地震作用下波纹钢路用管涵应力与移位响应分析探究

计算区域及相关参数;特征截面和有限元网格模型;震级对波纹钢管涵结构的应力及移位影响的分析。本研究参考工程经验数据,借助ANSYS工程有限元分析系统模拟计算和时程分析方法,主要基于结构自身重量和地震水平加荷作用为基本条件,对地震作用下波纹钢路用管涵应力与移位响应课题开展专题分析探究,以为同类工程应用提供研究和技术参考,助力建设牢固适用的路用波纹钢管涵工程。     

锚喷支护隧道围岩稳定可靠度分析

针对基于"安全系数"的确定性设计方法在锚喷支护隧道中的局限性,运用基于改进的蒙特卡罗法的可靠度分析方法对锚喷支护隧道稳定性进行分析;在分析锚喷支护隧道单一破坏模式可靠性的基础上,建立了合理的系统可靠度计算模型,并运用该模型对工程实例进行计算.该计算方法可用于锚喷隧道支护设计及参数优化,在矿山工程或隧道工程支护设计中具有很强的现实意义.     

高地应力深切河谷卸荷响应及线路工程环境分析

为研究高地应力区域由河流深切引起的河谷谷坡岩石卸荷破坏，考虑在水平方向的构造应力，建立高地应力深切河谷计算模型，应用自上而下、逐步卸荷的方法对V形深切河谷进行数值模拟，研究谷坡在卸荷效应下的受剪破坏深度。基于Mohr-Coulomb原理提出剪应力发挥系数f概念，通过绘制f曲线来描述坡体内部剪力状态水平分布。分析结果表明:较之自重-卸荷模型，高地应力区的谷坡岩石卸荷效应更显著，即破坏深度更大；随着先期地应力量值增高，同一高程处的岩石卸荷破坏深度增大；同一量值高地应力作用下卸荷后，随高程降低岩石破坏深度增大，因此，在低高程区域的线路工程地质环境趋于恶劣。据此提出灾害预防措施与线路布置建议。     

软土地基桩-土-承台共同作用的有限元分析

针对上海沿海区域软土地基桥梁基础普遍采用打入桩基础,介绍了桩基与土相互作用的有限元模型的计算方法。结合工程实例,利用ANSYS软件对桩基承台进行分析,并将有限元计算与相关规范的简化计算进行了对比分析。     

公路行车视距分析与验证

针对中国行车视距测算的现状和存在的问题,基于数字仿真模型技术,提出以"视线棱体"为核心的新的空间视距测算模型,分析并建立"视线棱体"与公路模型相关面的视线通视判断标准,并以此原理研发了相应的应用软件技术,有效地提高了行车视距的计算精度;由于该计算模型和方法符合公路空间的实体关系,且其视距计算可考虑到路侧植物、护栏、标志牌等影响,因而测算结果更为准确。实际工程验证表明:"视线棱体"计算模型和方法的测算成果是可靠准确的;该方法和技术为公路尤其是双车道公路行车视距分析提供了科学而实用的技术手段,对公路安全设计与评价具有重要作用。     

广兰路总体及节点建设方案研究

广兰路是浦东新区张家浜楔形绿地内区域对外沟通的唯一一条南北向交通干道。通过对工程所在地区现状路网进行分析,并对新建道路进行交通量预测,进行了道路方案的研究及比选。在充分的比选研究论证基础上,制订的方案因地制宜,节约用地,结合地区综合发展规划,节约了工程投资,体现了"以人为本、自然和谐、可持续发展"的建设理念,同时也为今后其他区域道路总体方案研究提供了建设思路和工程经验。     

耦合VOF法的河道三维水流特性数值模拟研究

河道黑臭的重要原因之一是水体流动性降低或完全丧失,导致水体复氧能力衰退,因此河道水动力特性是进行黑臭水体治理的重要依据。目前针对河流水动力进行数值模拟的研究多集中于一、二维,忽略了对河流自由水面的模拟及水流在竖直方向上的运动,不能精确得到河道水力特性。为了寻求一种先进的数值模拟方法来研究河段水流的水动力特性,考虑自由水面运动及水流竖直方向上的流动,建立了耦合VOF法与紊流模型的三维河流水动力模型,并运用无结构贴体网格划分技术建立了河道的计算网格模型。计算结果表明,建立的三维紊流数值模型实现了对自由水面、水深以及流速的模拟,具有较好的稳定性和灵活性。网格模型可以适应复杂的地形边界,能较好的模拟不规则河道边界,适合于天然河道三维水动力场的数值模拟。研究为河流水质的模拟提供基础,并为水生态治理与恢复提供理论依据和决策支持。     

