寒区隧道围岩冻融影响数值分析

根据带相变瞬态温度场问题的热量平衡微分方程,应用伽辽金法推导出有限元计算公式,通过对一寒区隧道在不同施工季节,不同初始条件下以及不同保温材料厚度和导热系数的温度场分析,得出了一些有意义的结论和规律,可以为寒区的实际隧道工程设计提供依据和参考。     

寒区隧道温度场模型试验及空气幕保温措施

依据相似理论,以俄罗斯莫喀高铁为设计原型,搭建由高速列车驱动系统、隧道模型、温度调控系统和测试系统4部分组成的寒区隧道温度场模型试验台,分析隧道内无列车运行和有列车运行时的寒区隧道温度场变化规律;依据流函数叠加与热平衡原理推导控制方程,提出1种新型的空气幕保温措施;以京张高铁正盘台隧道为算例,利用有限元软件模拟验证控制方程的准确性,优化空气幕的喷射角度,论证空气幕防寒保温措施的效果。结果表明:外界温度每降低5℃,隧道负温区长度约增加77 m;围岩温度每增加5℃,负温区长度约减少131 m;浅埋隧道应全段设防,深埋隧道洞口段必须设防;寒区隧道中列车运行间隔时间小于15 min时,应增加设防长度;采用空气幕保温措施时,空气幕最优喷射角度为30°～40°;在自然风速2 m·s~(-1)、外界温度-10℃、围岩温度5℃、计算时长30 d的条件下,洞口安装1台空气幕可使洞壁温度达到0.53℃,比未安装空气幕时温度提高9.03℃,基本消除隧道内的冻害现象。     

高地温铁路隧道隔热层方案研究

为了得到高地温铁路隧道最佳隔热层方案,首先对比分析不同隔热层敷设方式的优缺点,接着通过模糊评价法选取高地温隧道中最优隔热材料,最后通过数值模拟的方法确定高地温铁路隧道中隔热层的设置参数。研究结果表明:隔热材料宜选用硅酸盐质复合绝热卷毡或干法硅酸铝纤维板;隔热层敷设方式宜采用夹心式;隔热层导热系数越小越好,根据所选的隔热材料确定;隔热层厚度宜取5~10 cm。     

青藏铁路昆仑山隧道排水侧沟模型试验研究

以青藏铁路昆仑山隧道排水侧沟为实体,通过室内模型试验,采取在隧道排水侧沟内铺设加热电缆,进行加热除冰,研究寒季隧道侧沟电热除冰对隧道围岩的影响程度和范围,分析在极端不利条件下隧道侧沟电热除冰方案的可行性。在隧道侧沟内积满冰后进行加热,冰完全融化后对隧道围岩温度的最大影响深度为2.95 m,围岩温度最大升高值为0.71℃,发热电缆加热化冰过程会使隧道围岩温度有所升高,但不会导致隧道围岩融化。在极端不利情况下(气温-13.0℃),水沟流量为50 m3.d-1,采用70 W.m-1的发热电缆,水沟温度保持在-0.5~1.0℃,侧沟内水温基本在-0.1~0.3℃之间波动,沟内水不结冰,水沟排水通畅,而且对隧道围岩的影响很小。     

寒区隧道玻化微珠保温砂浆保温隔热效果分析

对于当前寒区隧道普遍采用的保温隔热材料存在的诸多不足,根据玻化微珠保温砂浆的物理力学性能,提出将玻化微珠保温砂浆应用于寒区隧道隔热层。结合工程实例,通过有限元计算,对玻化微珠保温砂浆在寒区隧道保温隔热效果进行分析,并对隧道围岩温度场的影响因素进行评定。结果表明,8cm厚的玻化微珠保温砂浆具有良好的保温隔热性能,可以减少自然气候对隧道围岩温度场的影响,为其在工程中的应用提供相应的依据。     

混凝土水化热对寒区隧道围岩融化及回冻过程的影响

混凝土水化热是导致围岩融化的主要热量来源之一,不同水化热放热方程(不同放热速率)对结果影响较大。本文以昆仑山隧道为例,利用有限单元法计算考虑混凝土水化热及其放热过程和不考虑水化热的隧道围岩融化回冻过程,分析水化热对围岩融化、回冻过程的影响。2种工况计算中均考虑施工过程、隧道衬砌内缘温度变化、防水隔热保温层、入模温度、相变等因素。结果表明:在寒区隧道围岩施工过程中,混凝土水化热增加了围岩的最大融化深度,同时使围岩温度升高;考虑混凝土水化热影响寒区隧道围岩回冻时间比不考虑水化热情况晚1年。     

