一张考卷定优劣”的评估方式所带来的弊端。

小学语文情理课堂的“四大特点”

一、情理课堂, 是情感优先铺垫其间的课堂。语文课堂首先应该触动学生的真情, 让课堂充溢着真情, 形成一个有情的磁场。语文学科一旦离开了情, 必将失去其应有的魅力。为此, 语文课贵在教师能引领学生走进课文的情境中, 走进作者的情感世界中。

二、情理课堂, 是理性思维充溢其间的课堂。从阅读教学的角度来说, 学生阅读课文, 进去了还得跳出来, 通过阅读能冷静地对课文作一番思考, 作一番评价, 能发表自己的见解。思考得越缜密、越深刻、越有见地, 越能表明理性思维的水平。

三、情理课堂, 是留足学生思考空间的课堂。情理课堂提倡上课需要有适当的“冷场”。学习是主动建构新的信息意义的生成过程, 这个过程也就是消化吸收产生新知的过程, 它需要静思, 需要时间。眼下许多语文课师生集体对话时间过多, 学生缺乏独立思考时间, 这种背景下所呈现的“繁荣”, 往往是一种“虚假繁荣”。

DEM坡度的尺度效应研究篇3

1 研究区域

研究数据区域为陕西省安塞县县南沟小流域，面积约44.85km2，位于黄土高原中部，是延河的一个小流域，属于典型的黄土高原丘陵沟壑区。该地区地形复杂，海拔约1010～1440m，地面相对起伏达200多米，地面坡度30°以上达一半以上，是研究地面坡度变化的理想区域。

2 数据基础

以陕北安塞县县南沟流域1∶1万、1∶5万、1∶10万和1∶25万比例尺地形图作为基础数据，由ANUDEM软件建立不同分辨率的水文地貌关系正确的DEM。ANUDEM软件是澳大利亚国立大学在Hutchinson教授的研究成果基础上研发的专业化DEM插值软件，所建立的DEM没有TIN生成DEM所产生的“平三角”。与普通DEM相比，能够准确地表现水文地貌特征，提取的河流网络、流域边界及坡度等参数，准确性和精度均较高[8]。

基于1∶1万、1∶5万、1∶10万、1∶25万地形图和ANUDEM软件，分别建立与其比例尺相适应的5m、10m、25m和50m分辨率DEM，对应的编号分别为DEM5、DEM10、DEM25、DEM50ㄢ

基于1∶1万、1∶5万、1∶10万、1∶25万地形图，分别建立分辨率为100m的DEM，对应的编号分别为DEM1 b、DEM5 b、DEM10 b和DEM25 bㄢ

基于1∶1万地形图分别生成5m、10m,25m、50m、100m不同分辨率的DEM，对应的编号分别为DEM5、DEM1＿10、DEM1＿25、DEM1＿50和DEM1＿100ㄢ

3 研究方法

建立所需分辨率的DEM以后，在ArcGIS下对DEM进行空间分析，生成坡度，对坡度进行分级统计，分级单元为0.5°，分别计算DEM对应的坡度频率和累积频率。坡度频率为DEM中某一坡度值分级单元中的栅格数占总栅格数的比例，在统计学上可以表达DEM包含的地形信息量，坡度累积频率为某一坡度值及低于该值的坡度频率之和。在Excel下制作坡度频率曲线和坡度累积频率曲线。

根据水平方向DEM栅格单元大小及垂直方向上相邻栅格高差影响坡度的原理，分析不同分辨率DEM的坡度频率和累积频率在不同坡度范围的分布，以及DEM平均坡度随分辨率的降低而发生的变化。在这基础上对比多种分辨率DEM在不同尺度效应下发生的坡度衰减程度，分析制图综合与采样间距效应对坡度衰减的影响。

4 结果与分析

4.1 综合尺度效应分析

综合尺度效应分析是1∶1万、1∶5万、1∶10万、1∶25万地形图分别生成相对应分辨率DEM的对比，它们具有不同综合平滑程度、不同采样间隔。其坡度频率曲线和坡度累积频率曲线如图1、图2所示，平均坡度及其差值如表1所示。

从图1和图2可知，DEM5的坡度分布范围为0～55°，坡度频率统计值呈正态分布。DEM25和DEM50的坡度分布范围分别为0～50°和0～45°，略有减小。DEM50的坡度范围减小为0～35°，分布也明显变窄，集中在10°附近。对比频率曲线的峰值分布，DEM5在坡度为30°附近达到频率的最大值15%，随DEM分辨率的降低，频率曲线的峰值逐步增大，对应的DEM坡度值逐渐降低，DEM50中坡度为10°的栅格数占到了单元总栅格数的24%左右。在DEM坡度平均坡度统计表1中，DEM5的平均坡度为28.41，为四种分辨率DEM平均坡度的最大值，随着分辨率的降低，平均坡度也逐渐降低，DEM50的平均坡度为13.40，不到DEM5平均坡度的一半。

