隧道壁面粗糙度对摩阻损失的影响分析

隧道在进行通风设计时,需考虑到摩擦阻力对于空气流动的影响,其中衬砌的壁面粗糙度是决定通风摩阻大小的一个重要因素。为了研究隧道洞壁粗糙度对通风摩阻系数的影响,采用Fluent软件建立模型,通过改变隧道壁面粗糙单元的高度、间距以及断面直径等控制因素来研究通风摩阻的变化。结果表明:当气流掠过壁面且流速很小时,壁面附近的流线基本与壁面粗糙单元的外轮廓相平行,而当流速超过一定值时,靠近壁面的流线会与壁面产生一定程度的流动脱离、回流;在初始风速一定的前提下,壁面粗糙度越大,壁面的摩阻损失系数越大,壁面粗糙度越小,粗糙单元对流体流动所起到的阻碍作用越小。结合大部分公路隧道的实际情况进行归纳并提出了隧道壁面摩阻损失系数参照表,可直接依照隧道的实际参数选取摩阻损失系数值,对隧道通风设计具有一定的参考价值。     

秦岭天台山大断面高速公路隧道降尘除尘方案研究

为解决由于隧道施工断面大、在开挖过程中产生的粉尘难以通过施工通风排除的问题,对秦岭天台山隧道（双向6车道）施工过程中钻孔、爆破、出渣、喷浆等不同工况下的隧道粉尘质量浓度进行现场实测,并根据现场实测结果,对隧道内各工况施工粉尘分布特性进行数值模拟研究,提出适合于大断面隧道施工的粉尘控制措施。现场测试结果表明,出渣和喷浆工况下,粉尘质量浓度超过规范要求数倍。通过数值模拟得到： 1）靠近掌子面40 m区域内粉尘质量浓度不稳定,下降趋势不明显; 2）在布置风管时,风管末段至掌子面距离建议取为60~80 m,以保证新鲜风以较大的喷射面抵达掌子面; 3）建议采用附壁风筒降尘+车载除尘方案,除尘效率达95%,能有效处理隧道各区域粉尘,且对施工造成的影响小。     

基于Fe_3O_4-乙二醇纳米流体的直喷汽油机冷却水套传热研究

在乙二醇冷却液中添加Fe_3O_4纳米粒子作为直喷汽油机冷却液,利用CFD软件Fluent对不同浓度冷却液下直喷汽油机冷却水套的传热进行了三维模拟计算,并考虑纳米流体导热系数、比热容等物性参数随温度的变化来提高计算的准确性,计算得到冷却液的流场、压力场及壁面温度的空间分布。结果表明,与传统冷却液相比,以Fe_3O_4-乙二醇纳米流体作为冷却液能够提高内燃机的散热性能,水套壁面温度降低明显,且浓度越大冷却效果越好。     

高瓦斯隧道通风技术研究

超长公路隧道建设中,瓦斯浓度需作为施工安全因素考虑。以三联隧道为工程依托,采用流体计算软件PHOENICS建立了瓦斯隧道扩散数学模型,经计算研究共得出以下几点结论:在隧道横断面考虑,瓦斯浓度最高点为断面顶端,监测时需以顶端浓度作为判断依据;在隧道纵断面考虑,掌子面附近CH4浓度最高,瓦斯浓度最大,随着通入新鲜空气,瓦斯逐步向外扩散,掌子面位置瓦斯浓度降低;在入口风速为4 m/s条件下,通风30 min时刻掌子面CH4浓度降低至0.004 162,在入口风速为8 m/s条件下,通风30 min掌子面CH4浓度降低至0.002 301;从施工便利以及通风效果良好两方面考虑,最佳入口风速应设置为5~7 m/s。     