季节性冻土区隧道保温层御寒保温技术研究

为了满足交通的便捷和时效性,我国修建在寒区的隧道工程越来越多。针对困扰季节性寒区隧道工程的冻害问题,以季冻区桦皮岭隧道为依托,开展寒区隧道保温层御寒保温技术研究。首先,开展现场环境温度和竖直钻孔隧道洞口段围岩温度场变化监测,获得计算模型所需精准温度荷载及地表活动层围岩温度场受影响范围;其次,建立基于Fluent流体计算软件的"围岩-衬砌-保温层-空气"气固耦合计算模型,并通过对比现场地勘资料验证计算模型的合理性;最后,对不同保温材质、不同铺设厚度和铺挂方式进行了对比分析。结果表明:围岩温度场随外界大气温度呈近似三角函数周期变化,但"滞后效应"明显;地表活动层围岩温度受影响范围约为8 m;设置保温层处内外温度存在"跳跃"现象,内外温差最高达8℃;硬质聚氨酯保温材料较聚酚醛泡沫塑料和泡沫玻璃御寒保温效果分别提高了近20.6%和80.9%;最优保温层厚度为5 cm,最优铺挂方式为衬砌内表面铺设。     

寒区隧道温度场和排水沟埋置深度研究

研究目的:寒区隧道冻害问题时有发生,防排水对策是冻害防控措施的重要组成部分,其中尤以排水沟的合理埋置深度最为重要,该深度受温度场控制,被气象环境、地质环境和工程措施三个因素影响。鉴于国内外对考虑热流固耦合效应的寒区隧道温度场和排水沟埋置深度的研究较少,本文结合实际工程对此问题进行研究,以期为寒区隧道冻害防治提供技术支撑。研究结论:本文采用理论分析、数值试验、现场测试三种手段,基于流固耦合传热理论,对寒区隧道温度场和排水沟的埋置深度进行研究,得到结论如下:(1)揭示了寒区隧道温度场的时空分布规律,发现了区域冻结深度与隧道排水沟埋置深度的差异性;(2)研究寒区隧道排水沟埋置深度时,应以热扩散系数作为控制指标,密度、导热系数、比热容均为二级指标;(3)提出了排水沟埋置深度计算公式,该公式基于最冷月平均温度,考虑了地表岩土体和隧道围岩的热扩散系数的差异性,为寒区隧道排水沟设计提供了依据;(4)通过对东北某隧道温度场监测数据的深入分析,验证了该计算公式的正确性,可为后续类似隧道工程的防寒工作提供借鉴或指导。     

基于混凝土强度的高地热隧道隔热层厚度研究

随着“长大深”隧道的发展,越来越多高地热隧道得以建设。高地热作为典型的不良地质之一,不仅会给隧道施工带来不便,还会严重危害隧道结构的安全。为减小高温对高地热隧道的不利影响,首先,调研相关文献,明确了温度与衬砌混凝土强度之间的关系;然后,以西部高原地区某高地热隧道为依托,使用Comsol数值模拟软件建立该隧道的温度场计算模型。通过数值计算得到各工况下衬砌混凝土的平均养护温度,并将其与强度相对应,并从保护衬砌混凝土强度的角度研究了各工况下不同厚度隔热层的作用。研究得到以下结论：(1)根据他人试验结果总结发现,隧道施工时应保证混凝土养护温度低于40℃,否则会严重降低衬砌混凝土的强度;(2)提出高地热环境隧道施工时隔热层的选取方案,55℃以下的地温段,无需使用隔热层;55～65℃地段,推荐使用3 cm隔热层;65～75℃地温段,使用5 cm隔热层;75～85℃地温段,若能保证洞内气温维持在28℃以内,使用5 cm隔热层,否则使用10 cm隔热层;高于85℃的地段,推荐使用10 cm隔热层。     

寒区隧道三维温度场数值分析

根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出三维有限元计算公式并编制了计算程序,对一座已经建成的寒区隧道进行了算例分析。分析表明沿隧道轴向的初始温度不是均匀的,并且沿轴向也有热量传递,隧道围岩冻结深度沿轴向分布与隧道内大气平均温度沿轴向分布的规律不同,因而,对寒区隧道进行三维温度场分析是必要的。为了保持寒区隧道围岩的原始热状况,防止因冻胀和融沉而发生破坏,采用铺设合理保温材料的方法是行之有效的。从而,为寒区的实际工程设计提供理论依据和计算方法。     

有限差分法在接触网钢柱挠度计算中的应用

简单介绍了有限差分法在悬臂梁弯曲计算中的数学模型的建立，对接触网钢柱（以下简称钢柱）各横截面的惯性矩的数学模型的建立作了简单分析，并用该方法对钢柱挠度进行编程计算，其理论计算与实测值比较吻合。在钢柱设计时，用该算法可以快速确定其挠度是否合适，并及时进行调整。在生产中用该算法也可以分析钢柱主，副角钢厚度变化对整个钢柱挠度的影响，从而要求在生产中应严格控制原材料的质量，使其外形尺寸必须符合标准要求。     

调整政府铁路管理职能加强铁路政府监管

分析我国政府铁路管理的现状与存在的主要问题,论述市场经济条件下政府铁路管理的职能,对入世后调整政府铁路管理职能以及加强铁路政府监管提出若干建议.     

