施工隧道负离子除尘新方法

在施工隧道通风换气时, 为了快速稀释粉尘, 加快施工进度, 引入负离子除尘新方法, 并分析了其应用的可行性; 利用粉尘颗粒荷电理论研究了粉尘颗粒的荷电量, 推导了粉尘颗粒在负离子净化系统外电场作用下的饱和荷电量计算公式; 根据施工隧道的环境特点, 在粉尘沉降主动力为电场力和重力时分析了粉尘颗粒的受力情况, 并利用牛顿第二定律推导了粉尘颗粒的沉降算法; 模拟隧道环境进行了室内试验, 依照室内试验获取的安装参数确定隧道试验方案后进行了现场试验, 并利用现场测试结果分析了负离子除尘新方法的使用效果、机理和沉降算法的准确性。研究结果表明: 在使用和未使用负离子净化系统的1个施工周期内, 试验段呼尘消除率分别为51%和20%, 超过《公路隧道施工技术规范》 (JTG F60—2009) (简称《规范》) 中呼尘短时间接触容许浓度8mg·m-3的时间分别为1、12h, 使用负离子净化系统后, 呼尘时间加权平均浓度从6.38mg·m-3降至3.10mg·m-3, 满足《规范》中不大于4mg·m-3的要求, 即采用新方法可快速、高效地净化施工隧道内的空气; 施工隧道采用负离子除尘新方法的机理可使用粉尘荷电理论和牛顿第二定律进行解释; 在粉尘主要为PM₁₀的相似工况下, 利用沉降算法、室内试验和现场试验得出的粉尘消除时间分别为14、18、20min, 采用算法得出的粉尘沉降时间需要考虑的综合影响系数为1.31.4。      

横通道对隧道火灾烟气浓度影响的数值模拟

文章利用fluent对隧道发生火灾时,不考虑横通道和考虑横通道且横通道内不同风速时烟气浓度的分布规律进行了三维数值模拟,研究结果表明：（1）横通道的开启对于火灾的发展及变化有着较大的影响,在火灾初期,风机通风风速为临界风速,在疏散救援阶段,应减小通风风速,避免横通道的气流使火灾隧道的烟气蔓延速度过快而对火源下游的人员不利;（2）入口通风风速越大,横通道中风速的大小对隧道中线上烟气浓度的影响越小;（3）不考虑横通道和考虑横通道且横通道内风速不同时,烟气浓度的纵向分布规律都基本相同,但是隧道不同横断面上的烟气浓度横向分布随风速的不同呈现出较复杂的规律,如果人员仍然沿着隧道中线逃离,可能会受到一定的威胁.     

基于施工隧道压入式通风方式结构设置优化

针对钻爆法施工隧道中压入通风方式造成的隧道内空气质量差、排尘久等缺点,在传统通风方式的基础上进行结构优化改进,形成抽出式风幕通风方式. 以吴家岭二级水电站新建I号、II号引水隧道为试验隧道,对两种通风方式条件下隧道内风速及游离SiO₂粉尘扩散特点进行现场监测与对比分析,并应用有限元Ansys-CFD软件对游离SiO₂粉尘浓度场演化特征进行了模拟分析. 研究结果表明:在抽出式风幕通风条件下通风35 min后,施工作业区内游离SiO₂粉尘浓度即可达标,洞身区只存在少量极低浓度SiO₂粉尘,作业区内SiO₂粉尘浓度最大净化率较压入式通风方式提高了25.93%,隧体内施工环境大为改善.      

爆破施工对小净距隧道的影响性分析

为深入研究小净距隧道后行洞爆破施工过程中对先行洞围岩的影响性,依托某高速公路小净距隧道,利用现场测试、数值模拟手段对爆破施工条件下先行洞围岩振动速度与时间的关系曲线进行了分析。研究结果表明:所有监测点X方向振动速度明显大于Y方向和Z方向的振动速度;后行洞爆破施工时对先行洞对应断面后方的中岩柱振动影响较大;数值模拟结果与现场监测结果基本吻合,在小净距隧道设计与施工过程中应加强对中岩柱纵向的加固措施。     

颗粒破碎条件下的胶结砂力学行为

为揭示胶结量对胶结砂的力学行为与颗粒破碎的影响,引入颗粒破碎的概念,采用颗粒流商业软件PFC对胶结砂力学行为进行了三维颗粒流数值模拟,对不同胶结量的试样进行了一系列的三轴压缩试验,并与实验结果进行对比.在此基础上,分析了数值模拟中胶结试样的微观力学响应.研究结果表明:颗粒流数值模拟能够有效地描述胶结砂的主要力学行为,相比无胶结的试件,胶结砂表现出更高的强度,应力-应变关系曲线呈应变软化型,体积应变为先剪缩后剪胀;胶结砂宏观力学响应(应力-应变关系和剪胀性)与其微观力学响应密切相关,在加载的初期,胶结点破坏率和破坏速率较低,在屈服点后迅速增长,峰值应力点后,胶结点破坏速率和胶结点破坏率趋于平缓;胶结量越小,胶结强度越低,胶结点破坏率和速率越高;胶结量越高,颗粒破碎的比例越高,体积膨胀量越大;胶结量分别为0和100%时,颗粒破碎的比例分别为1.13%和10.96%.胶结作用的存在促进了剪切带的孕育,与无胶结试样相比,胶结试样内部颗粒接触力链更粗、更集中.      