公路隧道爆破冲击波洞内传播规律研究

为研究在长大断面隧道中爆破产生的冲击波传播规律,以攀枝花至大理高速公路宝鼎2号隧道为工程背景,通过建立三维数值模型,在LS-DYNA中分析了爆轰产物和冲击波的传播形态,并基于超压准则对爆破冲击波在隧道内的传播规律进行研究。研究结果表明:1)16kgTNT炸药在隧道内爆轰产物的极限传播距离为20m;2)冲击波在未接触到隧道壁面时以"球对称"形式向四周传播,在经过隧道壁面多次反射后最终以二维平面波的形式向前传播;3)受隧道内壁面多次反射影响,冲击波在轴向和径向的超压时程曲线传播规律基本相同,伴随着多个波峰震荡,呈明显的锯齿状衰减;4)冲击波沿横断面径向传播时,最大超压值在离隧道轴线3/4半径处陡然增大,且隧道壁面处最大超压值为轴线处最大超压值的1.3倍。     

深厚软土区基坑施工对临近地铁隧道影响分析

针对深厚淤泥质软土地区、高承压水等不利条件下的基坑开挖对临近运营地铁隧道结构影响问题，以临近武汉地铁2号线某综合管廊基坑施工为背景，构建了三维数值分析模型，系统分析了基坑施工对自身围护结构变形、地铁隧道结构位移及受力的影响。研究结果表明：基坑开挖引起的围护结构水平向、竖向最大位移值分别为11.5 mm、1.44 mm，地铁隧道结构最大水平向、竖向位移分别为0.42 mm、0.21 mm，盾构管片最大轴力、剪力及弯矩分别为1 479.65 k N/m、48.38 k N/m、109.77 k N·m/m，数值分析结果均在规范限值以内。研究成果可为类似基坑施工对临近建构筑物安全风险评估提供借鉴。     

新建隧道施工对近距离既有隧道的影响及安全风险评估

与既有隧道相距较近时,新建隧道施工会影响既有隧道结构的稳定性,增加新建隧道施工难度和工程风险。文中依托大青山隧道与武川至呼和浩特段隧道平行建设,垂直间距约30 m的工程实例,对既有隧道进行质量检测,采用ANSYS/LS-DYNA非线性动力分析软件研究新建隧道爆破开挖对既有隧道的影响,确定合理爆破参数,并对大青山隧道施工设计进行安全风险评估。结果表明,既有隧道衬砌结构与围岩之间局部存在松散、不密实等接触不良现象,围岩局部存在较明显的松散、裂隙带;1#隧道左线局部区域二次衬砌砼强度低于C25设计标准,基本满足设计标准;单次爆破药量50kg、隧道间距40m时衬砌的最大振速超过规范要求,单次爆破药量25kg、隧道间距30m时衬砌的最大振速超过规范要求,单次爆破药量25kg、隧道间距40m时衬砌的最大振速满足规范要求,单次爆破药量12.5kg、隧道间距为30、35、40m时衬砌的最大振速满足规范要求;大青山隧道塌方、影响相邻隧道安全、危岩落石、大变形、交通事故的风险等级分别为Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ级,可通过加强地质预报、超前支护、注浆封堵及加固、加强通风及变形监控量测等措施降低风险发生概率。     

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。     

奥迪新型A6轿车V6汽油发动机重点解析(二)简

(接上期) 3.工作过程的优化 V6-3.2L-4V-FSI直喷式汽油机的热力学开发目标是使发动机具有运动型动力性能的特点,并且经济性好又适合于日常使用,开发的重点是要达到非常高的升扭矩和升功率目标值,其基础是具备全球运用潜力的新型均质FSI燃烧过程,并以ROZ95/91号汽油品质为基础进行开发. 该机型的扭矩和功率潜力示于图11.在6500r/min时达到额定功率188kW,因而升功率超过60kW/L;在3250r/min时达到最大扭矩330N·m(106N· m/L),并在2400～5500r/min转速范围内升扭矩超过100N.m/L.     

