位移反分析法在隧道不良地质地段的优化应用

隧道工程信息化施工应用十分普遍,反演分析是信息化施工的核心内容,位移反分析法作为目前最常用的一种,有它独特的优点。山岭隧道洞口是隧道施工的关键部位,由于施工扰动造成地应力的重分布,它是造成洞口边坡滑动、洞口浅埋段塌方的主要因素。结合油坊坪隧道,根据现场资料和监控量测信息找出了隧道出口的各种不良地质现象,利用有限元分析软件ANSYS中的优化设计模块,对隧道参数进行优化反分析,结合反演结果预测出变形趋势。据此可以反馈原设计方案并进行修正,相应地提出一些针对性的工程技术措施,保障安全。     

成层软土地基粘弹性参数反演及沉降预测

基于Merchant粘弹性模型,应用Biot平面固结有限元法,以现场实测资料为依据,采用了直接优化的分析方法,针对多层软土地基多设计变量反演解的唯一性问题,在对土体分层的基础上对反演策略作了改进,将反演参数分成2个部分,先分层迭代反演渗透系数,再分层迭代反演粘弹性参数,然后以反演所得参数来计算预测工后沉降,最后通过工程实例说明了这种策略的可行性.     

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪（FWD）应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现：路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。     

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪(FWD)应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现:路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。     

成层软土地基粘弹性参数反演及沉降预测

基于Merchant粘弹性模型，应用Biot平面固结有限元法，以现场实测资料为依据，采用了直接优化的分析方法，针对多层软土地基多设计变量反演解的唯一性问题，在对土体分层的基础上对反演策略作了改进，将反演参数分成2个部分，先分层迭代反演渗透系数，再分层迭代反演粘弹性参数，然后以反演所得参数来计算预测工后沉降，最后通过工程实例说明了这种策略的可行性。     

盾构法隧道等代层参数反演的ANSYS方法

在盾构法隧道中将衬砌周围由于盾尾空隙的闭合、注浆充填作用和盾构推进对周围地层的扰动等形成的特殊圈层概化为具有平均意义的等代层。根据实测地层位移资料，用位移反分析法可较准确地获取等代层的参数。采用ANSYS有限元程序中的优化设计模块反演地层参数，以期对盾构法隧道设计与施工有一定的借鉴意义。     

车用自由活塞膨胀机-直线发电机系统发电机性能研究

针对汽车余热回收系统中的自由活塞膨胀机-直线发电机系统对直线电机的应用需求,以适用于该系统的一款无铁心永磁同步直线电机为研究对象,通过电磁场理论分析电机模型,搭建ANSYS Maxwell二维瞬态场模块,分析了电机空载、负载工况的磁场特性和极弧系数、气隙长度等参数对电机推力性能的影响,并进行了参数优化以减小电机的推力波动。仿真结果表明:在相同结构参数下,极弧系数和气隙长度相互作用,可以有效降低电机的推力波动。     

初始地应力场反演及回归分析方法研究

运用岩体工程地质力学方法和数理统计原理,建立了初始地应力场的三维有限元反演及回归分析模型。该模型克服了边界调整法等一般反分析法的不足,具有很好的实用价值和易操作性,能够方便较为准确地反演区域初始地应力场。     