4.2 制图综合对坡度的影响

制图综合效应分析是1∶1万、1∶5万、1∶10万和1∶25万比例尺地形图分别生成100m分辨率DEM(见表2)的对比，它们具有相同的栅格尺寸，不同的综合平滑度。其坡度频率曲线和坡度累积频率曲线如图3、图4所示，平均坡度及其差值见表2ㄢ

从图3、图4的坡度频率曲线和累积频率曲线来看，以1∶1万、1∶5万和1∶10万地形图为基础生成的DEM坡度频率曲线相差不大，坡度频率分布基本相同，坡度大都集中在12～14°附近，且基本都呈正态分布。从表2可以看出，不同比例尺地形图生成的DEM平均坡度相差较小，小比例尺地形图生成的DEM平均坡度还有增加的趋势，说明1∶1万、1∶5万和1∶10万地形图之间的制图综合程度对DEM坡度的影响较小，这方面的DEM坡度变化还有待于进一步研究。而以1∶25万地形图为基础生成DEM25 b的坡度频率曲线与其他比例尺的偏离很大，曲线峰值明显偏向坡度小的方向，在0～3°附近的栅格单元数目占到了总栅格数目的30%多，达到最大值，其平均坡度相对于其他比例尺地形图生成DEM的平均坡度差值也相对较大，DEM所表达的地形信息量明显较小。

4.3 采样间距对坡度的影响

采样间距效应分析是对1∶1万比例尺地形图生成的分辨率分别为5m、10m、25m、50m和100m的DEM比较，它们具有相同的综合平滑程度、不同的栅格大小和不同的信息量。其坡度频率曲线和坡度累积频率曲线如图5、图6所示，平均坡度及其差值见表3ㄢ

从图5和图6中可以看出，随着采样间距的增加，坡度频率曲线的分布范围明显变窄，越来越集中在小的坡度值范围内，DEM5和DEM1＿10的坡度频率在31°附近达到最大值，分别为15%和20%，DEM1＿25的坡度频率在25°附近达到最大值25%，DEM1＿50的坡度频率在12°附近达到最大值30%，不同DEM坡度频率的曲线峰值向小坡度值偏移，统计值也逐渐变大。由DEM平均坡度及差值表3可知，DEM5的平均坡度为28.41，为上述四种DEM平均值的最大，随着分辨率的不断降低，平均坡度也同时减小，相邻分辨率DEM的平均坡度差值也越来越大，DEM1＿100的平均坡度还不到DEM5的平均坡度的一半，说明随分辨率的降低，DEM平缓坡度占的面积越来越大，陡坡的面积越来越小。

5 结语

本文通过分析制图综合和采样间隔对DEM坡度的影响后认为:(1)随着地形图比例尺的减小和采样间距的增大，生成的DEM坡度呈衰减的趋势，主要表现在坡度分布范围变窄，坡度频率集中向坡度较小的方向分布，平均坡度同时也减小，说明缓坡面积逐渐增大，地貌结构简化;(2)不同基础数据源、不同采样间距的DEM，随着分辨率的减小，坡度有着明显的衰减趋势。不同地形图比例尺所生成DEM的制图综合程度不同，对于坡度的影响程度也不同。总体来说，制图综合效应对于坡度衰减的影响不是很明显。随着DEM采样间距的增大，坡度呈现比较明显的衰减趋势，说明采样间距效应对于坡度的影响比较大。相同信息量的DEM，随着栅格尺寸的增大，坡度有衰减的趋势，但是这个坡度衰减相对采样间距效应不是很明显，这是因为采样间距除了单纯的栅格大小作用外，还加入了因为信息量不同引起的平滑作用。

DEM坡度的影响受制图综合和采样间隔两方面的影响，这两种程度之间的量化关系有待于进一步分析。另外DEM坡度衰减势必会影响地形分析的精度，如何采取有效的措施消除或减弱这种影响，是以后研究的方向。

摘要：DEM的坡度是地形分析中的重要地理因子,随着DEM分辨率的降低,在其上提取的坡度会不断趋于平缓,因而不能如实表现地形起伏。本文重点研究了制图综合和采样间隔两个方面对DEM坡度的影响,利用不同分辨率DEM所提取的坡度的频率和累计频率,并对其进行分级统计,作为数据分析基础。利用制图综合和采样间隔两方面的综合效应对DEM坡度的影响,验证了DEM坡度随其分辨率的降低而发生衰减。针对制图综合生成的DEM具有相同的栅格尺寸,不同的综合平滑度,而不同采样间隔地形图生成的DEM具有相同的综合平滑程度、不同的栅格大小和不同的信息量,对这两种情况下的DEM坡度分别进行了统计分析,结果表明制图综合对1∶25万地形图生成DEM坡度的影响较大,对于其他比例尺地形图生成DEM的坡度衰减影响不明显。采样间隔对于1∶1万比例尺地形图生成不同分辨率DEM的坡度衰减都具有较大影响。

关键词：DEM坡度,坡度衰减,坡度频率,坡度累积频率

参考文献

[1]Moore I D,G.R.B.,Landson A R,a Review ofHydrological,Geomorphological,and Biological Applications[J].Hydrological Processes,1991,5(1):3～30.