一种新型三区段喷雾系统及降尘性能研究

为解决隧道爆破粉尘排除难和粉尘质量浓度超标的问题，设计了新型三区段喷雾系统并对其相关参数开展研究。基于自行搭建的喷雾降尘试验平台，分析隧道爆破粉尘样本粒径特征与喷嘴适用性； 利用CFD软件对喷嘴不同布置方式与入射角度进行数值模拟，分析雾滴场中质量浓度、速度和粒径等特征的变化规律； 通过现场应用测试新型喷雾系统降尘性能。研究结果表明： 1）隧道沿程粉尘峰值体积频率向小粒径方向移动，且峰值体积频率不断增大； 2）直径1.9 mm的广角型实心锥形喷嘴对近掌子面处的粉尘抑尘效果更佳，1.2 mm的精细型实心锥形喷嘴适用于小粒径粉尘除尘； 3）随着入射角度的增加，雾滴直接入射区域内质量浓度超过1 g/m3的面积先增加后减小； 4）喷嘴置于顶部、侧部和底部时，最佳入射角度分别为60°、60°和45°。现场应用表明，采用三区段喷雾系统后，各测点位置呼吸尘和全尘降尘效率均高于75％，与原有控尘措施相比，平均降尘效率提高了42.71％，能有效改善洞内施工人员作业环境和阻止隧道内粉尘向外扩散。     

水性环氧树脂对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响

为了研究水性环氧树脂用量对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响，分别探讨了水性环氧树脂掺量对冷拌SMA-5沥青混合料的施工和易性、开放交通时间、混合料强度、高温稳定性和水稳定性的影响规律。研究结果表明，在固定用水量6%的情况下，当水性环氧树脂掺量为15%时，混合料在拌合过程中出现了稠度增大，建议其掺量不超过15%为宜。与未掺水性环氧树脂相比，水性环氧树脂掺量为13%时，30 min和60 min的黏结力分别为2.1 N·m和2.8 N·m，混合料的1 d无侧限抗压强度提高了194%,3 d无侧限抗压强度提高了151%，冻融劈裂强度97%，浸水马歇尔强度比为99%，动稳定度超过4 000次/mm，均能满足规范要求。     

大断面上新统红色泥岩(N_2~(Cr))隧道支护受力特征研究

甘肃庆阳新近纪上新统红层由于特殊的成因,其工程力学特性与南方红黏土有较大差别。为系统研究穿越该地层大断面隧道支护结构的受力特征,以银西高铁庆阳隧道为研究对象,通过现场实测和有限元模拟获得衬砌结构内力、围岩压力、5～10 m围岩深部位移、支护收敛变形的时空分布特性,对现场监测结果体现的衬砌-围岩复合结构受力状态产生的原因进行分析,并利用ABAQUS软件模拟隧道开挖过程以对比验证衬砌结构受力规律,得出该地层隧道地应力、围岩压力、衬砌结构内力特征。研究结果表明:1)围岩各项指标属于极硬土—极软岩临界范畴。2)该地层衬砌结构围岩质量较好,水平地应力为垂直地应力的2倍,可优化为Ⅲ—Ⅳ级围岩进行设计的同时增大侧压力系数。3)未闭合的初期支护不能有效限制围岩变形,可通过设置临时仰拱等措施改善受力状态;数值模拟结果与现场实测规律相符。4)该地层变形剧烈区为洞周开挖界限向围岩内1倍洞径范围,变形区域主要集中在拱顶;延迟开挖仰拱可有效减少仰拱内衬砌结构受力。     

大断面上新统红色泥岩（NCr2）隧道支护受力特征研究

甘肃庆阳新近纪上新统红层由于特殊的成因,其工程力学特性与南方红黏土有较大差别。为系统研究穿越该地层大断面隧道支护结构的受力特征,以银西高铁庆阳隧道为研究对象,通过现场实测和有限元模拟获得衬砌结构内力、围岩压力、5~10 m围岩深部位移、支护收敛变形的时空分布特性,对现场监测结果体现的衬砌-围岩复合结构受力状态产生的原因进行分析,并利用ABAQUS软件模拟隧道开挖过程以对比验证衬砌结构受力规律,得出该地层隧道地应力、围岩压力、衬砌结构内力特征。研究结果表明： 1）围岩各项指标属于极硬土-极软岩临界范畴。2）该地层衬砌结构围岩质量较好,水平地应力为垂直地应力的2倍,可优化为Ⅲ-Ⅳ级围岩进行设计的同时增大侧压力系数。3）未闭合的初期支护不能有效限制围岩变形,可通过设置临时仰拱等措施改善受力状态;数值模拟结果与现场实测规律相符。4）该地层变形剧烈区为洞周开挖界限向围岩内1倍洞径范围,变形区域主要集中在拱顶;延迟开挖仰拱可有效减少仰拱内衬砌结构受力。     

