盾构隧道管片衬砌内力计算

介绍了盾构隧道管片衬砌内力计算的方法。自由变形圆环法作为盾构隧道管片衬砌设计的传统方法，其计算结果虽安全但偏于保守。针对一工程实例．分别用自由变形圆环法和弹性地基梁法、弹性铰法进行了内力计算，并将后两种方法的结果与自由变形圆环法的结果进行了比较．得出了一些有助于盾构隧道衬砌设计的建议。     

基于复变函数理论的非圆形隧道解析解

为了得到考虑衬砌支护的非圆形隧道衬砌和围岩应力及变形的解析解，基于复变函数理论提出了一种求解考虑衬砌的非圆形隧道衬砌和围岩应力及变形的方法. 首先，为了克服非圆形隧道断面几何形状和考虑衬砌支护造成的计算困难问题，引入了保角变换，通过采取最优化解法确定映射函数中的各项系数，得到映射函数；其次，采用幂级数复变函数法克服隧道衬砌带来的多连通域问题，确定应力函数中的各项系数，建立方程求解；最后，通过Flac有限差分软件进行数值模拟证明解析解的正确性. 研究发现:弹性范围内解析解与Flac有限差分软件计算得到的应力、位移解有较好的吻合性，表明弹性解析法的结果是可靠、合理的；深埋条件下，弹性解析法无需根据埋深、工况建立计算模型，只需明确边界条件和映射函数就可计算非圆形隧道应力、位移，弹性解析法克服了计算软件在计算中由于网格划分尺寸等问题造成计算结果不精确、计算慢等问题，为非圆形隧道开挖问题提出了一种快速、准确的弹性计算方法.      

割线模量法在地基沉降计算中的改进探讨

土体压缩变形模型是地基沉降分层总和法分析的关键内容之一。基于土体压缩变形机理分析,引入土体压缩应力-应变的双曲线模型,探讨传统割线模量法与经典的分层总和法的关系,提出了模型参数的确定方法,从而明确模型参数与常规试验参数的关系,然后深入探讨模型与传统变形计算方法的关系,引入一个修正系数用于改进传统割线模量法模型,从而建立一个模型参数物理意义明确,易于实现电算化,且减小计算误差的地基沉降变形计算的分析模型,最后,通过工程实例验证了本文模型的合理性与可行性。     

解析法和有限元法在高边坡稳定性分析中的应用

由于土体内部应力与变形的复杂性,传统极限平衡法未能引入应力与应变关系而存在一定的局限性.为解决高填方路基边坡在自重及外界条件作用下,边坡失稳破坏的技术难题.以福建省南平市滨江东路路基高边坡为工程背景,分别采用解析法与数值非线性有限元法建立模型对高填方边坡的稳定系数进行计算,结果表明两种方法计算结果接近,都能较为准确地对高边坡稳定性做出预测和判定,最后结合土体水平位移理论值与实测值综合对该高边坡的稳定性进行了评价,这可为同类型项目的设计与施工提供一种行之有效的计算方法.     

地铁盾构双线隧道施工地层变形及衬砌结构应力数值分析

为预测盾构双隧道施工周围土体的变形及衬砌结构管片应力规律,以石家庄地铁1号线07标段北宋—谈固站区间双线隧道为工程背景,在考虑各土层材料性质及盾构施工工艺的基础上,利用FLAC3D建立了盾构双隧道的三维精细数值模型,研究了盾构双隧道衬砌管片的应力规律,并与现场实际监测数据进行了对比分析.结果表明:盾构隧道开挖造成的地层沉降大致沿隧道轴线与水平线夹角45°向地表扩散.横向地表沉降的影响距离距隧道中心约为30m.随着隧道埋深增加,对应地表监测点位累计沉降值变小,与隧道埋深成反比对应关系.隧道附近土体的第一主应力存在应力集中现象,应力集中系数约为1.3.衬砌管片应力分布存在差异性,靠近双隧道共同扰动的管片侧的拉应力和剪切应力集中现象较为明显.衬砌管片横断面形变以"椭圆化"变形为主,兼有断面收缩变形.     