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[3]李志林,朱庆.数字高程模型[M].武汉:武汉大学测绘科技大学出版社,2000.

[4]周启明,刘学军.数字地形分析[M].北京:科学出版社,2006.

[5]汤国安,赵牡丹,李天文等.DEM提取黄土高原地面坡度的不确定性[J].地理学报,2003,58(6):824～830.

[6]郝振纯,池宸星,王玲等.DEM空间分辨率的初步分析[J].地球科学进展,2005,20(5):499～503.

[7]杨勤科,贾大韦,李锐梁伟,师维娟.基于DEM的坡度研究——现状与展望[J].水土保持通报,2007,27(1):146～150.

利用多媒体减缓习作教学的坡度篇4

一、利用多媒体再现情境, 减缓作文坡度

1.镜头再现, 唤醒回忆

如各种实践活动、游戏活动、生活中的各种比赛等, 学生们参加的时候兴高采烈, 可一结束就忘了, 写作文时自然寥寥数语, 更别说写得生动具体了。而如果教师能用镜头将孩子们的一些活动场面记录下来, 在上课时, 利用镜头再现当时的情境, 激起学生的回忆, 使学生之间产生思想碰撞、情感共鸣, 就会有意想不到的效果。

如学校每年都要开运动会, 而运动会之后往往会放假两天, 等学生再回校时都忘了当时的情景。为了留住这美好的记忆, 我就趁机录了像, 特别是为我们班的参赛选手拍了很多镜头。回校后, 我把录像放给学生看, 他们看录像时的高兴劲儿就甭提了!然后我组织学生对这次运动会进行交流、讨论自己印象中最深刻的镜头, 再根据学生所说回放镜头, 用几句话说一说 (目的是提示他们把细节写具体) 。这样学生笔下的运动会就不再是空洞无物了。

又如人教版三年级上册第一单元中要求学生写“丰富多彩的课余生活”, 一些学生写玩“老鹰抓小鸡”的游戏。学生的作文就像流水账一样, 没有一处写具体, 更别说对人物的动作神态进行描写了。于是我带学生们一起去玩了游戏, 并拍了一些镜头带回来, 让他们抓住印象最深的几处说一说并注意说清人物的动作神态, 这样写出来的文章就比原先的好多了。

2.特写镜头, 观察入微

生活中的不少事物、不少画面总能让学生们感动, 可一旦让他们动笔写成作文, 就变得无味了或者失去了其应有的特点。于是我想到来个特写, 通过那样的观察, 学生们不仅能细致准确地表达自己所看到的, 而且想象也会特别丰富。曾听到过这样一个作文课例:张化万老师让学生们在看瓜、说瓜后, 在教室里进行吃西瓜比赛, 比赛的规则是:吃得又快又把西瓜吃干净的可再奖一块西瓜。孩子们尽情地吃着, 有的将西瓜皮啃得薄得不能再薄, 有的狼吞虎咽, 袖子全湿了, 脸全花了, 也顾不上。而教师在一旁抓拍了一些镜头, 之后放给孩子们看, 请孩子们要注意观察别人的神情, 写好自己的神情。大家看镜头时忍俊不禁, 笔下的作文自然也精彩万分。

3.慢放画面, 思路清晰

生活中的有些事物、现象转瞬即逝。如果我们将其过程拍下来通过慢放操作, 清晰地重现在学生面前, 学生会对这些习以为常或鲜为人知的现象产生浓厚的兴趣, 激活写作思维, 打开写作思路。

4.窗口比较, 领悟特点

将不同的事物或不同人物的表情神态放在同一张幻灯片上进行比较, 这样更有利于学生对事物进行比较, 写出事物的特点及个性。曾指导学生写“拔河”比赛, 就综合运用了多媒体再现情境的各种手段:教师先拍摄下比赛的全过程, 以某个围观同学的手舞足蹈, 其中一组对手使劲拔的典型画面为镜头特写;用输赢即定的那一瞬间为慢放画面;选拔河胜利表情丰富的孩子与失败而表情丰富的孩子为镜头对比;选拔河胜利者喜形于色, 周围同学为胜利鼓掌高呼的镜头为重复播放。孩子们很快打开了思维的闸门, 自然地运用点面结合的方法, 作文写得生动精彩、妙语连珠。如“瞧!比赛双方使出吃奶的力气, 死死地握住绳子, 使劲往后拉。”“我们围观的同学, 个个摩拳擦掌, 使劲地喊着‘加油’, 恨不得能上去帮一把。”“‘我们赢了’, 只见胜利的一组, 有的同学两手高高举起, 有的做着胜利的手势, 有的在狂跳, 脸上满是成功的喜悦。”……

二、利用网络再现事物, 易于学生表达

学生们之所以畏惧作文, 是因为感到作文无从下笔、无话可写。我们可以利用PPT重现事物, 让学生在教师的指导下进行有序、仔细的观察, 这样学生就会有话可写, 写出来的作文自然也会有序可循。

