城市地下物流系统是现代物流、交通、车辆、地下工程多学科、新技术交叉融合发展起来的一项复杂技术与工程系统。基于地下物流系统管道车辆协同设计理念，建立了一套用于城市地下管道物流的载货车辆设计方法，包括车辆方案研究、车辆结构与新能源功能设计、车辆自动驾驶技术设计等。设计了一种用于圆形管道内径3 800 mm、车辆外观尺寸长度5 000 mm、宽度1 500 mm、高度2 200 mm的地下管道物流厢式载货专用车辆，车辆具有自动驾驶、大功率、长距离自动运输货物和管道内行驶无线充电功能。车辆设计采用了绿色、低碳、节能、多项新技术创新集成应用的设计理念。研究成果可为商业化城市地下物流提供一套新的载货车辆试验样车设计方案。

为研究岩石全应力应变过程孔裂隙结构与岩石非线性变形特征的影响，考虑孔隙和基质变形差异性，将多孔岩石解构为硬弹簧与软弹簧两部分，引入双弹簧Hooke模型（Two-part Hooke's model, 简称TPHM）和统计损伤理论，基于双弹簧Hooke模型建立岩石全应力-应变关系，推导岩石全应力-应变过程的孔隙率演化方程。该模型克服了传统双弹簧Hooke模型无法表征岩石屈服后塑性变形的局限性，能够准确地表征岩石压缩过程中的孔隙压密阶段的非线性变形、塑性屈服、峰值后应力下降以及残余应力特征，还能有效表征岩石全应力-应变过程中的孔隙率变化规律。经过大量实验数据验证，该本构模型的理论曲线与试验结果较为吻合，相关系数均达到了0.9以上。

地下物流系统（Underground Logistics System, ULS）作为一类具有公共设施属性的地下化城市基础设施，可以依托高适灾韧性的货运网络，高效满足城市应急需求。然而，在复杂应急物流情景下，ULS的网络化运行机制及其货运效能评估方法仍然尚未明晰。研究从ULS应急服务能力的内涵出发，分析了运行环境、网络结构和运行调度对其应急服务能力的影响，并构建了涵盖效率、效力及公平性维度的应急服务能力度量模型。依托南京市仙林案例，研究设计了基于货运需求和地面道路损坏的组合模拟仿真场景，对比分析了地面卡车配送和ULS的应急服务质量。结果表明：ULS的应急服务能力优势明显，在地面交通不畅及较窄的应急需求时间窗下尤为显著；增加节点物流作业冗余、末端配送模式优化以及满足局部货运公平性是提升ULS应急服务能力的关键。研究成果不仅丰富了ULS规划理论，也从地下空间开发利用视角为城市应急治理提供了新的思路。

随着全球人口老龄化加剧，城市公共交通系统特别是地铁车站面临重大挑战。本文概述了地铁车站适老化设计的基本理念，分析了老年人的行为特征及其对地铁车站的无障碍设施、信息标识系统和车站环境等方面的特殊需求；综述了现有的研究进展，包括设施设备的适老化、智能技术的应用，以及适老化评价体系的构建。指出适老化改造中存在的挑战，如用户调研不足、数据分析不足、评价体系不完善、方案验证机制单一和整体发展不均衡，并展望了未来的智能化发展路径，以期推动地铁车站更好地适应老年人的需求，提升其出行体验。

地铁作为城市公共交通的主要组成部分，其微环境中的颗粒物会给通勤人群带来健康风险。为保障出行人群地铁通勤过程中的出行健康，研究开展地铁微环境细颗粒物浓度（PM_2.5）的时空异质性分析。结果表明，地下线路工作日车厢内PM_2.5浓度（113.67 μg/m³）高于非工作日（47.62 μg/m³），地下线路车厢内的PM_2.5浓度远高于地面以及高架部分（7倍）；建成时间较早的线路PM_2.5浓度高于新建线路；随着列车的驶入驶出，站台的PM_2.5浓度呈现出周期性的变化趋势；全封闭的屏蔽门在控制颗粒物聚集方面比全高安全门更有效；平峰时间段PM_2.5浓度（75 μg/m³）低于高峰时间段（102 μg/m³）。此外，分析了错峰出行策略对通勤人群PM_2.5暴露水平的潜在影响，研究表明，若错峰出行，将减少一次通勤过程中25.58%的暴露。研究成果可为地下地铁颗粒物防治提供数据支撑。

川藏铁路沿线隧道围岩常存在大量不同倾角的构造裂隙，且常处于高地温和高应力耦合环境。为研究裂隙倾角对高温和高应力耦合下硬岩卸荷破裂特征的影响，采用室内试验和数值模拟方法，通过卸荷试验对川藏铁路某隧道花岗岩试样在50 ℃实时温度场下的卸荷破裂特征进行了分析。结果表明：卸荷强度随裂隙倾角的增大而增大，当裂隙倾角为0°时，50 ℃实时温度场下试样的卸荷强度明显小于室温下的卸荷强度；卸荷条件下裂隙试样具有较强的张性破坏特征，且裂隙倾角为30°的试样在50 ℃实时温度场下的体积扩容现象更为明显；裂隙倾角为0°的试样在卸荷破坏时产生贯穿预裂隙中心的贯穿裂纹；50 ℃实时温度场下，裂隙倾角越大，试样在卸荷过程中微裂纹发育越分散，预裂隙倾角越小，裂纹发育加速点出现的时间越早。

