大直径铰链型金属波纹膨胀节设计

文中对大直径铰链型金属波纹膨胀节进行研究,主要介绍铰链型波纹膨胀节的结构型式,膨胀节结构设计及万向环、铰链板、销轴等结构件的有限元分析和设计校核。通过有限元计算分析,了解膨胀节结构件的受力状态,为产品开发提供依据。该结构膨胀节主要对管线系统起减震及冷热变形补偿作用。     

斜滑断层对埋地天然气管道力学性能影响

为研究斜滑断层作用下埋地天然气管道受力性能和影响因素,采用有限元软件ADINA进行数值模拟,建立三维管土相互作用非线性有限元模型.在该模型的基础上,分析了断层错动量、管道埋深、管径、内压以及不同管材对管道受力与变形的影响.研究结果表明:断层错动下,钢质管道最大受力与变形位置位于断层两侧,管道所受最大拉压应变相近;管道应...     

软土深埋大直径盾构法隧道施工受力及变形特性研究

随着我国城市化建设及区域融合的日益加快,盾构法隧道朝深大方向发展,隧道安全设计及建造面临着更为严峻的挑战。为探究软土地区大直径盾构深埋段的力学及变形特性,以上海某大型隧道工程为背景,通过全断面围压、结构内力及三维激光扫描变形测试,获取了盾构隧道施工期全过程结构受力变形发展规律;分析了软土地区深埋区段盾构法隧道变形发展机制,并探讨了结构内力及变形响应与外部荷载间的关联性;发现盾构法隧道变形与管片拼装机脱出盾尾时的受力有密切联系。由于深埋段围压较大,因此变形以对称状态为主,软土地区大直径隧道管片结构受力由施工初始阶段的局部受拉最终转变为整体受压、构造钢筋不受力状态。上述发现为后续合理确定盾构隧道受力模式及合理确定计算方法提供了技术支撑。     

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。     

半刚性基层裂缝对沥青路面结构的力学响应

通过对半刚性基层开裂成因机理的分析,应用平面应变模型,通过计算和分析,提出半刚性基层产生裂缝直到断板后,路面结构受力的变化。     

内置波纹管直管压力平衡型膨胀节盲板受力分析

作为一种管道补偿构件，波纹膨胀节的作用是在热力或动力管网中，设备与管路，设备与设备之间的连接中起协调变形作用。内置波纹管式（也称外压浮筒式）直管压力平衡型膨胀节，不但具有轴向变形补偿功能，还能平衡内部介质压力产生的推力，是一种典型的压力平衡结构。其中盲板为压力平衡元件，它的受力状态较为复杂，其强度和刚度计算尚无明显的依据。本文对该盲板进行了受力分析，提出一种力学模型，给出了这种盲板的挠度和应力计算公式。并通过计算实例介绍了公式的应用过程，为该种结构盲板的强度设计提供了依据。     

粘土地层大断面异形盾构隧道结构力学特征数值试验研究

文章基于修正惯用法和壳-弹簧模型两种计算方法,研究了原型试验条件下错缝拼装的异形盾构管片随覆土厚度增加的力学行为特征。研究结果表明,异形管片结构整体变形呈"横鸭蛋"形;环向接头存在使结构内力呈非对称分布,纵向接头的剪切作用和幅宽边缘对其加强作用使幅宽边缘内力普遍大于幅宽中央;基于平面应变状态的修正惯用法夸大了错缝拼装对管片纵向的加强作用,计算结果要大于考虑三维空间问题的壳-弹簧模型,说明修正惯用法作为异形管片的设计方法是偏于安全的;建议异形盾构管片横向刚度有效率范围为0.72~0.87,正弯矩区弯矩传递系数范围为0.245~0.256,负弯矩区弯矩传递系数范围为0.166~0.197。     

现浇整体式斜交板梁桥的设计注意事项分析

文章以实际工程为研究背景,用MIDAS有限元软件对整体式斜交板进行建模分析,并依据计算分析结果,从斜交板的受力特征对支座布置的影响、加载不同的支座约束模拟边界条件对支反力计算结果产生的不同影响、斜交板的配筋注意事项和斜交板的受力特点对桥梁下部墩台结构布置产生的影响四个方面,提出了斜交板桥梁设计工作中应注意的相关事项。     