晚更新世黄土脱湿-吸湿全过程土水特征曲线研究

非饱和土土水特征曲线(SWCC)在非饱和土性质的研究中是很重要的。通过现场原位渗水试验、室内试验,结合数值反演得到了晚更新世黄土(Q3黄土)脱湿和吸湿土水特征曲线。用压力板仪测量Q3黄土脱湿过程中不同含水率下的吸力,之后用Van Genuchten经验公式对试验数据进行拟合,得出了Q3黄土脱湿SWCC曲线的数学表达式。在现场渗水试验的基础上,用随机搜索和经验逼近相结合的方法,通过数值计算反演Q3黄土吸湿过程中的土水特征曲线参数。此外,还实测了Q3黄土竖直向的饱和渗透系数。结果表明:Q3黄土脱湿路径的进气值为4.16 k Pa,饱和体积含水量为0.52;吸湿路径的进气值为3.92 k Pa,饱和体积含水量为0.48。残余体积含水量为0.01,残余饱和度为2.0%,残余的气体含量为4.06%。竖直与水平向渗透系数的比率为1.62,水平向饱和渗透系数为7.08*10-6m/s,竖直向饱和渗透系数为1.147*10-5m/s。室内实测竖直方向饱和渗透系数为2.71*10-5m/s,反演值与实测值是属于同一数量级的。     

非饱和土渗流场的数值模拟分析

分析了非饱和土渗流场与温度场的相似性,在此基础上提出利用ANSYS软件的热分析功能进行非饱和渗流的计算。算例结果表明应用ANSYS软件进行非饱和土渗流场的数值模拟是可行的。     

汽车动力总成磁流变悬置的磁路模拟分析与试验验证

根据磁流变液的流变特性设计了一种新型半主动磁流变悬置结构,并简述了该悬置结构和工作原理。利用ANSYS电磁场分析模块对悬置结构内部磁场进行了有限元分析,研究了相同磁流变液悬置结构下,不同隔板材料对磁流变液悬置磁场分布的影响,并分别测试了采用不同隔板材料时磁流变液悬置的动特性。结果表明,所选择的低磁导率铝合金隔板材料可改善悬置性能;在磁流变悬置的设计过程中引入ANSYS的电磁场分析方法可行并具有一定的通用性。     

导水夹泥断裂破碎岩内在结构与渗透性（双语出版）

造成深长隧道开挖过程中涌突水危害的主要灾害源为导水夹泥构造。研究断裂破碎岩体内在结构特征与不同构造单元渗透特性可以在一定程度上规避工程施工过程中事故的发生。以甘肃典型导水夹泥断裂带为背景,针对典型断裂破碎岩样进行XRD矿物分析、SEM岩体裂隙内在结构表征、不同构造单元原位压水试验及室内典型破碎岩体渗透试验,分析导水夹泥断裂破碎岩矿物成分、内在结构及渗透系数。研究结果表明：岩样裂隙内的充填物随次生矿物比升高,渗透系数增大;断层核部渗透系数较破碎带与完整花岗岩体大,断层核部粒径浅部比深部大,岩体浅部变质程度比深部破碎,有效孔隙度核部深部比浅部大,比表面积值核部也比影响损伤带及母岩大;横向上,断层核部裂隙密集带具有较高渗透性,随着裂隙密度的降低渗透系数明显降低,且距断层核部越远,渗透系数越低;纵向上,断层带不同构造单元的岩体,其渗透系数由小到大的分布规律为断层泥（<10^-9 m·s^-1）、碎砾、角砾岩（10^-5~10^-7 m·s^-1）、碎裂岩（10^-4~10^-7 m·s^-1）,完整围岩部分（<10^-9 m·s^-1）渗透系数又变小。研究结果可为隧道涌突水防治提供理论与工程指导。     

高速公路沥青路面现场质量指标探讨

通过对某高速公路沥青路面现场数据的分析研究,总结了该高速公路目前施工工艺水平下沥青路面现场的空隙率和渗水系数等指标的分布,分析了各个指标之间的相互关系,进而对目前的现场压实度、现场渗水系数等指标提出了相应的建议。     

降雨入渗对裂隙性红粘土边坡的稳定性影响分析

红粘土具有干缩开裂性,裂隙性红粘土、尤其是高吸力红粘土边坡,其稳定性跟降雨入渗有很大关系.基于饱和-非饱和土渗流理论,建立了裂隙性高吸力红粘土边坡数值分析模型,模拟了降雨入渗条件下边坡暂态渗流场,分析了降雨强度、裂隙深度、裂隙渗透系数等对裂隙性红粘土边坡渗流场及稳定性的影响.结果表明,短期降雨对低渗透性红粘土边坡渗流影响较小,高渗透性裂隙加快了雨水入渗;土坡安全系数对雨强的敏感度与土体饱和渗透系数有关;裂隙深度影响边坡安全系数、滑裂面位置及形状;随着裂隙深度增加,边坡安全性系数对雨强敏感性显著增加,边坡滑动形式趋向于浅层滑动.     

