隧道压力波的三维数值模拟

采用三维可压缩非定常流动模型,对高速列车经过隧道所引起的压力变化进行数值模拟。并将模拟结果与英国Patchway隧道实测数据进行比较,结果表明,三维数值模拟波形与实测波形吻合,为今后高速铁路采用三维数值模拟隧道气动效应的研究提供了依据。     

高速铁路隧道洞口地形对微压波的影响分析

高速列车进入隧道后将产生一系列的空气动力学效应,其中隧道出口的微压波效应对人类环境的危害性较大。影响微压波的因素主要有:列车进入隧道的速度、隧道的阻塞比、隧道长度、隧道内部条件和隧道出口地形等。采用数值模拟方法,深入研究了隧道出口地形对微压波的影响,得到了隧道出口地形对微压波的影响特性。     

高速列车通过隧道流场的三维数值模拟

应用三维粘性、非稳态不可压缩流的数学模型,对高速列车通过隧道时隧道内的压力变化、列车受到的气动阻力等问题进行分析研究,得到了隧道内的压力流场三维分布图,求出了速度、阻塞比等参数与压力、气动阻力之间的数值关系,为解决高速列车通过隧道引起的空气动力学问题提供参考。     

不同双线盾构隧道施工工况对既有管线影响的数值模拟研究

运用大型有限元分析软件ABAQUS对双线盾构隧道下穿管线的施工过程进行了数值模拟,分析了四种不同施工工况对既有管线的影响,得到了双线盾构隧道下穿管线时比较理想的施工工况以及一些对实际工程有益的结论。     

列车突入缓冲结构隧道时初始压缩波数值模拟

采用三维粘性、可压缩、等熵、非定常流的Navier-Stokes方程,用有限体积法进行区域离散,对高速列车突入断面扩大型缓冲结构的压缩波进行了数值模拟。计算结果表明,缓冲结构能有效降低初始压缩波的压力梯度值,从而降低隧道出口的微压波峰值。     

大桥隧道锚碇三维粘弹塑性数值模拟

为了解某大桥隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,采用三维显式有限差分软件FLAC^3D对该大桥隧道锚碇系统进行三维粘弹塑性数值模拟。根据地质资料以及混凝土锚碇结构尺寸,建立隧道锚碇的三维计算模型,对岩体与锚碇之间的相互作用以及锚碇结构在长期荷载作用下的破坏模式进行研究,分析了由于施工开挖引起的锚碇和隧道围岩的位移及其应力变化。分析结果表明：当考虑岩体的流变力学特性后,在设计荷载作用下,锚碇和隧道围岩的变形均有所增加;与弹塑性计算结果比较,施加荷载后经流变分析得到的隧道顶拱和底板的切向应力有所降低,拉应力的量值及拉应力区的范围减小,塑性区体积进一步扩大。     

双线隧道施工过程中地层变形控制数值分析

结合现场地形及工程地质和水文条件,选择合理的施工工法,基于理论公式和岩土有限元软件,针对双线平行隧道穿越河道开挖支护施工的全过程及施工参数的调整进行分析,研究隧道周围土体的变形沉降规律。结果表明：双线隧道开挖具有协同效应,随着两条隧道相对水平距离C的变化,地表沉降趋势由V型变为W型,进而变为两个单独的V型;越接近隧道开挖的土体,扰动越明显,伴随右线隧道的开挖和支护,两隧道中间地层变形逐渐得到控制,最大地表沉降向右偏移,符合Peck正态分布规律;分析不同施工参数下的变形规律,使地层沉降得到有效控制。     

分岔隧道施工三维数值仿真模拟研究

分岔隧道是一种新的隧道建设型式,它一般由四车道大拱隧道或连拱隧道逐渐过渡到上下行分离式双洞隧道,因此它同时具备标准间距的分离隧道、小净距隧道、连拱隧道以及四车道大拱隧道等多种结构型式隧道的特点.结构型式一般分为大跨衬砌段、双连拱衬砌段、加强衬砌段和一般衬砌段4种断面型式.作为一种新的隧道建设型式,目前国内尚不多见,缺乏可供参考的设计、施工经验.由于分岔隧道型式的特殊性和复杂性,施工难度和风险均较大,因此,研究施工围岩的稳定性有着非常重要的意义.本文基于连续介质模型,通过大型有限元软件ABAQUS,主要对施工过程进行数值仿真模拟,着重分析研究大拱与连拱过渡段和连拱以及小净距过渡段施工过程中的围岩变形和破坏特性,并得出结论,为设计施工提供参考依据.     