超高墩大跨度刚构-连续梁桥抗震性能研究

为指导超高墩大跨度刚构-连续梁桥的抗震性能优化设计,以墩高超过100m、主梁总长达480m的预应力混凝土刚构-连续梁桥——厄瓜多尔瓜亚萨明特大桥为研究对象,采用SAP2000有限元软件建立全桥模型,在动力分析的基础上,针对结构抗震性能进行阻尼器参数优化设计分析。结果表明:设置粘滞阻尼器可有效减小该桥墩底截面的纵向弯矩、横向弯矩和梁端的纵向地震位移,在两侧梁端布置默认速度指数为0.3的阻尼器,阻尼器的阻尼系数取12 000kN·(s/m)0.3为最优设计方式;在优化方案下,各桥墩的墩底、墩顶控制截面的抗弯、抗剪能力需求比均大于1,结构处于弹性工作范围内,抗震性能满足规范要求。     

燃料电池船舶舱内氢气泄漏数值模拟研究

燃料电池船舶运载着大量氢气作为燃料,在给船舶带来动力的同时,也因其易泄漏、爆炸等特性对船舶安全带来了威胁.针对船舶燃料电池舱内发生氢气泄漏的情景,选取目标船舶建立其燃料电池舱三维几何模型,并基于理想气体模型和氢气泄漏参数,计算出氢气从管道的泄漏值.再基于流体计算软件Fluent,选取适合的气体扩散模型,通过边界条件的设置,开展对舱门开闭和通风口状态的联合通风条件下氢气在舱内的扩散过程的瞬态数值仿真实验,并对不同条件下的舱内氢气浓度分布和发展规律进行了对比分析.仿真结果表明,在舱室上方的4个角落处,氢气的聚积浓度更高,是氢气探测器安装的最佳位置;在通风口保持自然通风的条件下,打开舱门可以使氢气的最终浓度降低20%左右;在单个通风口采用强制通风的通风量达到6 m3/s时,燃料电池舱内的氢气向其他舱室的扩散浓度可以维持在4%的安全浓度以下,且整个舱室的氢气浓度都可以保持在一个较低的水平,而继续增大通风量对氢气浓度的降低效果并不显著.      

隧道通风系统90°弯折处导流板设置研究

为了研究隧道通风系统的局部阻力损失,针对风道90°弯折处,利用计算流体力学软件Fluent建立1∶1的数值仿真模型,选择k-ε计算模型,研究不同r/D(r为风道内壁弯折处半径,D为风道宽度)与导流板数目n条件下,拱形断面风道90°弯折处风速场分布规律与局部阻力损失系数ζ_(90°);分析了90°弯折处的减阻措施的减阻效果,并采用物理模型试验,验证了采用数值仿真方法研究风道90°弯折处阻力特性的可靠性。研究结果表明:在风道弯折处内壁设置曲线,或在弯折处设置导流板,均可有效减小90°弯折处及其下游段的涡流区,使风速场分布更加均匀,减小因流体微团相互碰撞而引起的局部阻力损失,使得局部阻力损失系数ζ_(90°)减小;导流板占用90°弯折处有效流动空间,在实现其导流作用的同时也存在阻力作用,因此,当r/D较小时,ζ_(90°)随着导流板数目n的增加,呈先减小后增加的趋势;随着r/D增加,风流经过导流板时受到的阻力作用大于其导流作用,使得ζ_(90°)随着导流板数目n的增加而增加;风道90°弯折处数值模拟结果显示,当r/D分别为0.2与0.3时,使得ζ_(90°)最小的导流板数目n分别为2和1;当r/D分别为0.4,0.5,0.6时,未设置导流板时的ζ_(90°)最小。     

