新建地铁车站近距离上穿既有地铁区间隧道施工方案的选择

北京地铁新建5号线东单站垂直上穿既有地铁1号线区间隧道,采用浅埋暗挖法施工,基于Peck公式预测施工引起的地表最大沉降为-34.5～-69.0 mm.为了严格控制地表沉降和既有地铁区间隧道上浮,采用工程类比法和FLAC3D有限元法,对柱洞法、中洞法和侧洞法3种地铁车站施工方案进行对比分析,结果表明柱洞法引起的地表沉降、既有地铁区间隧道上浮及结构内力变化均明显小于中洞法及侧洞法,因此施工方案选用柱洞法,并且洞室1、洞室3和洞室8的开挖以及中部梁柱体系施作阶段是柱洞法施工的关键控制步骤.施工完成后,实测地表最大沉降为-53.2 mm,既有地铁区间隧道底板最大上浮为7.7mm,均在控制标准之内.     

隧道衬砌病害探地雷达三维正演模拟及工程验证

从Maxwell旋度方程出发,通过引入复介电常数和复磁导率,推导导电介质UPML吸收边界在考虑和不考虑磁损耗情况下各区的电场和磁场分量的时域差分公式。通过选取各区不同的匹配参数,建立模型区与UPML吸收边界电场和磁场分量的统一离散差分公式。用MATLAB语言编制基于UPML吸收边界的图像可视化的探地雷达三维正演模拟程序。正演模拟衬砌内方形空洞三维地电模型,揭示方形空洞在不同显示剖面上的图谱特征。单剖面的响应特征类似"平锅盖形",z方向切片图定出空洞的形状;反射界面呈强负相反射异常,在立体剖视图中,空洞角点位置产生了2个交叉的双曲线绕射波。将该方法应用于现场隧道衬砌质量的检测,并开孔验证。结果表明:不密实区反射界面多且不规则,同相轴错断、零乱、不连续的较强反射能量团块状异常;在z方向切片图上能清楚反映隧道衬砌密实程度,并且判译直观、准确。     

基于脉冲试验的地铁环境振动响应传递函数预测方法研究

地铁运营引起的建筑物内振动,若对其不加防护,将影响人们的生活和工作,干扰精密仪器的正常运行,造成古建筑物的损伤;准确地预测地铁运营引起的环境振动,是解决这一问题的关键.因此,依托国家自然科学基金资助项目(51008017,50848046,50538010),采用理论分析、实验室试验、有限元仿真和现场测试相结合的方法,研究地铁运营引起的振动传递问题,并提出基于脉冲传递函数法的地铁运营引起建筑物内振动预测方法.论文主要研究内容和成果如下.     

跨越垂直双层土壤的变电站地网接地电阻简易计算公式

为有效降低接地电阻,我国西部地区的变电站地网常跨越垂直双层土壤。为导出便于工程使用的跨越垂直双层土壤的变电站地网接地电阻计算公式,将跨越垂直双层土壤的变电站地网分解成2个独立地网,其接地电阻视为这2个独立地网接地电阻的并联电阻;根据镜像法原理将分解后的独立地网镜像等效为同层均匀土壤地网,然后运用DL/T 621—1997标准和IEEE std80—1986标准推荐的同层均匀土壤地网的接地电阻计算公式以及并联电路原理,推导出跨越垂直双层土壤的变电站地网接地电阻简易计算公式。算例计算结果表明,推导所得简易计算公式的精度能够满足工程设计的要求。     

浅谈基于随机模型的隧道施工引起地面沉降的小波分析

目前预测隧道施工引起的地面随时间变化的沉降过程的方法有一定的局限性，这种局限性是由于测量误差的存在而引起的。在这项研究中，研究的方法是用数据建立一个随机模型的时间序列，而测量误差被作为是一个按正态分布的随机序列。另外，按正态性检验和方差分析的方法，被用来验证沉降数据过滤部分的特性与测量数据的误差是否是一致的。这样，当采用离散小波变换时，就可以确定小波基及分解水平的最佳选择。利用一个工程实例去验证了这种假设，并证明了这种方法的可行性。     

无砟轨道区段电分相地面感应装置的安装与设计

通过对遂渝无砟轨道及自动过分相系统的介绍，探讨了无砟轨道区段自动过分相系统地面感应装置的安装设置方式。该方式具有结构合理、性能稳定的特点，遂渝无砟轨道区段电气化工程试验及开通已近1年，经验证，能满足高速电气化铁路的安全运行要求。     

国铁站房深大基础上跨对地铁隧道变形的影响研究

为探明深大基础上跨地铁隧道施工对地铁隧道的影响,开展基坑上跨隧道施工过程的数值模拟分析及现场测试,结果表明:一方面站房荷载能够通过转换梁与桩基础有效地传递到隧道下方基础持力层处,同时桩基础的存在一定程度上约束了隧道变形;另一方面地层加固及分步开挖施作,能够有效减小隧道区域地层应力的释放与坑底隆起,保证地铁隧道运营安全。研究结果对类似工程有一定的参考价值。     

Dynamics of the railway track and the underlying soil: the boundary-element solution,theoretical results and their experimental verification

A combined finite-element boundary-element method is presented in detail to calculate the dynamic interaction of the railway track and the underlying soil. A number of results are shown for ballasted and slab track, demonstrating the influence of the stiffness of the soil and the rail pads on the vertical compliance of the track. The compliance of the track is combined with a simple model of the vehicle giving the transfer function of vehicle–track interaction. An experimental verification of the theoretical results is achieved by harmonic and impulse excitation with and without static (train-) load and by combined measurements of train–track–soil interaction. A clear vehicle–track resonance is found for the slab track with elastic rail pads and for higher frequencies at highspeed traffic, the dynamic axle loads due to sleeper passage are reduced.     

地铁隧道双线暗挖斜穿地裂缝地表变形规律及控制技术研究

为分析暗挖黄土地铁隧道双线斜穿地裂缝时地表变形规律,以西安地铁3号线为依托工程,通过理论分析、FLAC3D模拟及实测,对地裂缝处地表纵向、横向变形规律进行系统研究。主要结论:地裂缝与掌子面关键体相交时,该阶段为控制掌子面稳定性及地层沉降的关键;穿越过程地裂缝处上、下盘将产生沉降错台及水平张拉,二者发展趋势较为接近,错台的发展及恢复分别集中在进度-1.25D~0和0~1.75D;受先行隧道扰动影响,后行隧道于地裂缝处将产生更大的沉降差和最终沉降;地表最终纵向沉降将在上盘距地裂缝约1D处出现最值点,沉降集中区范围可按已有规程进行投影确定;地裂缝处的地层沉降控制可采用减小导洞面积、留设核心土、增强超前支护、控制地表水下渗等综合措施进行。     

地效翼船主翼结构优化设计

本文利用ANSYS软件,建立了地效翼船主翼结构工程实用的优化模型,根据主翼结构的制造工艺和设计载荷工况确定了关键构件截面的优化设计变量和应力约束条件,以主翼结构最小重量为目标函数进行优化设计,取得了明显的减重效果.在对优化结果可靠性评估的基础上,提出了应力折减系数以修改关键构件的应力约束条件,进行主翼结构的二次优化,提高了优化设计的可靠度.