悬索桥静力仿真分析中敏感性参数研究

为实现大跨度桥梁仿真分析精细化的要求,在悬索桥结构分析理论的基础上,以某悬索桥为工程实例,建立了悬索桥结构的有限元分析模型,进行了悬索桥桥面线形变化的敏感性参数分析。研究结果表明,主缆刚度对桥面线形变化非常敏感,吊索刚度、加劲梁刚度、主塔刚度、混凝土容重对桥面线形变化相对不敏感;在结构有限元模型建模过程中,应对计算模型的参数取值进行修正,以提高有限元模型的计算精度;结构敏感参数分析是结构有限元模型修正的基础,对其进行有效地分析,具有十分重要的意义。     

国省干线公交候车亭建设规模计算及应用研究

为了建立层次分明、布局合理、衔接顺畅的国省干线候车亭站点体系,推进交通运输部"畅、安、舒、美"的举措实施,对国省干线公交候车亭的规模建设进行研究。通过实地调查,对国省干线公交客流量进行定量分析,探讨了车辆到达与离开、乘客上下车、候车、照明、卫生等基本功能需求,并以此为依据结合地理、地形条件对候车亭进行了规模测算分析,研究了停车港、候车区以及附属设施等相关服务设施面积的计算方法;对影响因素和核心变量进行了分析,建立了直线式及港湾式候车亭规模计算模型;最后,以G354瓮安高梁坪至草塘公路改扩建工程为依据,对研究结果进行推广与应用,其社会效益和生态效应显著。     

深水超长钢板桩围堰施工承台基础计算分析及其应用研究

以某新建长江大桥工程为背景,对高施工水位下超长钢板桩围堰施工承台基础进行了计算分析及其应用研究。首先选取了三个典型不利工况,分别采用平面简化模型法和空间整体模型法对钢板桩、圈梁、内支撑的强度和刚度进行了计算,介绍了模型的建立和参数的选取,并对两种方法的计算结果进行了比较分析,归纳了相关计算要点。最后根据计算结果和实际工程经验,总结了施工应用过程中的控制重点。     

基于刀盘摩擦扭矩参数的刀具磨损状态识别

盾构在砂卵石地层掘进时,刀具磨损量大一直是困扰施工的难题。从土压平衡盾构的工作原理及砂卵石地层特性2方面分析刀盘扭矩的构成,并通过数学和力学分析建立了摩擦扭矩计算模型。以成都地铁3号线红牌楼南站-红牌楼站区间为研究背景,依托盾构施工安全风险监控系统,对计算模型进行验证;分析刀具磨损时,根据地质条件将摩擦扭矩进行分段计算,同时将摩擦扭矩除以总扭矩得到摩擦比例系数,运用比例系数跟踪判断刀具磨损程度。研究结果表明,砂卵石地层中构成刀盘扭矩的主要组分是刀盘正面、背面和侧面上的摩擦扭矩;摩擦扭矩计算模型符合工程实际;得到的摩擦比例系数与换刀形态具有较好的对应性,可定性判断刀具磨损程度,指导工程实践。     

区域公路网与经济发展空间依赖关系研究

针对区域公路网规划建设与区域经济发展空间依赖关系问题,以产业结构重点突出的青海省为研究区域,进行了公路网密度与区域经济发展的空间依赖关系分析。根据青海省发展现状以5年为研究时段,建立了青海省融入区域重点产业发展指标的公路密度与经济发展空间依赖关系规律模型。研究表明:规律模型可描述87%青海省公路网相对于经济发展水平的需求预测;通过对青海省研究起始年份2014年与研究就近年份2018年的空间依赖偏好指数进行计算,青海省公路网与经济发展具有较强偏好依赖性;规律模型可根据区域经济发展状况进行公路网建设需求预测,为研究区域新建公路预可研决策工作提供支持,简化公路建设前期预可研工作。     

阿尔及利亚东西高速公路石笼网垫防护设计

以阿尔及利亚东西高速公路山区河流改移工程为依托,采用半经验公式计算石笼网垫的满宁粗糙系数和容许切应力,根据水流切应力在直线和弯曲段的分布规律研究弯曲段加强防护的区域和长度,以切应力确定渠底和岸坡工程的网垫厚度和填充石块的平均粒径,对同类工程设计具有借鉴作用。     

基于钢拱架支撑加固衬砌裂损方法的研究

衬砌裂损是隧道工程中最常见的病害,研究衬砌裂损加固方法和防治隧道衬砌裂损具有重大意义。通过对雷公岽隧道裂损区域的检测和力学分析,利用有限元模型模拟计算病害区域对钢拱架支撑加固的响应,建立存在裂损的隧道衬砌结构安全性评价方法。基于计算模型和评价方法,分析了裂损区域对衬砌结构稳定的影响。结果表明,环向钢拱架显著增强了衬砌的承载能力,对裂损区域的衬砌起到支撑作用,可有效防止衬砌局部掉块,提高隧道交通安全。     