富水砂层土压平衡盾构小半径曲线始发掘进参数控制研究

盾构始发是盾构施工的关键环节，也是盾构施工时的高风险环节。为给南昌地区富水砂层条件下盾构曲线始发施工提供掘进参数设置样本，以南昌市轨道交通3号线绳金塔站—六眼井站盾构始发工程为背景，对富水砂层盾构小半径曲线始发段主要掘进参数进行统计分析，确定相关参数的优势区间，并基于盾体姿态控制参数和地表沉降进行掘进参数控制效果评价。结果表明： 1）盾构水平方向2组油缸推力在曲线段和直线段变化差异明显，线路平曲线半径越小，差值越大，在左右线曲线段和直线段水平方向2组油缸推力分别相差872%和758%； 2）线路平曲线半径越小，所需的总推力和刀盘转矩越大，而掘进速度略有降低，左右线总推力均值为1 3976 t和1 6717 t，刀盘转矩均值为3 1011 kN·m和3 7239 kN·m，掘进速度均值为388 mm/min和351 mm/min； 3）由于始发段掘进断面地层相对均一，土舱压力基本随隧道埋深呈线性增加，而由于右线曲线半径更小，因此右线土舱压力离散程度相对较高； 4）左右线盾尾注浆量差异不大，优势区间均为3~6 m3，均值约为4 m3； 5）左右线曲线始发段水平方向盾体姿态超限率分别为2%和4%，地表累积沉降最大值仅为625 mm，表明本工程小半径曲线始发段掘进参数控制效果较好，掘进参数对地层条件和线路线型具有良好的适应性。     