双层桥面钢桁梁静风系数数值研究

该文利用通用有限元程序ANSYS对双层桥面钢桁梁的二维流场进行数值模拟,得到流场中双层桥面钢桁梁表面的压力与速度分布,对表面压力进行积分,可得到静风三分力系数,验证了用CFD方法实现桥梁断面二维流场风洞数值模拟的可行性。     

限量排放下的隧道地下水渗流分析

以广东某在建高速公路隧道工程为例,通过地下水渗流计算分析,确定隧道富水段注浆后岩体渗透系数,最终实现地下水的限量排放。渗流计算采用连续介质模型,主要考虑泄水孔间距、隧道承压水头以及渗透系数的变化,分析孔隙水压力分布、地下水渗流路径,以及渗透系数与渗流量之间的关系,隧道富水段围岩注浆后,其渗透系数理论上不应超过2x10-5m／s控制指标的结论,可为隧道工程的安全施工提供较好的理论指导。     

公路隧道外水压力的相似模型试验研究

针对确定公路隧道衬砌外水压力的技术难题,利用自行设计的模型试验装置,采用相似理论,进行了38组工况试验。试验主要研究了水头高度、渗透系数、隧道排放量以及组合排放系统等因素与外水压力和折减系数的关系。通过对相似准则的分析得出,进行工程类比时应注意水头高度的相似关系为平方关系。试验结果表明:水头高度越小、隧道排放量越大、围岩渗透系数越小,隧道外水压力则越小;无论隧道是否完全封堵,只要周边存在排水点,且隧道在其渗流影响的范围之内,隧道外水压力就可折减。此外,深入分析组合排放系统的试验结果,提出了对于隧道周边富水洞穴应采用"复合回填"的处治方式的理念。最后指出,采用这种相似模型试验确定的外水压力是岩石隧道外水压力的上限值。     

砂井地基非线性弹性有限元分析

将非线性弹性本构关系(Duncan模型)引入Biot固结理论有限元程序,模拟实际施工过程,对砂井地基进行平面应变有限元分析。与实测结果的对比表明,该方法较好地反映了软土地基沉降及孔隙水压力的发展趋势;对泊松比及渗透系数的参数敏感性分析也得出了一些有益结论。     

沥青混合料渗水系数的研究

沥青混合料的渗水是导致沥青路面早期损坏的主要原因之一,而原来的沥青混合料设计方法中并没有渗水系数的要求。通过AC和SMA沥青混合料的室内渗水研究,探讨了沥青混合料的渗水理论。指出达西定律可以用于研究沥青混合料的渗水。对于密实型的沥青混合料,适用的渗水试验是变水头渗水仪。文章采用了改进的渗水仪,研究了常用的AC和SMA沥青混合料的渗水系数和空隙率之间的关系,分析了渗水系数的变化特性,提出了在配合比设计阶段检验用的沥青混合料渗水系数建议指标。     

机场水泥混凝土双层道面层间接触对加铺层性能的影响

运用有限元分析软件ANSYS对机场水泥混凝土双层道面在不同层间接触情况下加铺层的受力及变形规律进行了分析,并根据加铺层板底弯沉盆形状系数计算出层间结合系数。研究结果表明:结合系数能很好地反映双层道面之间的层间结合程度,当层间结合程度不良时会导致加铺层弯沉值及板底应力变大,且距飞机轮载越近,其影响程度越大。因此,在进行机场道面加铺层设计、施工时必须考虑层间接触对加铺层性能的影响。