为了提高围岩变形预测精度，实时掌握变形状态，预防围岩变形破坏，保障施工安全，针对传统围岩变形预测方法训练效率低、收敛速度慢、泛化能力弱等问题，提出了一种基于GRU神经网络的地下洞室围岩变形时序预测方法，构建了相应的围岩变形预测框架流程。结合白鹤滩右岸地下厂房围岩变形监测数据进行预测，并将其与长短期记忆（LSTM）神经网络算法预测结果进行对比分析。结果表明：GRU神经网络模型能够较好地解决地下洞室围岩变形预测问题，具有结构简单、参数量相对较少、训练及收敛速度快、预测精度高等优势。与LSTM神经网络算法预测结果相比，模型训练时长降幅超过70%，预测误差降低幅度高达50%以上，累计最大变形的相对误差小于0.3%，绝对误差小于0.9 mm的概率高达95%，最大绝对误差仅为2.05 mm。

为探究层理效应对煤岩力学性能的影响，基于纳米压痕试验对煤岩不同层理方向的微观力学性能展开研究。通过绘制各组试样的荷载-位移曲线，获取不同层理方位煤岩的微观力学参数并分析煤岩破坏模式，进一步探讨煤岩水力压裂裂缝延展规律。研究表明：煤岩的微观结构致密，层理结构清晰，层理间填充有石英等坚硬矿物，伴随一定量的天然微裂缝和自生孔隙发育；通过纳米压痕试验，发现煤岩试样具有明显的各向异性，垂直层理、平行层理、斜交层理煤岩的弹性模量依次为5.02 GPa、4.58 GPa、4.92 GPa，硬度分别为0.38 GPa、0.35 GPa、0.37 GPa；煤岩的弹性模量和硬度大小符合其宏观力学规律；在不同方向上的破坏能量耗散特征方面，垂直层理煤岩所需的断裂能量最大，平行层理煤岩断裂能量耗散最小，断裂韧度依次为0.25、0.22、0.23 MPa·m^0.5；煤岩的脆性系数随着不同方向破坏形式的差异而变化；基于纳米压痕试验数据，揭示了不同层理方向下裂缝的扩展特征，垂直层理方向裂缝沿天然缝隙扩展，平行层理裂缝主要沿层理弱面发展，而斜交层理则表现出裂缝在向深部延伸过程中更易产生分支。研究结果可为煤岩的工程应用提供数据支持。

砂质黏性紫色土极易在降雨、库水涨落等水力侵蚀作用下出现颗粒级配变化，致使其强度改变。为揭示砂质黏性紫色土在不同粒组缺失效应下的强度特性规律，开展5种不同粒组的饱和砂质黏性紫色土固结排水三轴剪切试验，并引入分形维数量化不同粒径物性，得到不同粒组紫色土的强度特性与分形维数的联系。结果表明：（1）不同粒组缺失效应下土抗剪强度指标中的内摩擦角无明显变化，但黏聚力与分形维数呈双曲线关系；（2）不同粒组初始切线模量受围压和分形维数共同影响，其中参数n与分形维数存在二次函数关系；（3）低围压下，不同粒组的应力-应变关系差异较为明显，随着围压的增加，其应力-应变特征趋于一致；（4）拟合黏聚力-分形维数双曲线方程，基于邓肯-张E-ν模型建立不同粒组缺失效应下的饱和砂质黏性紫色土非线性弹性双曲线本构模型，并对模型的有效性进行了验证。

基于实际工程，构建三维仿真模型，研究了土岩地层吊脚桩异形基坑开挖变形与受力特征，并基于拆除杆件法，提出基于支撑极限承载力的强度冗余度表达方式，并建立了关联杆件与关联系数两种杆件重要程度评价指标。结果表明：（1）异形土岩地层吊脚桩基坑变形主要集中于上部土层段、阳角点与基坑长边中段，最大值为17.02 mm，且与支护体系自身几何构成、刚度分布相关，土岩地层基坑阳角位置支护结构上部变形更大，影响范围约为阴角处的2倍；（2）基于极限承载力的强度冗余度指标可以全面与量化地评价基坑冗余度，关联杆件能明确构件受损后影响最大支撑杆件，关联系数可以一定程度反映支护结构关键杆件；（3）基于极限承载力的支撑杆件冗余度大小与自身承担荷载、相邻支撑杆件布置存在关系，最小为4.18，联杆件主要集中在相邻杆件，关联系数设计中应优化设计降低杆件关联系数，提高支护结构整体可靠度。