例如, 在学了人教版三年级下册《荷花》一课后, 我要求学生仿照《荷花》的写法, 描写一种自己喜爱的花, 学生由于不曾仔细观察过某一种花, 有的面露难色, 有的套用《荷花》的写法, 写出来的文章千篇一律。我向学生了解了他们喜爱的花后上网查找相关图片 (每种花的几种不同的姿态) , 用PPT向学生们展示, 学生一下子打开了话匣子, 自然练笔也就很成功了。如一学生这样写道:“许多桃花都绽开了笑脸。有的才展开一两片花瓣, 像蝴蝶竖起的翅膀;有的花瓣全展开了, 像在枝头跟我们比美;有的还只是花骨朵儿, 像一粒粒粉色的珍珠, 美不胜收。”……

又如, 人教版三年级上册第三单元的习作是“秋天的图画”。我们将此习作分为两类, 一类是记事类的 (秋天里的一件事) , 另一类就是写秋天的美景的。写景的无非就是从果园、田野、天空等几方面进行描写。在教学本单元课文《秋天的雨》时, 我们要求学生在积累描写秋天的好词、好句的基础上, 再配合网上查找的图片让学生仿照课文第二自然段用上总分的段式来写写秋天的果园:秋天的果园, 五彩缤纷, 瓜果飘香。________________________。这样对单元习作来说, 就是一种很好的铺垫, 学生在写作材料上、写作方法上就有了积累。学生在“秋天的图画”中如写到相关的内容, 就一定驾轻就熟了。

三、利用多媒体孕育感情, 学生情动而辞发

古代文学理论家刘勰认为“文为情而作”, 即情感是文章的生命及灵魂。也就是说要让学生在情感化氛围中写作, 这样才能“情动”而“辞发”。

如在教学《荷花》一课时, 我引导学生品读课文体会荷花的千姿百态、万种风情, 然后利用课件播放轻柔的音乐, 欣赏摇曳多姿的荷花, 学生看得津津有味、如痴如醉。接着我让学生轻轻闭上双眼, 合着轻柔的音乐展开想象:“现在, 你就是一朵白荷花, 穿着雪白的衣裳, 站在阳光里。一阵微风吹来, 你就翩翩起舞, 雪白的衣裳随风飘动。风过了, 你停止舞蹈, 静静地站在那儿。蜻蜓飞过来, 告诉你清早飞行的快乐。小鱼在脚下游过, 告诉你昨夜做的好梦……你还遇见了谁?它们告诉你什么?”学生思维的火花被点燃了, 他们灵光闪现、思绪飞扬, 诗歌一样的语言像朵朵闪亮的浪花不断跃起:“青蛙‘呱呱呱’地跳过来, 告诉我昨夜演唱会的盛况。”“小鸟飞过来, 告诉我在天空自由飞翔的快乐。”“蝴蝶从身边飞过, 告诉我传播花粉的方法。”“小鸭子从我的身边游过, 告诉我露珠是多么的美丽。”“蚂蚱跳过来, 告诉我跳跃的愉快。”……

四、利用多媒体收集资料, 提高遣词造句能力

小学生生活经历、阅读信息十分有限, 词汇贫乏, 而多媒体可为学生提供自己喜爱的图片、词语和句子, 学生可根据需要适当选取, 并使这些好词、好句学为己用或者进行迁移运用, 从而提高学生遣词造句的能力。

同样是“秋天的图画”这一单元习作, 我们让学生在习作教学前收集有关秋天的好词、好句, 然后将这些好词好句进行分类, 看看哪些适合写开头, 哪些适合写结尾, 哪些是写果实的, 哪些是写庄稼的。这样进行归类, 让学生明白积累的好词、好句可以用在什么地方, 或可以在什么地方进行仿写运用。在读一读、记一记后再进行单元习作教学, 学生的文句就会优美得多。

山区大坡度小断面隧道施工技术篇5

1、施工防排水施工

1.1 隧道防水方法

隧道的施工应采取如加设防水板等有效的防水措施, 以防止隧道内淋水现象的发生。如果, 在开挖后出现钻孔流量大、裂隙发育、围岩破碎等异常情况时, 应立即采取注浆堵水等一系列措施, 并停止掘进。

1.2 洞内排水方法

隧道内临时挖设排水沟, 为了将洞内的残水汇集, 集水井应每隔一段距离进行设置, 因为, 在大下坡位置, 从上至下对隧道进行开挖, 不能自然将水排出。在隧道内右侧安设集水井, 集水井为正方形横截面, 深度为一米, 边长同为一米。为了确保隧道内无积水残留, 集水井内的水可使用抽水机排出。布置集水井可参照图所示。

1.3 洞外截水方法

为了有效防止场坪中进入雨水, 可将排水沟挖设于隧道便道边和进口施工场坪的上方。为防止洞内进入雨水, 可将截水沟挖设于明挖坑的周围。为防止雨水进入到隧道中, 可将截水沟修建于隧道出口洞门上。