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《江苏省2010年水路运能结构调整 优化战略目标与对策研究》通过评审 　　由江苏省交通厅立项、江苏省航运协会课题组承担的《江苏省2010年水路运能结构调整优化战略目标与对策研究》，最近在江苏省交通厅的主持下正式通过了专家组评审。 　　课题组对江苏省水路运输业在未来现代综合物流(链)服务业中所处的战略地位、作用和保障江苏国民经济、特别是外向型经济建设中的重要性与不可替代性作了较为详尽的探讨，对未来10年江苏水路运输业的有序、健康发展及政府宏观决策提供了科学的依据。 21世纪与江苏水运发展研讨会在宁召开 　　由江苏省航运协会负责主办的“21世纪与江苏水运发展战略研讨会”于2000年12月14～16日在南京召开。 　　此次研讨会，对“八五”和“九五”江苏水运发展进行了剖析与回顾；对“十五”乃至未来10年江苏水运的发展与振兴；对政府与企业、企业与市场；对国家宏观行(产)业政策与企业产业(权)结构调整；从“抓大扶小”与“国退民进”等多个层面，进行了广泛的探讨与交流。 (黎志强　邵万胜) 湖南省发布《内河高速小艇安全航行要求》 　　由湖南省航务局船舶设计研究所、省港航监督局、省船舶检验局起草的《内河高速小艇安全航行要求》，作为强制性的地方标准，由湖南省质量技术监督局以DB43/147－2000于2000年7月20日发布，11月1日实施。该标准是在重点查阅国内外关于安全航行方面的规则与条例的基础上,结合湖南的具体情况编制出来的,并由此填补了国内空白。 　　该标准共分范围、引用标准、定义、船舶状态及操纵、驾驶员基本要求、乘客要求、避碰规则等七个部分。其中很多条条都注重由传统的定性规定转变为现代的定量规定。这样不仅使标准具有更强的可操作性，而且使安全能得到更有效的保障。如第三条定义，对内河高速小艇用乘客定额12人以下(含12人)，船长不大于8 m，傅氏数不小于0.9等三个具体数字进行定义。第四条船舶状态及操纵，对船体作出了左右舷应设通孔大于450 mm×450 mm的窗口作应急出口的规定，高速小艇营运时离岸距离不得超过3 km，且预定航线的满载单程航行时间不超过2 h；能见度小于500 m，风级超过蒲氏4级禁止航行。第五条驾驶员基本要求，规定持有职务适任证书的船员，在高速小艇上见习不少于10 h或20个单航次，持见习证明参加特殊专业培训考试。 　　该标准与现行相关法规《中华人民共和国内河交通安全管理条例》、《高速客船安全管理规则》等规章的有关规定相一致，并具有相辅相成的关系。此标准的发布和实施，将对湖南省高速小艇安全航行管理起到积极的促进作用，并将收到良好的社会效益和经济效益。 (曾博志) 征　订　启　事 　　为适应造船、航运、船检工作的需要，中国船级社武汉规范所已完成《内河散装运输危险化学品船舶构造与设备规范》(2001)版，该规范适用于我国内河航区(包括江、河、湖泊和水库)的各类散装运输液体危险品货物的船舶，是国家机关、船东、船检、船厂、保险、设计部门及相关机器制造业等部门工程技术人员、管理人员必备的技术文件。 　　该规范定于2001年4月1日生效。定价：42.00元(含邮寄费)，需购买的单位及个人请与武汉规范所联系。 　　地　　址：湖北省武汉市石　乔口区六角亭新路128号　　　邮　　编：430022 　　联 系 人：范世荣 联系电话：027-85865169 　　收款单位：武汉船检局河船规范咨询服务部 传　　真：027-85856274 　　开户银行：农行武汉市分行民意四路办3287 账　　号：0801001258 常州市宏发土工复合材料工程有限公司 　　本公司专业性生产玻纤、高强涤纶等增强骨架格栅，特别是玻璃纤维增强骨架格栅可代替钢筋(俗称软钢筋)。近几年来在高速公路、河堤、水渠、隧道、软地基、水库、船舶、机场、铁路等行业得到了广泛应用，尤其在公路建设方面取得明显的效果；它能有效地解决路面开裂、减少车辙，使半刚性基层沥青路面疲劳持久期延长。 　　公司生产的“华发”牌玻纤和高强涤纶增强骨架格栅具有高抗拉强度；抗撕裂性能强；与土体的结合性能好，伸长率低，蠕变性小，并具有耐久、耐高温、耐腐蚀等特性，门幅可达6.20 m。 　　地　址： 江苏省常州市西门外汤庄桥　　　　　　　　邮　编： 213133 　　电　话： 0519-3206026　3206645　3205088 手　机： 13906113121 　　联系人： 谈亚飞 传　真： 0519-3206073 　　E-mail ： yafei@czdiba.comHttp:∥www.czdiba.com 新型高效益风帆船简介 　　“新型风帆船”是一种自动操纵、以帆为主、机帆并用的风帆船，它与20世纪80年代初出现的以自动操纵、以机为主、机帆并用为特征的“现代风帆船”(如日本的1 400 t油船“新爱德丸”、武汉水运工程学院研制的“300 t软帆货船”、法国的蜗轮帆)相比，有下列优点： 　　(1) 在风力为6级或6级以下时，(在风速、风向、航速、航向均相同的可比条件下)，该“新型风帆船”的帆产生的推力为“现代风帆船”帆推力的4倍。 　　(2) 6级至9级(含9级)风力下，“现代风帆船”多收帆航行，该“新型风帆船”仍驰帆，此时帆推力约为船舶螺旋桨在无风静水设计航速时推力的3～4倍。 　　(3) 多家“现代风帆船”在船帆装置产生单位推力(相当于主机每马力推力)所需的投资(除许可费用外)为2 000元，回收期约1年。帆装置对装卸货物无影响。 　　这种“新型风帆船”的风帆，拟先在正在营运的海船上安装使用，以后逐渐推向内河。它适用于油船、货船、渔船等。 垂询：本刊编辑部　　电话：027-86551251