大断面盾构隧道管片设计内力和变形极值分析

文章以双车道高速公路越江盾构隧道为例,设计了一种10块分管片结构,其分块为1K(18°) 2A (31°) 7B(40°)=360°。对采用匀质圆环和铰接圆环模型模拟装配式管片结构,进行了不同拼装方式下管片结构的内力和变形极值分析,得出了不同模型下管片结构的内力和变形图特征及变化规律。采用匀质圆环模型计算控制最大正负弯矩和最小变形,而采用铰接圆环模型计算控制最小正负弯矩和最大变形以及最大和最小剪力,不同的拼装方式控制不同的内力和变形设计值。     

曾家坪一号隧道大跨段开挖方法研究

文章概括地介绍了内昆铁路曾家坪一号隧道的工程特点和地质条件、施工方法、施工工序和辅助施工技术,通过采用平面和三维有限元模型分析了大跨段隧道结构的稳定性,同时根据隧道结构受力和变形的实测结果,分析了大跨隧道的变形特点.     

砂土地层深基坑开挖引起下卧隧道变形机理研究

深基坑开挖引起的应力释放将不可避免地引起邻近隧道的附加应力和变形。通过开展三维有限元数值分析,研究了深基坑开挖尺寸和管片接头刚度对下卧隧道三维变形的影响。利用土工离心模型试验验证了有限元计算模型和结果的合理性。在基坑中心线下,隧道隆起和横向弯曲应变随基坑开挖长度的增大而增大。当基坑开挖长度为基坑开挖深度的9倍时,隧道隆起和横向弯曲应变达到峰值;隧道纵向弯曲应变几乎接近于零。当基坑开挖长度大于9倍的开挖深度时,基坑—土—隧道的相互作用可简化为平面应变问题。若不考虑短基坑的三维效应,基坑—土—隧道的平面应变简化将严重高估隧道隆起和横向弯曲应变。隧道隆起随接头刚度的增加而逐步降低,然而隧道横向和纵向弯曲应变随接头刚度的增加而增加。因此,带接头的非连续隧道假设为连续性结构,隧道隆起会被大大低估,而隧道弯曲应变则被高估很多。     

卸载工况下盾构隧道结构承载性能数值模拟分析

周边卸载导致的隧道横向大变形对地铁的正常运营与安全使用产生严重影响,对于隧道结构从周边卸载开始直至破坏的全过程,需要发展一种高效并能保证精度的数值模拟方法。文章首先进行不同接头刚度下衬砌环的内力及变形数值分析,表明管片接头刚度值对衬砌环轴力分布及大小影响很小,可以先使用相对简单的等刚度圆环法计算得到管片接缝处的轴力值,再将此预分析轴力值作为确定接头抗弯弹簧弯曲刚度曲线的轴力值,用三维直梁实体单元进行精细分析得到不同轴力下的管片接头抗弯刚度模型。最后将接头抗弯刚度模型参数赋给二维梁-弹簧模型中的弹簧参数,运用二维梁-弹簧法计算得到衬砌结构各级荷载下的内力和变形。该方法得到的数值模拟结果与试验结果一致,全过程数值分析表明:在侧向压力卸载过程中,接头截面处弯矩不断增大、轴力不断减小,各接头处抗弯刚度快速下降,最终结构达到破坏状态。     

城市地铁越江隧道上浮引起的土体变形分析

文章基于盾构隧道统一土体移动模型基本假定,建立了隧道上浮作用下的两圆顶部相切土体移动模型;利用Melan公式计算得出了隧道上浮引起的土体变形(上浮力作用下的土体变形,再叠加土体损失引起的土体变形)二维解;应用ABAQUS有限元分析软件,结合在建南昌地铁1号线抚河桥区段工程,建立计算模型,对隧道上浮引起的土体变形进行了模拟计算。结果表明,推导的土体变形二维解与数值模拟结果比较吻合;越江隧道上浮引起的土体变形规律是河底表面呈"倒沉降槽"形,深层土体呈"双弓"形,且其幅度随距隧道轴线距离增大而减小。     

有粘结预应力波形钢腹板组合梁受弯性能分析

采用钢管混凝土作为下翼缘的预应力波形钢腹板组合梁桥可避免正弯矩作用下传统组合梁桥受拉侧混凝土板易开裂的问题。文章为了研究这一新型构造形式组合梁桥的受弯性能,进行了7根简支有粘结预应力波形钢腹板组合梁在两点对称荷载作用下的数值模拟分析。研究表明:这种预应力波形钢腹板组合梁具有良好的抗弯承载能力和变形能力;减小跨高比和增大钢管强度可显著提高组合梁的极限承载能力;提高混凝土强度等级和减小钢管强度可显著提高组合梁的变形能力;各参数对承载力极限状态时跨中截面的预应力筋拉力影响均不显著,各试件预应力筋预应力介于0.92 f_(ptk)和0.96 f_(ptk)之间。     

超浅埋盾构法隧道施工方案三维有限元分析

文章以某水库流域污水通道盾构法隧道施工方案为工程背景,运用MARC大型三维有限元分析系统,对该超浅埋盾构法施工方案进行了三维有限元模拟,分析了不同工况下盾构衬砌和锚杆的受力及变形,并计算出了盾构衬砌的纵向接缝张开量及锚杆轴力.     