浅析大断面隧道穿越滑坡体处治技术

某隧道进口段穿越滑坡体,围岩稳定性差,且隧道为大断面隧道,隧道开挖进洞容易导致山体下滑和衬砌产生较大的变形。根据本工程的特点,对大断面隧道衬砌进行了设计,且采用反压回填+抗滑桩的方式对滑坡体进行处治,同时隧道采用CD法进行开挖,并通过数值计算得出山体稳定性系数、隧道衬砌的位移及应力,并对计算结果进行评价,得出处治效果良好。对类似工程有一定的借鉴意义。     

马蹄形隧道衬砌曲墙的静力计算

马蹄形隧道衬砌的曲墙,为一弹性地基上的变截面梁,目前大都采用分块求和的近似方法进行计算,当其截面厚度有一定的变化规律可循时,仍可用解析法进行分析。本文对截面厚度随其埋深按双曲线规律变化的曲墙进行了静力分析。从墙轴受力挠曲时的基本微分方程出发,导出了各种常见荷载作用下任一截面的弯矩、剪力、水平位移及转角的初值解,列出了初值解中各影响函数的计算公式。文中对墙底的支承条件进行了探讨,提出了按固定端考虑时的无量纲解以及各无量纲系数的计算公式,根据这些公式推导了墙顶在单位水平力、单位弯矩以及墙体在侧向均布荷载和侧向三角形分布荷载分别作用下墙顶水平位移和转角的计算公式,它们正是隧道拱圈内力计算时所必须求得者。文中还列出了各影响函数和无量纲系数表的编制方法,利用电算可事先算出这些系数以供设计计算时查用,这样就可使马蹄形曲墙隧道衬砌的计算与直墙式衬砌一样简便。目前在桩基设计计算中所采用的某些影响函数及无量纲系数可在曲墙的静力计算中应用。     

桩土相互作用的砂箱模型试验及计算分析

提出了用有限元-无界元耦合的方法计算大变形条件下桩-土耦合体系的应力和变形．在桩与土接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元，它可以与土体的弹塑性模型相衔接，能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状．计算结果与现场观测数据吻合较好，说明该计算方法是可行的．     

地震剪切荷载下盾构隧道衬砌的等效刚度系数

等效刚度系数是盾构隧道衬砌设计中极其重要的参数,将地震剪切荷载考虑进去,用结构力学方法求解了衬砌的等效刚度系数,并通过算例求解了衬砌的等效刚度系数。     

地震作用下加筋挡土墙稳定性分析

为了计算地震作用下加筋挡土墙的整体稳定系数,考虑筋带对其稳定性的影响,基于塑性极限理论上限法,选用对数螺旋作为滑动面,建立了地震作用下加筋挡土墙稳定性分析模型.推导了挡土墙后滑动土体重力所作的外功率、地震对滑动土体所作的外功率、潜在滑移面上的土体粘聚力及筋带与土体间摩擦力所作的内功率,建立了稳定系数计算公式.采用遗传算法,计算了地震作用下加筋挡土墙的稳定系数.研究结果表明,考虑筋带加固作用,基于滑移面动态搜索模型计算得出稳定系数为1.337,比用《公路加筋土工程设计规范》中的方法计算得到的稳定系数大0.08,说明稳定性分析时考虑筋带抗滑移作用是合理的.      

边坡稳定性的传递系数法分析

在边坡的稳定性分析中,不同的滑动面情况、荷栽传递、滑坡的岩土体性质以及滑坡的外形特征都会影响荷载的传递方式和边坡的稳定性。针对规范推荐的传递系数法,在考虑荷载推移方式的条件下,时显式和隐式做出了对比分析,并结合具体边坡,使荷载的传递更加符合实际,使下滑力的计算更准确,通过工程实例验证了传递系数法中剩余下滑力计算在考虑传力方式时更加可靠。     

竖井井壁漂浮下沉过程的力学行为

对竖井井壁在漂浮下沉过程中的受力与变形进行了研究．根据钻井法施工工艺,分析了井壁在漂浮下沉过程中的外载,给出了注入配重水的控制方程,并利用叠加法,首次得到漂浮下沉过程中井壁任意一点的应力一应变解析表达式．计算结果表明,竖井井壁的环向应变和竖向应变有明显的“双折线”现象,与实测结果一致,证明本文计算理论的合理性,为井壁结构设计提供理论参考依据．     

桩基承载能力的有限元分析

针对工程实例,利用ABAQUS有限元软件建立单桩承载力的有限元计算模型,研究桩基承载特性,并与桩基静载试验所得实测数据比较。结果表明,模拟计算结果与工程实际基本吻合,说明采用的计算方法和模型是合理可行的。同时研究了在不同桩土界面摩擦系数条件下桩的沉降和轴向力变化情况,为不同工程地质条件的桩基设计提供参考。     

材料刚度匹配关系在地下结构减震原理中作用的研究

前期研究和工程实践证明,围岩、抗减震层和隧道衬砌等材料关于刚度、阻尼和密度之间的匹配关系,对隧道在地震过程中的动态响应有至关重要的影响。为更深入了解隧道动态响应与相关材料匹配关系之间的内在联系,利用动力学振动理论给出了关于地下结构位移传递系数的一个解析解,并首次提出关于地下结构综合位移传递系数的概念。对计算公式进行验证后表明：在隧道的抗减震设计中,当不考虑抗减震层的材料阻尼时,抗减震措施的材料刚度对地震波中的低频部分具有较好的减震效果,而对于地震波中的高频部分,抗减震层的减震效果不明显;无论是抗震层刚度的增加,还是减震层刚度的减小,均存在一个合理的刚度增大或减小的范围,当刚度位于该范围内时,才能使隧道的综合位移传递系数较小,并且在经济上不会产生浪费。     