特长隧道群污染物窜流规律及新型通风方式研究

特长隧道群洞口多位于峡谷中, 上游隧道污染物易扩散至下游隧道造成二次污染并大大增加了下游隧道的通风负荷。 为了掌握特长隧道群毗邻隧道的污染物窜流问题及影响, 以浙江省景文高速公路工程叶麻尖特长隧道群为依托, 建立了流体力学分析模型, 以 CO 为示踪污染物, 分析了隧道洞内外温差、 峡谷风速、 进出口风速比等因素对窜流比的影响。 分析表明： 隧道出口污染气流与环境温差越大, 或者峡谷风风速越大, 或者隧道进出口风速比越小, 则窜流比越低; 在不利工况下, 叶麻尖隧道左、 右线隧道的上下游窜流比分别约为 67%和 73%。 最后, 针对叶麻尖特长隧道群提出了竖井送排风+互补风道分流+射流风机通风方案的新型绿色节能通风方案。     

衬砌裂缝对隧道稳定性的影响分析

由于地质、设计、施工以及运营管理等方面的原因,运营中的隧道常常出现一系列的病害,其中最常见的就是隧道衬砌裂缝,严重影响了隧道的交通运营安全。以重庆八一、向阳隧道的病害治理工程为背景,运用有限元软件ANSYS对隧道衬砌裂缝受力性能进行数值模拟分析。结果表明:衬砌裂缝的存在导致衬砌应力集中,严重时甚至影响隧道结构的稳定性;裂缝深度越大,隧道结构位移、应力越大,裂缝尖端的应力集中现象越明显,最终应力达到材料的强度极限,从而导致隧道的失稳破坏。     

近接隧道中减振孔的爆破振动控制效应研究

新建隧道爆破施工时, 邻近既有隧道在爆破应力波作用下会产生一定的振动响应, 严重时会引起既有隧道衬砌结构开裂、 崩落等, 对既有隧道结构的安全与稳定构成一定威胁。 为了有效降低新建隧道爆破作业对邻近既有隧道的危害, 研究近接隧道中减振孔的爆破振动控制效益就显得尤为重要。 基于此, 本文分析研究了不同减振孔直径、 间距、 位置、 排数条件下的岩体质点振速及减振效率的变化规律, 得出描述减振率与减振孔参数间的关系式。 并借助数值分析软件 ANSYS / LS-DYNA, 分析近接隧道爆破中减振孔的降振效果。 研究结果表明: (1) 减振孔直径越大, 减振孔间距越小, 对爆破应力波的衰减作用越显著。 (2) 减振孔距爆源越近, 减振孔排数越多, 对爆破应力波的衰减作用越显著。 (3) 四个因素对爆破振动强度的影响程度由大至小依次为减振孔排数、 减振孔位置、 减振孔直径、 减振孔间距。 (4) 既有隧道中心断面前后 10m 范围内是关乎结构安全的重点部位, 单排减振孔对中心断面各部位的减振率达到 30% ~40%。     

高海拔隧道施工供氧技术研究

高海拔隧道施工供氧是改善隧道内氧气含量、满足施工人员供氧需求、防止劳动效率降低、保障施工机械设备正常运转的重要措施。根据大气压与海拔高度的关系,采用理论公式计算得到隧道需求供氧量,利用Fluent软件模拟通风供氧与弥散式供氧方法下隧道掌子面附近氧气质量分数分布规律。研究表明:掌子面弥散式供氧方法比通风供氧方法对提高掌子面附近氧气质量分数更加可行有效;采用掌子面弥散式供氧方法时,每循环进尺隧道的供氧量32.08～96.25 m~3,通风速度越高供氧量越大,氧气质量分数分布越均匀。研究成果可为高海拔隧道施工供氧方案的制定提供依据。     

基坑近接既有地铁盾构隧道施工影响分区方法

为了确保基坑近接既有地铁盾构隧道的结构安全和正常运营,在对盾构隧道纵向等效刚度模型研究的基础上,建立了隧道纵向变形曲率与螺栓承载状态和线路正常运行要求的公式.结合沈阳某深、大基坑近接既有地铁盾构隧道施工工程的实际情况,通过改变既有盾构隧道相对新建基坑的空间位置关系,进行了多工况三维数值模拟计算分析,得到了基于桩锚支护的基坑近接既有地铁盾构隧道施工的强、弱、无影响分区图,并通过现场的沉降实测结果等验证影响分区标准和控制技术的有效性.研究结果表明:盾构隧道纵向变形曲率半径是基坑近接盾构隧道施工中隧道结构安全和正常使用的关键指标,可将盾构隧道纵向变形曲率半径作为近接影响判断准则;在确定基坑近接既有盾构隧道施工工程的影响分区时,可将盾构隧道轨道线形受影响的临界状态及管片接头极限状态下隧道纵向变形曲率半径,分别作为强弱影响区和弱无影响区的划分阈值.     