2、隧道的爆破开挖

2.1 工艺步骤

爆破采用光面爆破技术, 因隧道断面尺寸较小, 因此开挖采用全断面技术。隧道爆破开挖步骤如下:施工准备阶段;定位测量;钻眼;装药;起爆;找顶、通风;运输、装渣;进入到下一阶段。

2.2 隧道出渣

因隧道处于下坡位置, 且坡度较大, 因此, 采用传统电瓶车牵引矿产出渣不能达到施工要求。第一, 无法确保出渣安全性, 制动力达不到要求标准。第二, 电瓶车牵引能力有限, 不能满足要求。所以, 洞内有轨矿车对材料的运输以及出渣都采用卷扬机进行牵引。在进行隧道施工时, 要给操作人员配备对讲机, 以确保危险区内以及轨道上无人员, 卷扬机在确认了洞内洞外联系后, 方可开动。为了确保供应电力的充足, 可给点动力的卷扬机配备充足的油料和一台发电机。

2.3 调整爆破参数

在隧道施工过程中, 围岩情况都会产生变化, 而且, 种类相同的围岩其可爆性也不同, 因此, 在施工进行中, 调整了光面爆破参数。 (1) 在爆破后, 炮孔周围爆破裂隙可见, 应调低药量, 表明了药量偏高。 (2) 爆破后, 块度较大, 但光爆效果好, 应加以调整, 表明炮眼密集系数小。 (3) 爆破后, 光爆层未爆, 周边眼见存在裂纹, 则表明眼距过大或者药量偏少, 应进行调整。 (4) 爆破后, 凸面出现在周边眼间, 应将光爆层厚度适当减小, 表明沿抵抗线方向难以爆破。 (5) 爆破后, 凹面出现在周边眼间, 应将光爆层厚度适当增大, 表明沿抵抗线方向容易爆破。

3、饱和块石土施工方法

3.1 型钢拱架支撑方式

在隧道开挖后, 根据具体的块石土地质, 进行立型钢拱架的支撑, 连接采用26根¢22毫米的钢筋, 钢筋网采用¢8毫米的钢筋进行环向加密, 在拱架上, 径向打入¢22毫米的锚杆, 并施焊, 并在拱架上焊上超前注浆小导管。该方法的使用提高了隧道的安全性, 形成了整体防护结构。

3.2 超前小导管注浆加固

开挖时, 发现隧道进口段的地层为饱和块石土, 为了确保施工的进度和施工安全性, 加固措施采用了超前小导管注浆工艺, 隧道的开挖在地层得到硬化后在开展实施。采用内径为42毫米的无缝钢管作为注浆小导管, 注浆孔钻于钢管之上, 10毫米的孔径。钻孔的布置采用梅花型, 钻孔间距在200毫米, 值得注意的是钢管尾部作为止浆段, 不进行钻孔。水玻璃和水泥双浆液作为浆液, 水玻璃与水泥浆的体积比为0.7:1, 水灰与水泥浆的比为1:1。在注浆24小时后, 可进行隧道的开挖, 注浆压力应控制在2.0Mpa左右, 该工艺对超挖进行优质地控制, 大幅度提升了隧道安全性, 仅有少量的渗水和跨蹋, 围岩在开挖后状态良好。注浆工艺步骤如下:调查如空隙、土质等围岩地质情况;包括机具检修、小导管的制造、测量放样、参数的确定等施工准备;钻孔并进行小导管的安设;进行注浆;压力流量达到标准;完成。

4、施工通风

在隧道洞口十五米之外, 装配一台通风机, 施工通风采用压入式, 新鲜空气采用帆布筒管压到掌子面。工作面距离压入风管出风口二十米左右, 安装通风管时, 应派专人负责, 接头应严密牢固, 安装应平顺。

结束语

为了确保开挖的进度以及安全性, 采用超前小导管注浆加固方法进行隧道进口饱和块石土段的施工, 其方法效果显著。为了确保施工进度, 解决大坡度小断面隧道运输、出渣、开挖等问题, 通过卷扬机有轨运输、开挖时的光面爆破等措施, 获得了合适的渣块度。一系列措施的应用, 有效解决了山区大坡度小断面隧道施工的技术难题。

参考文献

[1]晏启祥, 刘罡, 耿萍, 朱家稳.风积砂地层隧道导向水平旋喷桩超前加固与预留核心土台阶法施工技术[J].施工技术, 2013 (7) .

[2]李鹏飞, 赵勇, 张顶立, 刘建友.虑应力释放含衬砌的深埋圆形隧道应力及变形的弹塑性解[J].中国铁道科学, 2013 (2) .

[3]王军, 魏文涛.利用车载探地雷达对隧道衬砌状态检测技术的研究取得重大突破[J].西铁科技, 2013 (1) .

[4]宋妍, 王晓琳, 李洋, 李锐.三维激光扫描技术与数码影像地质编录系统隧道围岩信息采集应用对比研究[J].隧道建设, 2013 (3) .