公路隧道通风竖井温度应力三维数值模拟与分析

采用三维数值模拟的方法,对单井中隔板分离送排风一体的井筒温度应力进行分析和研究,揭示通风竖井井壁、中隔板和地层温度的季节性变化规律,并分析温度附加应力的动态变化规律,为通风竖井井壁和中隔板的应力、应变监控量测提供理论支撑,保障通风竖井的安全运营.模拟和分析的结果表明,进风筒井壁和地层中温度分布受气温季节性变化的影响而呈周期性变化,排风筒井壁和地层中温度分布基本上不受气温变化的影响;由温度产生的附加应力很大,主要以竖向温度应力为主,最大值达到12MPa左右;温度应力随季节呈周期性变化,排风筒一侧,上半年递增,在夏季达到峰值,下半年递减,而进风筒一侧和中隔板恰好相反;温度应力随着井深的增大逐渐增大,竖向温度应力峰值出现在基岩层的竖井井壁和中隔板中;进风筒一侧的温度应力远大于排风筒一侧.     

汽车底部复杂流场数值模拟

针对汽车底部流场研究的困难，提炼物理数学模型，发展相应数值计算方法；对长安微型汽车外部复杂三维流场进行求解，计算风阻值与道路试验结果符合较好。在此数值计算结果基础上，对汽车底部复杂流场结构进行分析和研究。     

偏压浅埋连拱隧道施工过程的三维数值模拟

针对一座浅埋偏压条件下的双连拱隧道，分别按三导洞先墙后拱法和中导洞法对其施工过程进行了三维弹塑性有限元模拟分析。计算结果揭示了该条件下双连拱隧道衬砌结构的受力和变形以及围岩的塑性区分布都具有明显的非对称特性，衬砌内侧的拱部和内外侧仰拱承受了较大的拉应力而成为结构的薄弱环节，中隔墙因在不对称水平推力作用下发生偏转成为影响衬砌结构稳定的关键因素，并在此基础上对提高结构的稳定性提出了建议。     

偏压浅埋连拱隧道施工过程的三维数值模拟

针对一座浅埋偏压条件下的双连拱隧道,分别按三导洞先墙后拱法和中导洞法对其施工过程进行了三维弹塑性有限元模拟分析.计算结果揭示了该条件下双连拱隧道衬砌结构的受力和变形以及围岩的塑性区分布都具有明显的非对称特性,衬砌内侧的拱部和内外侧仰拱承受了较大的拉应力而成为结构的薄弱环节,中隔墙因在不对称水平推力作用下发生偏转成为影响衬砌结构稳定的关键因素,并在此基础上对提高结构的稳定性提出了建议.     

茶林顶公路隧道区洞口滑坡数值模拟

隧道洞口附近覆盖较厚松散土层,进口处的隧道开挖会引起围岩应力状态变化,产生较大位移,且有可能导致其上部覆盖土层塑性区增大,出现明显的滑动面,进而产生洞口滑坡。通过对茶林预隧道进口处的隧道开挖采用三维有限元数值模拟,分析洞口滑坡的机理,并对洞口是否滑坡进行预测,为茶林顶进洞口处的安全施工提供参考。     

京九铁路电气化双线隧道双层集装箱运输建筑限界优化研究

从分析双层集装箱运输基本建筑限界的构成入手,研究了改变接触网悬挂方式、轨道"落道"、拨道、隧道局部凿除等措施的科学性和合理性,在不改变双层集装箱顶部限界横向距离和垂向距离的前提条件下,提出了限界"挖潜"方案,有效解决了京九铁路电气化改造工程局部区段双线隧道限界不能满足通行双层集装箱列车的难题,降低了工程投资。     

双线铁路隧道穿越不良地质段施工处理技术

以西南岩溶地区某双线铁路隧道出口平导和正洞穿越富水深厚块石土地层为研究对象,采用设置迂回导坑、集水廊道、正洞局部超前预注浆加固、拱部大管棚、隧底袖阀管注浆、拱墙径向注浆等方法,成功通过了该不良地质体,隧道变形沉降得到了有效控制,保证了隧道施工工期和结构安全.     

公路隧道爆破振动数值模拟分析

以高速公路某隧道为例,建立爆破振动数值模拟模型并进行了分析,得到后行洞爆破对先行洞初期支护产生的一般影响规律,从而确定先行洞的初期支护参数,以保证隧道初期支护的质量和安全。为类似隧道工程的设计和施工提供参考。     

隧道洞口段开挖对相邻隧洞影响的数值分析

为研究麻武高速公路角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩稳定性的影响,依据角儿尖隧道地质情况,运用FLAC3D数值模拟软件进行模拟计算,并结合现场实测情况,对已支护相邻隧道围岩位移及应力演化规律进行了分析。结果表明:角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩变形影响较大,其影响比重在30%左右,实测约为15%;针对角儿尖隧道洞口段开挖过程,应尽量缩短进尺,并控制装药量,将相邻隧洞开挖对已支护隧道的影响降到最低。研究结果为洞口段支护措施优化提供了依据,供类似工程参考。     

双柱独立基础的数值模拟

采用ANSYS有限元软件,建立三维有限元分析模型,数值模拟了加载全过程。然后在相同竖向荷载下,对不同高度和不同柱距的两个基础进行数值模拟,并与理论计算结果进行对比分析,其结果既满足强度要求,又达到了节约造价的目的。