隧道穿越水平岩层的控制性因素研究

广元至巴中高速公路东兴场隧道穿越水平岩层,岩层厚度及埋深深度对隧道的稳定性有较大的影响。在对东兴场隧道开挖后的几何形状、位置及结构特征进行了分析,以围岩体中最为发育的垂直节理面及水平层面来划分单元,建立大约200多个单元的隧道模型,采用离散单元法对隧道变形破坏的主要因素进行模拟,由此得出岩层越厚,围岩稳定性越好,反之越差;隧道埋深越深,其稳定性越差,反之越好。     

浅埋偏压隧道施工控制围岩稳定措施

浅埋偏压是隧道工程建设的关键点之一,控制不当容易引发山体滑坡或坍塌现象,从而影响工程质量和施工进度。03省道后山坞隧道跨度大,左线进口段埋深浅、偏压严重,施工中结合现场实际施工情况,采取了大管鹏超前支护、合理开挖顺序及方法、爆破过程中减少药量、及时支护等措施控制围岩稳定,取得了较好的效果,实现了偏压地形条件下的安全进洞,确保了工程质量。     

自升式钻井平台抗滑移能力分析

在理论公式的基础上,通过Abaqus软件模拟桩靴在土壤中的滑移过程,建立一种分析桩靴抗滑移阻力数值方法。首先研究各船级社抗滑移理论公式;在此基础上,建立桩靴-土系统有限元模型,利用CEL方法,建立研究所需工况,研究土体受力产生流动变形,得出抗滑移阻力数值解和土壤流动机制;最后将抗滑移阻力理论解与数值解进行对比分析与讨论。弥补现有理论公式不足,为计算桩靴抗滑移阻力提供一种精确的方法。     

自升式钻井平台抗滑移能力分析

在理论公式的基础上,通过Abaqus软件模拟桩靴在土壤中的滑移过程,建立一种分析桩靴抗滑移阻力数值方法.首先研究各船级社抗滑移理论公式;在此基础上,建立桩靴-土系统有限元模型,利用CEL方法,建立研究所需工况,研究土体受力产生流动变形,得出抗滑移阻力数值解和土壤流动机制;最后将抗滑移阻力理论解与数值解进行对比分析与讨论.弥补现有理论公式不足,为计算桩靴抗滑移阻力提供一种精确的方法.     

在压缩应力波作用下隧道节理围岩动力响应研究

应用离散单元法软件UDEC对压缩波作用下的节理岩体中不同节理性质、不同埋置深度条件下隧道围岩的稳定进行数值模拟分析。监测隧道埋深由5 m增加到45 m,分析节理不同刚度、间距、倾角时隧道洞顶的峰值质点速度(PPV)。结果表明:随着隧道埋深增加,隧道洞周峰值质点速度降低,隧道稳定性增强。随着节理刚度的提高,隧道顶部峰值质点速度上升;随着节理间距增加,隧道顶部峰值质点速度下降;随着节理倾角增大,隧道顶部峰值质点速度有上升的趋势。总体而言,埋深增加会对隧道稳定有明显提升效果,并且在节理岩体中节理刚度低、间距大、倾角小的围岩条件更安全。     

浅基础下破坏面深度的确定

基于极限平衡滑移线理论，本文提出了一套浅基础下破坏面深度计算公式，该公式可综合考虑土重、抗剪强度指标、基础宽度、基础埋深、荷载倾斜和荷载偏心和影响因素，通过与Ｍｕｈｓ大型模型实验结果相比较验证了本文公式的正确性。     

富水软岩隧道变形机理及控制措施研究

以山西某浅埋偏压隧道为依托工程,全面总结分析其工程特性,利用数值模拟手段研究其初期支护结构的应力、应变特征,并提出相应的施工优化方案。研究结果表明:在浅埋偏压地形条件下,隧道支护结构受力极不均衡,左右边墙、地表部位发生较大的水平位移,拱顶、基底处产生较大的竖向位移;而最大轴力值和弯矩值均发生在隧道右侧拱脚处,不利于隧道的整体稳定性;通过采取增设临时支撑、地表注浆等工程措施,提高初期支护结构的整体稳定性。研究成果为类似工程设计施工提供了借鉴意义。     