坡度对柴油流淌火燃烧特性的影响篇6

关键词：流淌火,柴油,坡度,燃烧特性

随着我国能源安全战略的调整实施和经济社会的快速发展, 石油已经成为保障国家经济与政治安全的重要战略物质。我国于2004年开始正式规划建设国家石油战略基地, 预计到2020年我国的石油储备能力将提高至约8 500万t。随着油罐区规模的扩大和单罐容积的增加, 大型油罐区潜在的火灾风险也在不断增大。因此, 开展油品火灾的理论研究、提高油罐区火灾防控能力已成为消防安全领域的研究热点。

目前, 国内外对油品火灾的研究主要集中在油池火方面, 包括理论模型的建立, 火焰温度与高度、火焰几何形状与脉动频率、热释放速率和火焰热辐射等火灾特性参数在不同油罐尺寸条件下变化规律的研究以及油罐火沸溢喷溅等方面的研究。而针对油品流淌火灾方面的研究还鲜有报道, 现实火灾案例中油品流淌火灾又给我国石油化工企业带来巨大威胁和火灾损失, 因此开展油品流淌火灾燃烧特性的实验研究对于进一步认识与掌握此类火灾燃烧规律和解决消防部队灭火作战的实际需要具有重要的理论指导意义。

1 实验装置与实验方法

实验在自行设计的流淌燃烧实验平台上进行, 如图1所示。流淌燃烧实验平台包括模拟油罐、模拟泄漏装置、流淌燃烧槽、集流池和数据采集系统等。实验采用直径0.6m、高1.5m的外层包裹隔热材料的钢制油桶模拟油罐, 并在油罐周围固定填有岩棉的隔热钢板进行热防护;油桶高度通过固定式升降平台 (SJG 1.0-1.0, 最大升程1m, 最大载荷1 000kg) 进行调节;油品通过阀门控制经管路进入水封布流槽从泄漏口流出, 经点燃在6m长、1.5m宽的底部铺设耐火砖和耐火水泥的流淌燃烧槽内边流淌边燃烧;通过调节流淌燃烧槽下方的液压横杆来控制燃烧槽的倾斜角度以改变油品的流淌速度;燃烧的油品流入事先喷有泡沫灭火剂的集流池内以确保着火油品进入集流池内能够即刻熄灭。

实验采用-10#柴油作为研究对象, 设定坡度条件分别为0°、1°、2°和3°的斜面倾角。采用数码摄像机对实验过程进行录制, 并利用视频处理软件UleadVideostu-dio99对流淌火稳定燃烧状态条件下的火焰图像进行处理;通过设置于模拟油罐和集流池下方的具有实时记录功能的质量传感器来计算油品燃烧的质量损失速率;采用架设在燃烧槽两侧边沿的热电偶靶和Toprie-TP700多通道温度记录仪对火焰的温度进行测量;利用圆箔式热流传感器和FLUKE-2635A数据采集仪对平行和垂直油品流淌方向的火焰热辐射进行测量。

2 实验结果与讨论

2.1 火焰高度

火焰高度一般是指由发光的碳粒组成的柱状体顶部的高度, 可用肉眼和普通摄像机看到, 考虑油品燃烧产生的烟雾阻挡作用, 定义平均火焰高度为可见的不连续区火焰高度的80%, 即连续区火焰高度与80%的不连续区火焰高度之和。图2为不同斜面倾角下柴油流淌火的火焰高度曲线。由图2可知, 斜面倾角为0°时油池火的火焰平均高度为3.7m, 与Thomas的油池火焰高度经验公式计算结果较为接近。随着斜面倾角的增加, 柴油流淌火的火焰高度逐渐降低, 当斜面倾角为3°时, 火焰高度降低至约2.3m。这是因为随着斜面倾角的增加, 柴油的流速逐渐增大, 油层的运动破坏了油品表面稳定的传热结构, 油品燃烧与外界环境之间的热量损失增大, 导致油层表面温度较低, 油层厚度越小, 热量损失越大, 油的蒸发量越小, 火焰高度越低。

2.2 质量损失速率

图3为柴油流淌火在不同坡度条件下的质量损失速率和平均流速。由图3可知, 随着斜面倾角的增加, 油品的流淌速度逐渐增加, 质量损失速率呈现递减趋势。流淌火质量损失速率与油池火相比分别下降了约15.4%、26.7%和30.9%。当油品在非水平液面燃烧时, 即以一定流速流淌燃烧时, 油层间的热量损失较大, 同时流速导致火焰内部空气卷吸、燃烧产物及油蒸气的运动状态发生变化, 从而使流淌火表现出与油池火不同的燃烧规律。斜面倾角的变化能够引起油品流速的改变, 因此通过增加实验工况求平均值的方法并利用数值拟合手段对油品流速与质量损失速率的关系进行表征, 油品流速与质量损失速率关系, 如图4所示。柴油流淌火质量损失速率m与油品流速v的拟合关系式为:m=-0.1v2-0.016v+0.071。

2.3 火焰温度

油品流淌火实验过程中火焰燃烧区域遍布整个流淌燃烧槽, 燃烧范围较大, 为简化实验分析, 选定火灾蔓延过程中燃烧相对稳定的燃烧槽中段的火焰进行研究, 结果如图5所示。

