基于双段求解的高精度浮尘离散模拟方法与应用

对掌子面爆破后隧道内浮尘时空演化特征进行动态模拟求解时引入数值逼近模型拟合出浮尘的初始排放量，在此基础上根据隧道实际工况提出了双段离散求解的数值模拟方法，解决主观赋值及精确求解的问题。以贵州某在建隧道为研究背景，利用有限元Ansys-Fluent软件离散模式对浮尘的动态时空浓度场进行双段求解计算,一阶段对静风状态下浮尘浓度梯度上的弥散进行模拟，二阶段对机械通风条件下浮尘的随流扩散进行模拟。研究结果表明：通风试验周期内沿程采样点模拟数据与实测数据的最大误差百分比为13.67%，随机采样点最大误差百分比为12.39%；采用双段模拟求解法对其他两座风筒拱顶布局、台阶法开挖的在建隧道进行了浮尘动态模拟，各随机采样点上误差百分比均控制在11%以内。相关数据表明双段模拟求解法具有普遍适用性，不同工况下均可有效保证模拟数据的低误差百分比，双段模拟求解法可作为掌子面爆破后浮尘动态演化的一种新型高精度模拟应用方法。     

城市地铁施工诱发地表沉降及影响因素数值分析

文章以西南某地区地铁工程为例,采用有限元软件MIDAS/GTS建立数值分析模型,将数值模拟结果与实测数据进行对比,并分别探讨了不同锚杆长度和锚杆间距、不同开挖方法条件下以及采用小导管注浆前后的地表沉降变化规律。结果表明:地表沉降数值模拟结果与实测数据基本吻合,隧道拱顶、拱腰和拱顶正上方地表处的实测最大值与数值模拟值误差均在10%以内,证明了模型的准确性;减小锚杆间距和增大锚杆长度可以有效地减小地表和拱顶沉降,且增大锚杆长度在减小地表沉降方面表现更为优越;采用双侧壁导坑法和保留核心土台阶法能有效控制地表沉降,且采用双侧壁导坑法时效果最优;采用小导管注浆之后能使地表沉降减小34.6%,具有较好的实际效果。     

高落差螺旋隧道运营期通风特性研究

为了研究螺旋结构隧道的通风特性,选取云南某高落差螺旋隧道为研究对象,对其不同工况下的隧道通风情况进行数值模拟分析。研究结果表明,从整体来看,隧道内的通风气流分布受隧道螺旋结构影响不大,但在每台射流风机的作用区域内,风速在隧道内外侧的纵向衰减特征并不相同,并会发生部分气流回流的情况。在火灾工况下,存在一段长约30 m的烟气逆流区,相比正常通风工况,火灾工况下的隧道内平均风速较大。     

基于冷却液温度的发动机性能优化研究

在台架上对不同冷却液温度下发动机性能测试的基础上,分析了温度对发动机基本性能影响。基于转速和负荷,给出最优目标温度Map图并进行整车油耗仿真计算。结果表明,冷却液温度对发动机低速工况下动力性和经济性有较大影响;与装配蜡式节温器的整车相比,整车采用优化后的水温Map将会使综合油耗降低1%左右。     

八达岭地下站区间隧道火灾控制研究

采用FDS软件对八达岭地下车站相关隧道段的火灾工况进行三维数值模拟计算,结果是火灾强度为20 MW时隧道段的临界风速为3 m/s;采用一维数值模拟方法研究分析了火灾发生在隧道段不同位置时的通风方案,结果表明:合理的利用竖井内轴流风机,可以最大限度地减少隧道内射流风机的数量。     

复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工地表沉降规律分析

文章以沈阳地铁中街站大跨度隧道工程为研究对象,应用FLAC3D计算软件,对复杂条件下浅埋暗挖大跨度隧道引起的地表沉降变形特征进行了数值模拟。根据洞桩法施工开挖方案,紧密结合工程实际,将动态施工开挖过程划分五个工况进行模拟,分析各施工工况对地表变形的影响和分布规律,并按工程信息化施工要求事前将预测数据提供施工单位,以指导施工控制地表沉降。模拟结果表明,采用洞桩法开挖施工过程中,对地层土体扰动较大,明显影响隧道中心附近地表变形的步序是小导洞开挖和初期支护扣拱施工阶段,约占最终沉降量的70%;而其他步序影响较小。最终,地表沉降在隧道横向分布呈"W"形态。模拟结果与现场监测数据具有较好的拟合性,表明利用数值分析方法预测大跨度隧道施工期地表沉降是可靠的。     

上穿双线隧道开挖对既有隧道变形规律研究

在上穿隧道修建过程中因不同的施工顺序既有隧道围岩将受到三次、四次扰动.为研究新建上穿隧道施工造成的既有隧道围岩变形规律,以重庆市9号线某区间隧道为研究背景,对上穿隧道开挖过程进行模拟计算和分析,运用数值模拟手段对比研究了3组不同开挖顺序工况下既有隧道的围岩变形.结果表明:上穿双线隧道施工会造成既有隧道拱顶产生隆起变形,...     

基于数值模拟的连拱隧道位移和支护所受轴力分析

文章以某连拱隧道工程为研究对象,利用Midas数值模拟软件对该隧道位移和支护措施所受轴力进行分析。结果表明：隧道的竖向位移和整体位移均控制在工程允许的范围内,满足工程要求;衬砌和锚杆的上层所受轴力明显大于下层,受力均控制在工程要求范围内;结合数值模拟结果可知,施工时可适当减小下层衬砌和锚杆的刚度,以达到节省工程造价的目的。研究成果可为类似连拱隧道开挖工程提供参考。     

复合地层盾构侧穿邻近桩基隔离桩防护效果分析

文章以南昌地铁四号线某盾构区间隧道侧下穿邻近既有建筑物桩基为研究对象,采用Plaxis 3D数值模拟方法研究了上软下硬复合地层中隔离桩的变形防护效果,并对未设隔离桩及14种不同工况隔离桩进行三维数值对比分析。结果表明：隔离桩与盾构隧道水平距离越近,与邻近建筑桩基水平距离越远,其对邻近桩基变形的防护效果越为明显;隔离桩底部最优设置深度为隧道底部以下1/4隧道直径与3/4隧道直径之间;隔离桩底部深度确定时,其顶部插入地面以下7 m深度范围均能起到较好的防护效果。     

桩基础承载力的非线性数值模拟研究

以某高速公路一座特大桥为例,系统分析了桩基施工各工况中地基应力变化过程,得出了考虑施工过程影响的桩基承载力数值模拟方法更合理的结论。