大跨度浅埋偏压隧道进洞技术探讨

以陕西省定汉线坪坎至汉中高速公路某浅埋偏压隧道单向掘进出洞工程为例,分析了在处理浅埋偏压和洞口高边坡问题的一种思路,对于同类隧道施工及设计具有一定的借鉴意义。     

饱和软粘土中新型法向承载力锚极限承载力分析

法向承力锚(VLA)因其安装回收方便、承载能力高、可重复使用等优点,被广泛应用于海洋工程。文中假设一楔形锚板埋置于理想不排水饱和软粘土中,通过建立锚板-土体有限元数值模型,对锚板的极限承载力和锚的失效形式进行分析,考察了不同埋深、埋置倾角等对其承载力系数的影响。在浅埋和深埋两种情况下,锚的失效形式分别表现为锚板上方土体的整体破坏和周边土体的局部剪切破坏。随着埋深增加,锚板承载力系数趋于稳定,埋置倾角对承载力系数的影响也逐渐变小。     

硫酸盐、氯盐及冻融循环复合作用对浅埋公路隧道安全性能的影响

运用同济曙光软件建立荷载-结构法拉压弹簧模型,对硫酸盐、氯盐及冻融循环复合作用后V级围岩中埋深为10 m的隧道进行分析计算.通过研究得出钢筋锈蚀程度的加重会导致隧道安全性能降低；衬砌不同部位的病害对隧道安全性的影响不同,当衬砌具有相同钢筋锈蚀程度和纵向裂缝深度时,拱顶处病害比拱腰处病害对隧道安全性能的影响更大；当环向裂...     

基于CEL法的沉管挤淤残余厚度数值分析

沉管隧道施工过程中基槽内容易产生回淤,当回淤超过一定厚度时沉管隧道将无法正常对接,此时需要提前清淤。针对目前沉管隧道施工中清淤标准不统一的问题,文章通过黏度计研究了淤泥的流变特性,采用Herschel-Bulkley流变模型描述其剪切流变特性。在此基础上建立了采用CEL有限元法模拟沉管挤淤过程的数值分析方法,并通过对比数值计算结果和沉管挤淤小比尺室内模型试验结果验证了该CEL数值方法的可靠性。利用该数值分析方法研究了某实际工程在不同淤泥容重下初始回淤厚度与最终夹泥厚度关系,建立了最终夹泥厚度小于0.5 mm时淤泥容重与其对应初始回淤厚度之间的关系曲线,根据该曲线为沉管隧道施工中不同隧道底部压强作用下的清淤标准提出参考。     

随机波流作用下不同截面形式悬浮隧道的动力响应

悬浮隧道是一种用以跨越长深水域的新型交通结构物,其动力响应是评价其安全性的关键性指标。不同截面形式悬浮隧道具有不同的水动力特性,为研究不同截面形式的悬浮隧道在海洋真实随机波浪及均匀流荷载环境下的动力响应,基于势流理论建立悬浮隧道有限元模型。为了验证计算理论的准确性,将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果表明,该计算理论具有较高的准确性,可用于进一步的悬浮隧道动力响应分析。对不同截面类型悬浮隧道在不同工况下动力响应进行分析,结果表明：椭圆形截面悬浮隧道对波流的敏感性最高,安全性最差;矩形截面与八边形截面在大多数情况下的动力响应较为接近,但八边形对于有义波高的敏感性更高一些。研究结果可为悬浮隧道建设提供有效的建议。     