由图5可知, 当斜面倾角为0°时, 柴油池火的火焰温度范围约在165~780 ℃, 最高火焰温度780 ℃, 火焰温度在90s左右达到稳定, 火焰的温度曲线较为平滑, 曲线波动幅度较小。随着斜面倾角的增加, 柴油流淌火的火焰温度范围逐渐减小, 燃烧达到稳定状态的时间逐渐增加。与油池火相比, 其温度曲线存在明显的波动现象, 且斜面倾角越大, 波动幅度越大。这是因为与油池火相比, 流淌火的液面为非稳态, 油品沿着坡面向前流动时, 不同温度的油层也在不断运动, 冷热油层的不断混合运动破坏了油品表面稳定的传热结构, 使得油层表面温度较低, 油品蒸发量减少, 燃烧稳定时所需的时间较长。同时, 在外力和温差的作用下, 冷热油层之间的热量在运动中得以交换, 火焰不停地向前传播, 火灾范围不断扩大。但是在相同质量油品条件下, 流淌火与油池火相比, 流淌火的油层较薄, 向地面和周围环境中的热量损失较大, 油品的蒸发速率较小, 火焰温度较低。同时, 由于在流淌燃烧过程中油品的流动和油层间的相对运动使得油蒸气向上运动产生扰动, 使得火焰燃烧产生较大脉动, 表现出较为明显的火焰震荡现象, 导致火焰温度曲线出现较多波动。

2.4 火焰热辐射

对于可燃液体火灾, 尤其是开放环境中的罐区油品火灾, 热辐射是物质间交换热量的主要方式, 因此火焰热辐射是造成火灾规模扩大、人员伤亡、财产损失的主要因素。油品流淌火与油池火相比, 除垂直于流淌方向的热辐射变化外, 还有沿流淌方向的热辐射变化。

图6为不同斜面倾角条件下沿柴油流动方向上的热辐射变化规律。由图6可知, 斜面倾角为0°的长方形柴油池火, 流淌燃烧槽中端部位火焰热辐射最大, 前端和末端部位的火焰热辐射与中端相比较小, 火焰最大热辐射可达37.14kW/m2, 且火焰热辐射稳定时的最大值出现在燃烧后95s左右, 这与火焰温度最高点出现的时间基本一致, 如图6 (a) 所示。随着斜面倾角的增加, 火焰热辐射逐渐降低, 当斜面倾角为3°时, 火焰热辐射最大值仅为16.97kW/m2, 如图6 (b) 所示。同时发现, 随着斜面倾角的增加, 热辐射变化曲线出现较多波动, 且斜面倾角越大, 曲线波动幅度越大。这与火焰温度曲线随斜面倾角增加波动幅度增大的现象具有较好的一致性。

图7为不同斜面倾角条件下垂直于柴油流动方向上的热辐射变化规律。由图7可知, 柴油油池火的火焰热辐射随着至流淌槽火焰中心距离的增加逐渐降低, 热辐射变化曲线也较为平滑, 见图7 (a) 。在同一斜面倾角条件下, 与流淌槽中心线不同距离处的火焰热辐射曲线的变化趋势基本相同, 满足与火焰中心距离越大热辐射越小的规律。在实验范围内, 随着斜面倾角的增加, 距离火焰中心同样位置处的热辐射呈逐渐减小趋势。同时由于斜面倾角的增加导致油品的流速增大, 使得油品表面的混合气体运动和空气卷吸发生变化, 因此火焰的热辐射变化曲线的波动幅度也逐渐增大, 如图7 (b) 所示。

图8为柴油流淌火与油池火在平行和垂直油品流动方向上的热辐射对比。由图8可知, 沿油品流动方向上, 在流淌槽中端 (火灾范围的中心地带) 火焰热辐射值最大, 在燃烧槽前、后两端的火焰热辐射基本相同, 如图8 (a) 所示。在垂直于油品流动方向上, 至流淌槽火焰中心不同距离处的火焰热辐射随着至火焰中心线距离的增大逐渐降低。因此, 在灭火过程中可以根据现场流淌火的蔓延态势, 对流淌火的着火区域进行划分, 并将热辐射相对较小的区域作为灭火救援的突破口, 进行灭火救援力量的部署, 这对大型罐区灭火方案的制定与实施具有一定的指导意义。

此外, 实验过程中发现, 柴油流淌火在着火初期, 随着斜面倾角的增加, 着火段与泄漏口的距离逐渐增加, 即在着火段和泄漏口之间存在一定距离的油品未能迅速被引燃, 如图9所示。图中泄漏口附近的局部火焰是引燃所用汽油燃烧所致。这是因为在通常情况下, 柴油火灾实验需要利用汽油引燃, 柴油与汽油相比, 需要较高的热量反馈才能使得油品的蒸发速率达到维持继续燃烧所需的量, 随着斜面倾角的增加, 油品流速增大, 单位时间内从泄漏口流出的低温油品增加, 较冷油品向前流淌与较热油品混合, 短时间内降低了局部范围内油品的温度, 阻碍了油品的蒸发, 导致局部范围油品的热平衡被破坏, 形成距泄漏口一定距离内油品未燃烧的现象。因此, 针对柴油储罐泄漏产生的流淌火, 着火初期, 在保证安全的条件下可以尝试采用直接关闭阀门或堵漏的方式来控制火灾的继续蔓延。