考虑空间形状的覆盖型岩溶土洞降水致陷分析

为揭示覆盖型岩溶土洞降水致陷机理、洞体形状尺寸影响及极限平衡状态下内在规律,以常见直筒塌陷椭球土洞为研究对象,构建其降水致陷力学模型,依据玻义耳-马略特定律推导了土洞空腔负压计算公式,以此获得土洞塌落稳定系数表达式,并对比验证计算公式的可行性;进一步获得了极限平衡状态下土体物理力学参数、降水参数、土洞空间形状尺寸及覆土厚度之间内在关系式;基于算例开展了地下水降水参数与土洞形状尺寸参数影响、极限平衡状态下内在规律分析.研究结果表明：初始水位高于洞顶时,土洞塌落稳定系数与地下水降深展现“Z”字形规律变化,下降稳定水位降越拱顶瞬间极易引发土洞塌陷;初始水位处于洞体时,两者呈现前陡后缓的负相关变化规律,且洞内初始水位越高,降幅越大;初始水位低于洞底时,降深影响很小.椭球长短半轴之比对稳定系数影响符合增函数变化规律,截面离心率越大越稳定,而圆形球体则最不利;矢高和稳定系数呈线性关系,矢高增加成拱效应显著,土洞越稳定.极限平衡状态下,初始水位一定时,降深与覆盖层厚度正相关,呈现前缓后陡变化趋势,而覆盖层厚度一定时,降深与初始水位负相关;土洞水平截面离心率越大或矢高越大,达到极限平衡状态所需地下水降...     

城市地铁单拱大跨断面结构设计安全论证

本文利用Mjdas—GTs岩土及地下工程设计与施工分析软件,对重庆地铁单拱大跨断面进行有限元模拟。对开挖工法采用二维地层一结构模型模拟各开挖工序,得出定性的评价;对初期支护安全度按破损阶段验算截面强度．进行安全系数的评价;对二次衬砌按概率极限状态设计法,进行承载能力极限状态及正常使用极限状态的验算,并进行混凝土抗裂计算。结果表明。重庆地区类似地层采用双侧壁导坑法麓工大跨断面安全可行．麓工阶段中开挖中部核心土是双侧壁工法的关键工序。结论对城市地铁大跨度暗挖设计和施工具有参考与指导意义。     

基于多因素分析的抗震结构阻尼耗能研究

阻尼耗散能量是基于能量性能抗震设计方法的重要指标,需要深入研究不同的地震动和结构特征参数下阻尼耗能的分配特征.以3种场地下的214条近断层地震记录为输入,以简化为理想弹塑性（EPP）、双线性（BL）和刚度退化（SD）滞回模型的单自由度体系的抗震结构在大量近场地震作用下的阻尼耗能分析为基础,从地震动特征和结构特性参数两种角度分别定量讨论了多种因素对结构阻尼耗能比值谱的影响规律.分析表明,场地土类型和断层距对阻尼耗能比的影响并不明显,持时和地震动峰值加速度在不同的周期和延性条件下对阻尼耗能分布比例有一定程度的影响,决定阻尼耗能分配比例的主要因素是结构阻尼、变形延性系数和结构自振周期.通过与计算结果的对比,指出了Akbas所建议计算方法存在的不足.研究成果对于探讨提高阻尼耗能的有效方法,发展基于能量原理的结构性能抗震设计方法具有参考价值.     

计入冷却液时汽缸套振动特性和穴蚀的研究

研究了计人冷却液时汽缸套穴蚀计算的模型;探讨了在任意力作用下的动力响应计算中,用杜哈曼积分求解解耦方程的问题,以12V180和16V240柴油机为例,按不同约束情况进行了振动计算和分析。     

柴油机咬缸后活塞、缸套组件拆卸技术研究

为了顺利的拉出咬缸后的活塞、缸套组件,制定了三套不同的方案:利用起吊活塞的专用工具在吊起活塞的同时一起拉出缸套;煤油浸泡法;化学反应水垢结合热胀冷缩再利用自制工具向上顶压缸套的方法。事实证明,第三套方案能够在不损伤机体的情况下拆卸缸套和活塞。     

石灰处理软土路基当量回弹模量换算新方法

在分析了现行设计规范中当量回弹模量计算公式缺陷的基础上,通过大量计算分析,以等效弯沉的原则,回归出了荷载作用半径为15cm的换算公式。修正后的新公式适用于天津地区石灰土与原状软土模量比小于8且石灰处理厚度大于20cm的路基顶当量回弹模量换算。