基于连续-离散耦合的公路拓宽路基变形及换填处治宏细观分析

公路拓宽改建是适应交通运输能力增长的重要应对措施,而由于新旧路基材料性质不同导致的差异沉降和路基稳定性是该类工程建设过程中需重点关注的关键问题。针对公路拓宽改建的工程问题,采用连续-离散耦合数值分析方法,对路堤边坡断面建立二维模型,连续、离散网格区域分别采用有限差分连续元和颗粒离散元进行建模。基于模型不平衡力变化规律、细观接触力链与宏观变形特征、细观配位数与土体沉降机理等模拟结果,从宏观和细观两个角度协同分析拓宽路堤差异沉降及其对路基变形的影响,并针对采用轻质土方式进行道路拓宽的工程效果进行了模拟分析。结果表明:(1)细观颗粒的不平衡单元面积比参数可与宏观不平衡力共同判定计算模型的收敛性及计算结果的合理性;(2)路基拓宽前后,细观接触力的分布规律可表明土体宏观位移变化的发展方向;(3)模型中细观颗粒在计算过程中的配位数变化可解释土体沉降变形机理;(4)采用轻质土换填方式拓宽路基,可大幅减少路基的沉降变形及新旧路堤的差异沉降,表明该技术应用于软土区域的公路拓宽工程具有显著优势;(5)连续-离散耦合分析方法可反映公路路基变形破坏的力学机制及差异沉降产生的内在本质,可在岩土工程灾害防控措施及其机理研究方面进一步推广应用。     

自锚式悬索桥地震反应有限元分析

以某独塔自锚式悬索桥为工程背景,采用空间有限元程序ANSYS,对其进行了地震反应仿真计算。针对桥塔和桥墩为异形结构（贝壳状弧形壳体）,采用8节点实体单元模拟主塔和桥墩。通过迭代计算确定结构初始平衡状态并计入初应力对结构刚度的影响,建立了全桥精细有限元模型。分别对嵌固模型、考虑桩-土相互作用和考虑承台土压力这3种模型进行了不同地震波组合下的动力时程反应分析。计算结果表明：塔根截面的应力水平最高,是结构抗震的关键部位;墩和塔出现了局部应力集中的现象,应力集中的区域在截面突变处和截面的角点处;考虑承台土压力的影响,可以有效减小桩基础的应力;精细有限元模型可以较好地反映结构在地震作用下的易损部位。     

车用发动机可靠性技术发展研究

针对车用发动机设计过程中的可靠性技术需求,总结现有可靠性建模理论与方法的特点与不足,分析车用发动机对现有可靠性理论与方法的挑战。从可靠性设计的角度,结合当前车用发动机可靠性技术在理论研究与工程应用中所面临的几个问题,提出了车用发动机可靠性技术的发展方向:发展基于动态应力—强度干涉的时变可靠性建模理论与方法,建立能够全面体现载荷、强度、寿命指标、强度退化规律等因素的可靠性模型与失效率计算模型;发展能够充分体现发动机零部件结构特点的可靠性建模方法,建立适用于车用发动机可靠性分析与计算的"个性化"模型;发展能够科学反映失效相关性影响的系统可靠性建模理论与方法,提高可靠性分析与计算模型的真实性与准确性。     

下伏岩溶与桩基耦合作用研究

为探求下伏岩溶与上方桩基之间的耦合作用,对岩溶顶板与桩基作用体系进行抽象概化,建立8种力学模型,基于弹性力学薄板理论及材料力学梁理论进行理论力学分析,并结合工程实践对比分析各力学模型下岩溶顶板安全厚度及桩基极限承载力。计算结果表明：不同力学计算模型适用于不同实际工程;同一条件下各力学模型计算结果差别较大。因此,合理选择适合于实际工程的溶洞顶板及桩基作用体系力学模型至关重要。     

昆明地区土质高边坡稳定性分析

结合昆明国道东连接线支线工程的土质边坡设计,通过工程沿线的工程地质调查,对土质边坡稳定坡高与坡角的相关关系进行了回归分析。采用基于传统的简化毕肖普圆弧滑动面法,根据地质勘察资料确定了计算参数,对典型的一级、二级和三级边坡的稳定系数进行了计算。采用FLAC数值模拟技术,根据现场勘察及直剪试验的结果,确定了各土层的计算参数,采用平面应变力学模型,对工程中高路堑边坡实际断面的整个边坡区域进行了数值模拟计算。计算分析结果表明,FLAC数值模拟与简化毕肖普法的计算结果相吻合,对于土质边坡,坡率对边坡稳定性的影响远大于坡高对边坡稳定性的影响。     

水泥混凝土路面脱空区域接触补偿求解方法探讨

针对水泥混凝土路面板脱空产生机理,充分考虑实际工况下面板与基层的接触状态,建立了脱空分析模型。并基于该模型首次提出了"接触补偿"的概念,并指出其为水泥混凝土路面三点回归脱空识别方法中荷载~弯沉曲线出现截距值的根本原因。采用考虑接触的非线性有限元方法对脱空区域面板与基层接触面进行分析计算,结果表明:接触补偿大小与斜率差之间具有非常好的相关性,并且脱空区域顶面曲线形状对接触补偿大小的影响不大。研究结果为水泥混凝土路面脱空的定量识别提供理论基础,对水泥混凝土路面的养护技术发展具有重大工程实用价值。