3 结论

(1) 柴油流淌火的火焰高度、质量损失速率、火焰温度和火焰热辐射均小于同等规模的柴油池火, 随着斜面倾角的增加, 油品流速越大, 火灾特性参数的数值变化, 呈一定规律的递减趋势。

(2) 柴油流淌火与油池火在火灾特性参数上不同的原因主要是坡度的存在产生的油层运动破坏了油品表面稳定的传热结构, 导致维持油品稳定燃烧的热平衡状态发生了变化。

大坡度岩巷快速掘进技术实践篇7

1工程概况

香山矿丁戊组-250 m新煤仓设备道担负着运输新煤仓设备大件的任务, 设计服务年限至丁戊采区回采结束。该巷道布置在戊9-10 煤层底板中, 开口标高-245.218 m, 终点标高-205.180 m。巷道依次穿过的岩层为:灰至深灰色泥岩、K11砂层、灰色泥岩、K10砂层。灰色泥岩中夹粉砂岩, 局部夹紫红色斑块, 含菱铁矿结核, 上部含不稳定薄煤2层, 下中部含不稳定煤线5层, 常相变为炭质泥岩。巷道设计长度83 m, 坡度31°30′, 无较大地质构造 (图1) 。巷道断面设计为半圆拱形, 采用锚网喷支护, 巷道宽×高为3 200 mm×3 200 mm, S掘=10.12 m2, S净=8.5 m2。由于丁戊组-250 m新煤仓工程工期要求紧, 因此, 作为新煤仓主要附属工程设备道, 需要寻找快速掘进技术和合理的施工方法。

2制约大坡度岩巷掘进速度的主要因素

(1) 钻爆方法。

大坡度岩巷施工时, 用YT-28凿岩机钻眼时, 炮眼的方向、角度不容易精确控制[2]。施工平巷时, 工人凭经验可以控制好打眼时炮眼的角度、方位;但施工大坡度上山时, 炮眼的角度很难达到设计要求, 施工的巷道经常偏离腰线, 造成二次返工, 影响了巷道的快速掘进和工程质量。

(2) 施工工艺。

大坡度岩巷掘进施工工艺与平巷掘进相比有很大技术难度, 施工工艺的合理与否直接关系着掘进速度。

3技术改进

3.1优化炮眼布置参数

在大坡度岩巷掘进施工中发现, 钻眼时炮眼的布置是制约巷道成型和掘进效率的一个关键因素。在丁戊组-250 m新煤仓设备道施工过程中, 由于巷道坡度大, 岩石硬度低, 钻眼爆破时极易出现巷道超挖现象, 影响施工进度。结合工程实际, 对钻眼角度参数进行了优化设计。

(1) 周边眼间距缩短至300 mm, 周边眼起始位置在轮廓线以内200 mm, 按3°向巷道外沿倾斜钻眼, 眼底落在巷道轮廓线上。周边眼装药量是辅助眼的1/2。

(2) 底眼、下部一圈、二圈辅助眼深度及角度与水平面呈不同夹角布置 (图2) 。

(3) 掏槽眼靠巷道上部布置, 其他炮眼布置与巷道坡度一致。

3.2推行“三定”作业法

“三定”组织法即为:定岗、定员、定工具, 是古代“天人合一”思想[3]在生产中的应用。古往今来普遍认为“天人合一”能充分利用人类的潜意识, 在无意识的状态下提高工效。在该工程施工过程中, 无论是特殊工种还是一般的掘进工, 要求定岗、定员、定工具, 经过长时间在一个岗位用同一台设备作业, 对作业环境、生产工具达到一定熟悉程度后, 能极大地缩短“无效时间”, 间接地提高了工效。“三定”作业法打眼分区如图3所示。

3.3增加平行作业工序

丁戊组-250 m新煤仓设备道施工过程中, 采用“三八制”、“两掘一喷”正规循环作业。在时间一定情况下, 增加平行作业[4]工序, 大大提高了掘进速度。

(1) 打眼平行作业。

在该工程施工作业中, 采用3台YT-28凿岩机同时凿岩作业, 与以往1台凿岩机作业相比, 打眼速度提高了60%。

(2) 掘进面打眼与后方出渣平行作业。

掘进面打上部眼时, 后方同时进行溜矸出渣作业。

(3) 出渣与初喷平行作业。

在初喷作业时, 同时出渣、运渣。

(4) 掘进面锚网支护与后方复喷平行作业。

锚网支护时, 可以在后方进行复喷作业, 既有效利用了作业时间, 又避免了人员的相互影响。

(5) 打眼、锚网喷支护与运料平行作业。

每个班配备2名专职运料工, 在打眼、锚网喷支护作业时, 从后方向掘进面运送施工材料。