反吹式吸嘴流场数值分析及吸尘效率研究

为提高扫路车的吸尘效率,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对反吹式吸嘴流场进行计算,分析结构参数对吸尘效果的影响规律,并结合气固两相流动模型对优化后模型的吸尘效率进行计算.研究表明:吸尘口的直径不大于反吹式吸嘴宽度的 0.47 倍、倾角不大于105时,分别增大吸尘口直径和倾斜角度,均可提高吸尘效率;反吹式吸嘴近地面气流速度大且方向紧贴地面,不存在气流外泄造成的二次污染;车速由 5 km/h 提高到15 km/h 时,总除尘效率下降了27%,其中 45 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 9%,152 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 33%.      

电动汽车无线供电系统电能发射线圈设计与切换控制

针对采用级联式发射线圈的电动汽车无线供电系统中线圈切换时存在的互感急剧下降及汽车位置检测困难的问题,提出了一种对嵌式电能发射线圈,并根据互感稳恒原则及其计算方法,给出了对嵌式电能发射线圈主要参数的设计方法,提出了一种双线圈式车体位置检测传感器,给出了传感器的尺寸参数设计方法及电能传输系统对传感器的干扰抑制方法,阐述了级联式发射线圈的切换控制策略.基于Ansoft Maxwell平台、Matlab/Simulink平台和电动汽车ICPT无线供电系统实验平台分别对研究成果进行了仿真分析和实验验证,结果表明:实验实测互感值波动率约为8%,车载拾取电压波动率约为10%,对嵌式能量发射线圈能够有效地缓解ICPT无线供电电动车在切换过程中的互感下降问题;双线圈式车体位置检测系统能够有效地在40 kHz能量通道电磁场的干扰中拾取位置信号,表明该位置检测方案及切换控制策略的可行性.      

工程车辆散热器模块散热性能数值仿真

为了了解工程车辆散热器模块在不同工况下的性能变化规律,保证其工作稳定性,结合工程车辆的原始资料,在UG NX7.0软件中建立动力舱的三维物理模型.用热交换模型表征车辆散热器模块,采用CFD数值方法对虚拟风洞内的动力舱模型进行仿真,对各工况下散热器模块散热性能进行分析,并进行实验验证.结果表明:各工况下散热器内部热交换过程均呈现梯度变化;随着回流热空气温度升高,散热器的工作效率逐步降低.当其效率不能满足整车需要时,整车会出现系统过热以及工作性能不稳定现象.对比仿真与实验数据,两者误差在2.83%～4.07%之间.     

隧道施工爆破后的粉尘防治方法分析

采用综合粉尘防治方法,将降低隧道施工粉尘的产生量、提高粉尘产生作业面附近的降尘效率作为重要的防尘措施,一方面可以有力地改善施工作业面的粉尘污染,另一方面经济效益也很明显。因此,如果能在隧道粉尘防治方面做到综合防治,必将把隧道施工环境的改善提高到一个新的水平。     

川藏铁路特殊气象环境对动车组隧道气动阻力的影响

为研究川藏铁路温度与气压条件变化对动车组隧道气动阻力的影响，通过调研川藏铁路雅安至林芝段各站点气象数据，建立了川藏铁路特殊高原气象条件下动车组列车隧道气动阻力的计算模型，分析了川藏铁路沿线气压与温度变化对动车组隧道气动阻力的影响. 研究结果表明:动车组列车的隧道气动阻力与线路环境的气压、温度密切相关；环境气压越低，隧道气动阻力越小，环境温度越低，隧道气动阻力越大；与平原地区的气象环境相比，川藏铁路沿线气压变化对动车组列车隧道运行阻力的影响能达到30%左右，温度变化对动车组隧道运行阻力的影响在10%左右.      

平缓地磁场区域地磁导航解决方案

针对基于卡尔曼滤波的地磁场导航方法在平缓地磁场区域因系统不可观导致滤波失效问题,提出了解决方案.该方案用线性化平面拟合平缓磁场曲面,用磁场的矢量性构造线性方程组,用多级子图实现快速精准的位置估计,并在此基础上构造滤波器.理论分析和仿真结果证明,该方案可有效解决传统方法的滤波发散问题.     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

VFT PHASE VOLTAGE MEASUREMENT IN THREE-PHASE ENCLOSED GIS

Ｇａｓｉｎｓｕｌａｔｅｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ (ＧＩＳ)ｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｆｒｏｍ 12 3ｋＶｔｏ765ｋＶｏｒａｂｏｖｅ .Ａｓｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓｅｘｃｅｅｄ 30 0ｋＶ ,ｆａｉｌｕｒｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｈｅｎｏｍ ｅｎａｂｅｇｉｎｔｏａｐｐｅａｒ .Ｔｈｅｓｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒａｎ ｓｉｅｎｔｓａｒｅｃａｕｓｅｄｂｙｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｉｎｔｈｅＧＩＳ .Ｔｈｉｓ…