地面堆载对原水输水钢管的影响研究

经过对埋地原水输水钢管爆管的案例调研发现,漏水管道上方多存在违章堆土或重载货车行驶的情况,管道裂缝位置主要集中在焊缝附近。采用室内相似模型试验、有限元模拟验证和现场静载测试相结合的手段,研究了不同地面堆载工况下对DN2400原水管道的变形及受力影响。室内研究结果表明,管底的轴向应变均大于环向应变,管道以弯曲变形为主,与实际漏水点处焊缝断裂相符。现场静载试验与有限元所得的各测点处的Mises应力均小于10 MPa,远小于管道破坏的荷载。说明地面堆载不是造成原水管道爆管的单一诱因,焊缝的原始状态对爆管的影响不可忽视。     

大直径盾构隧道穿越建筑物群变形分析与控制措施北大核心CSCD

大直径盾构隧道掘进施工对土体造成扰动,导致地表产生沉降或隆起,继而严重威胁上部建筑物群的结构安全。文章依托某大直径盾构隧道穿越老旧小区密集建筑物群工程,首先利用二维有限元软件计算关键断面房屋的沉降变形,再对比三维有限元软件的计算结果,分析两种计算方法的适用范围;然后基于三维模型探究了不同初期荷载释放率对盾构穿越引起的地表和房屋变形的影响,最后利用Peck公式计算的理论地表沉降数据,梳理初期荷载释放率、地表沉降、地层损失率三者的内部联系并提出了控制变形的相关措施。研究结果表明,初期荷载释放率越小,地表及房屋沉降也越小,对应的地层损失也越小;对于控制地表变形,减小荷载释放率等同于减小地层损失率;初期荷载释放率、地表沉降、地层损失率这三者减小的量值呈线性关系。     

软土地铁深基坑底加固设计对附近敏感建筑物沉降影响分析

结合宁波轨道交通一号线西门口站软土地铁深基坑工程设计,文章运用PLAXIS和FLAC3D建立二维及三维有限元模型进行了基坑开挖地表沉降分析.依据计算模拟结果和以往的监测经验,提出了坑底加同的有效措施和基坑施工的沉降预警值.其研究成果可供其它复杂地质条件下对变形要求较高的基坑加固设计中参考.     

基于等效渗透系数计算衬砌水压力方法研究

对于设置防水板和排导系统的复合式衬砌,由于防水板的隔水作用,围岩渗水主要通过防水板背后的盲管、反滤层及二次衬砌边墙底部排水孔排入隧道底部排水沟.这种地下水排导系统的设置,使得衬砌水压力的计算很难通过简化的解析方法求得.文章从工程实用化角度出发,提出了复合式衬砌等效渗透系数的概念和确定方法,其主要是通过引入虚拟的二次衬砌等效渗透系数“k1”,将设置防水板和排导系统的复合式衬砌的透水能力用等效渗透系数“k1”来表示.在复合式衬砌等效渗透系数的基础上,可以利用整体式衬砌结构的水压力计算方法估算衬砌水压力,等效渗透系数“k1”为复合式衬砌水压力的简化计算提供了有利条件.最后,通过算例验证了这种方法的合理性、有效性.     

水位下降对地铁盾构隧道的影响分析

某基坑施工引起紧邻地铁隧道附近区域水位下降,导致隧道受力和变形状态发生改变,可能影响隧道防水和正常运营。为研究水位降对地铁隧道的影响,首先,运用三维流-固耦合数值方法,模拟了基坑施工过程的三维渗流场;其次,采用荷载-结构模式,分析了水位降对隧道结构受力和纵向变形的影响;最后,采用分层总和法,计算了水位降与隧道下方土层沉降量的关系。研究结果表明:该基坑工程施工引起的最大水位降不超过2 m,此水位降引起的隧道结构弯矩增量和盾构管片环缝接头张开增量均在其所对应总控制量的5%范围内。因此,理论上认为该基坑施工引起的水位降不会危及地铁隧道的正常运营。