爆破地震波作用下浅埋隧道地表振动的空洞效应研究

以成贵高铁豆子湾隧道为工程背景,对浅埋隧道爆破开挖时地表振动速度进行了监测。实测数据表明,以掌子面为对称面,隧道已开挖成洞区拱顶上方地表的振动速度是对称位置未开挖区的1.1~1.7倍,即存在空洞效应。由于空洞效应的影响,导致隧道开挖成洞区上方地表的爆破地震波衰减规律不满足萨道夫斯基公式。运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟计算,得到在隧道中心线方向,随距掌子面距离的增大,空洞效应的影响有一个先增大后减小的过程,并且当距掌子面为1.5~2.0倍的隧道洞径时,空洞效应的影响不再明显。     

南海“浅深水”海域经典TLP平台整体运动性能分析

干式采油树应用于海上油气开发具有特定的优势,张力腿平台(TLP)作为重要的浮式干树开发平台具有广泛的应用。联系到我国海上油田具体特点及TLP平台所具有的诸多优势,未来TLP平台将是中国南海油气开发不可或缺的平台类型之一。本文针对经典TLP在中国南海北部“浅深水”(水深330m)油田千年一遇环境下整体运动性能与张力腱系统响应情况进行了研究,对TLP平台进行了全耦合时域计算分析,并对平台运动、张力腱响应及平台甲板气隙等进行了分析校核。分析结果表明：千年一遇生存条件下,平台张力腱系统安全;平台水平偏移较大,对立管设计挑战较大;平台甲板气隙较为临界,存在甲板上浪风险。     

锚碇隧道开挖过程中的围岩变形特征监测分析

以雅康高速公路大渡河特大悬索桥雅安岸锚碇隧道项目为依托，通过现场监测左右洞拱顶沉降和边墙围岩变形量，分析锚碇隧道在开挖过程中的围岩变形特征及其对围岩的稳定性影响。结果表明:先行洞（左洞）受到后行洞开挖的影响，其拱顶最终沉降量由6.00 mm增加到11.50 mm，右洞的拱顶最终沉降量为8.00 mm；因左右洞中夹岩的存在，后行洞左边墙变形量大于右边墙，并使先行洞右边墙的水平变形由2.41 mm增加到3.83 mm；净距变小，埋深、断面尺寸变大使隧道的拱顶沉降增加，但对边墙围岩变形不产生明显影响。     

顺层路堑边坡岩体爆破的层裂效应试验研究

结合渝怀铁路顺层岩质地段路堑施工,通过对6次单孔爆破层裂试验中振速与声波探测结果的耦合分析,确定出该区岩体的临界质点振速为25 3cm·s-1。对8次深孔台阶爆破、浅孔台阶爆破和浅孔光面爆破地震波测量结果的回归分析与计算讨论表明,这3种爆破方式都会使边坡岩体产生不同程度的层裂效应,深孔爆破引起的岩体层裂范围达9 12m,而浅孔爆破则仅为2 18m～2 42m。对于顺层岩质地段路堑开挖,可采用主开挖区深孔爆破与缓冲爆破相结合、顺倾一侧边坡预留保护层浅孔爆破与光面爆破相结合的施工方案,能保证开挖爆破产生的层裂范围小于2 2m。     

基于先验知识和BP网络的隧道爆破参数计算

为克服当前隧道爆破参数选取受人为因素影响的不足,以围岩普氏系数、隧道断面积、实际进尺和炮孔直径等为网络输入参数,以设计进尺、炸药单耗、周边孔距和掘进孔孔距等为网络输出参数,建立了含输入层、输出层和隐含层的神经网络模型,并给出了模型学习算法,提出了基于爆破先验知识的可加快模型求解收敛速度的网络学习约束条件.隧道爆破参数的实例计算结果表明,给出的网络模型及其算法能在借鉴已有爆破资料的基础上准确、快速计算爆破参数,并且获得理想的爆破效果.     

HCNG发动机排放特性分析

对EQD210N—20天然气发动机燃烧HCNG(氢气—天然气混合燃料)时的排放特性进行了试验和分析。试验结果表明,CO的排放浓度受燃空当量比、点火提前角、进气管绝对压力和燃料成分的影响较大;HC排放浓度有随掺氢比的增大呈降低的趋势,提高进气管绝对压力,点火提前角对HC排放浓度的影响减弱;天然气掺氢气后NOx排放升高。     

基于气缸压力的天然气掺氢发动机最佳点火提前角的研究

由净压力2次导数最大值所在曲轴转角是否在上止点可以判断发动机是否处于最佳点火提前角下工作,通过与由发动机输出扭矩确定的最佳点火提前角相比较,证明净压力2次导数最大值方法可以精确地确定天然气掺氢发动机的最佳点火提前角。在其他条件不变的前提下,随着掺氢比的增加,应该推迟最佳点火提前角。     

浅埋隧道掘进爆破地表震动效应数值模拟

以渝怀铁路人和场隧道爆破施工为背景，采用动力有限元法对浅埋隧道掘进爆破引起的地表震动效应进行了数值模拟．所建立的数值计算模型以地表和隧道已开挖区周边作为自由边界，其余为固定边界，实测隧道壁质点振动波形作为输入荷载．模拟获得的振动波形与实测波形相近，振动速度随时间和距离的衰减规律也与现场实测基本一致．对比分析模拟波形和实测波形的振动特征参数表明，模拟波形能反映质点的实际振动特征，其振幅、主频和持时的相对误差均值分别为9．14％，12．85％和17．57％．     

人和场隧道掘进爆破的地震效应试验研究

针对穿越立交桥的人和场隧道掘进爆破必须严格控制地表振动速度的要求,进行了爆破地震效应的现场试验。通过测量掘进爆破引起的不同位置处的地表振速波形,研究该掘进区域内的爆破地震波衰减规律,对比分析不同微差时间的振速波形的变化特征,由此确定出允许的单段最大装药量为20kg,合理的微差时间为不小于50ms。     

隧道掘进爆破设计数据库的应用研究

以隧道掘进爆破设计与施工为背景,进行隧道掘进爆破设计数据库应用研究。按照爆破设计与施工所涉及参数特点,提取了相应的爆破设计参数及相关数据,应用关系数据库技术分析得到适合隧道爆破设计的数据库结构及其数据表结构并创建各个数据库表。以Visual C 作为开发平台并结合MFCODBC技术,研制出隧道爆破设计数据库系统,实现用户通过该系统即可对隧道爆破设计过程中的数据进行管理和操作,从而使隧道掘进爆破设计及施工管理更加系统、合理和规范。