隧道竖井对车体压力的作用机理及影响因素分析

采用数值模拟方法,对有无竖井条件下列车高速通过隧道时车体压力的变化过程进行模拟,研究竖井对车体压力的作用机理,基于车体压力变化幅值对竖井面积、数量和列车速度等因素进行分析.结果表明,设置竖井后隧道内的压力波及其传播体系以竖井为界分为前后2个不同的阶段,列车在不同阶段内行驶时车体压力独立地遵循各自的变化规律.减小竖井面积和增加怪井数量均有助于降低车体压力的变化幅度,当竖井面积小于0.5倍隧道有效断面面积时,竖井可有效降低车体压力的变化幅度;增加竖井数量虽然能降低车体压力,但会增多车体压力的变化次数;竖井对车头的降压效果最为显著,其次为车中和车尾;对于不同的列车速度,竖井对车体都有一定的降压作用,且竖井的降压效果随着列车速度的提高而增强.     

低温生活污水氨氮深度处理技术、试验研究

试验研究了折点加氯去除低温生活污水中氨氮的加药量、pH值、反应时间等工况条件以及工程应用设施,结果表明,采用次氯酸钠折点氯化的方法深度处理氨氮,操作方便,反应迅速完全,脱氮率高,出水氨氮1mg/L以下,达到排放标准。     

悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响

天津富民桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,其主跨主缆由塔顶中点向两侧对称张开至桥面梁端两侧的锚碇,呈空间曲面状态。运用通用有限元分析软件ANSYS,对天津富民桥进行3种不同主缆空缆初张力条件下成桥过程的模拟计算,研究空间索面悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响。研究结果表明:成桥时,主缆初张力越小,在结构自重作用下主梁底部应力、主缆张力也越小、主塔应力与锚碇应力也越小,主缆初张力的大小对成桥时吊索索力的大小及分布没有明显影响;在活荷载作用下,主缆初张力越小,悬索桥结构体系产生的主缆张力增量则越大,吊索索力增量也越大,即更多的荷载通过吊索传递到主缆,相应地主梁承担的荷载较小,主梁挠度、梁底纵桥向应力随主缆初张力的减小而变小。总之,主缆初张力越小,悬索桥结构体系的性能越佳。     

关于机车验收工作的派驻性与段本体的一致性通解

就目前机车验收在机务段工作的作用及关系进行了普通解释。     

成组技术在工装夹具设计中的应用

1概述 随着机械工业的发展,成组技术的应用已经越来越引起人们的重视.它不但被广泛应用于金属的切削加工、冲压和装配等制造工艺,而且在工艺设计、工装夹具等产品的零件设计,以及生产管理等方面都有着广阔的应用前景.     

考虑故障车回收的单车系统再平衡调度研究

为解决单车系统中站点需求不匹配问题,研究需求确定条件下考虑故障车回收的有桩式共享单车系统再平衡单车调度问题,建立完善的考虑故障车回收取送一体化旅行商调度模型,以车辆行驶时间、每个站点固定的检查时间以及装卸搬运总服务时间为优化目标,运用贪心-模拟退火算法求解最优调度路径。实验结果表明:优化出合理的调度线路,减少平衡系统内每个站点的需求的服务时间,同时对故障车进行回收,提高了单车系统中单车利用率,进而有效解决故障车回收的单车系统再平衡调度问题。     

公路隧道施工过程分析及支护参数评价

在复杂地质条件下的隧道工程施工一般采用分步开挖法,围岩及支护结构的最不利承载状态往往发生在初期支护闭合之前,因此有必要对施工过程进行模拟计算。介绍了施工过程有限元数值模拟的方法,通过用设置释放系数的方法来模拟释放荷载的发展,对地层材料、锚杆加固区、喷射混凝土层及钢支撑的有限元模型的建立也进行了探讨。通过ANSYS对两种开挖方式进行了模拟分析,发现施工顺序对围岩的稳定及支护结构的受力影响很大,合理的施工开挖顺序应使围岩尽早构成承载环以分担更多的释放荷载,同时支护结构也应尽早构成承载性能好的拱形结构。加固区围岩强度的提高可使围岩分担更多的释放荷载,可以明显减小支护结构的受力。在云南保腾高速公路勐连隧道的施工中,该分析评价得到了较好的应用,很好地指导了隧道在软弱围岩地层的施工,取得了较好的效益。     

为铁路跨越式发展当好先行

中铁特货运输有限责任公司(简称特货公司)作为全国铁路特种货物专业运输公司，注册资本10亿元人民币，由中铁特货运输中心及全国14个铁路局共同参股组建。主要经营特种货物的铁路运输及货物的装卸、仓储、配送、流通加工、包装、信息等相关物流业务；铁路运输设备、设施、配件的制造及安装与维修；铁路特种货物专