地埋管换热器的数值模拟研究

文中阐述了地埋管换热器数值模拟研究中将要涉及的一些传热理论,并根据这些理论建立出单根U型地埋管换热器的数值模型。再结合上海地区工程实例模拟了地埋管换热器与周围土壤的换热过程,通过分析不同条件下的地埋管换热器四周温度场的分布情况,总结出土壤导热系数、孔隙度、每米孔深的平均放热量以及地下水的渗流速度对四周温度场的影响。     

考虑多场耦合的碰撞载荷下水中悬浮隧道动力响应

水中悬浮隧道通过系泊系统使其悬浮在水下一定深度处,与潜器的碰撞可能会使隧道结构产生较大运动响应,呈现大幅度的非线性位移,会使隧道失去原有的稳定性甚至对隧道安全性产生较大的影响。因此,本文开展考虑多场耦合场景下碰撞载荷作用下,水中悬浮隧道的运动响应研究。通过与文献中试验结果的对比分析,验证数值模型的有效性。建立水中悬浮隧道及其系泊系统的三维运动模型,同时通过Abaqus建立水中悬浮隧道的碰撞场景与STAR-CCM+进行双向耦合联合仿真,开展水中悬浮隧道被潜器撞击后的运动响应研究,并分析不同碰撞场景下水中悬浮隧道的运动响应变化规律。     

波状摆动式鱼类的推进性能研究

以开发适用于小型潜器的仿生操纵与推进系统为研究背景,利用计算流体动力学软件Fluent对波状摆动式鱼类进行了数值模拟,建立波状摆动式鱼类的数值计算模型,研究不同变形参数对鱼类推进性能以及尾涡流场结构的影响。结果表明,随着波长的增加,鱼类能够获得更好的推进性能。通过对比不同频率下鱼类推进性能以及流场结构,探讨不同滑移率及斯特劳哈尔数对推进性能影响。     

中转港口集装箱堆场合理布局的模拟研究

合理的堆场布局可以提高码头机械的操作效率,为减少船舶等待时间,提升码头综合竞争力,通过建立不同箱区长度下的最小化堆场龙门吊数量模型,得出不同箱区长度下的龙门吊数量,并根据龙门吊与桥吊的不同配比关系,使用港口仿真软件FlexsimCT建立8种不同箱区长度下不同装卸机械数量的模拟模型,探讨8种不同的箱区长度对码头装卸效率的影响,得出桥吊最大效率下的箱区长度。     

盾构掘进对既有桩基影响的数值模拟

为研究盾构施工对桥梁桩基的影响,基于ANSYS软件,建立了盾构近距离穿越既有桥梁桩基的三维有限元模型。数值模拟结果表明,盾构施工会引起地层产生较为明显的位移,根据与隧道相对深度的不同,竖向位移可分为沉降与回弹;隧道周围土体有向隧道变形的趋势,使得桩体产生垂直于隧道的水平位移;开挖面支护压力对桩体平行于隧道方向的位移产生主导影响,施工中取稍大于静止土压力的支护压力是比较适合的。     

CD法开挖小净距公路隧道的优化研究

采用CD法对浅埋小净距公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。通过对不同开挖顺序时的围岩位移和应力进行分析和比较,数值结果表明：在采用CD法施工时,不同的开挖方式最终位移和应力相差不大。综合考虑开挖过程中围岩应力和位移可知,采用先封闭先行隧道,再开挖后行隧道远离先行隧道侧的开挖方式较为适宜。     

基坑施工对地铁隧道影响的模拟分析

文章以宁波轨道交通某区间隧道旁基坑开挖为实际背景开展模拟探究,分析了地铁隧道位移和应力的变化规律,探讨了隧道--基坑水平净距、隧道埋深、基坑地连墙厚度、基坑钢筋混凝土支撑的尺寸、基坑坑底是否加固等因素对地铁隧道的影响。结果表明:随基坑开挖深度的增大,隧道位移和应力的最大值均呈增大趋势;各影响因素中,隧道--基坑水平净距和隧道埋深对隧道位移和应力影响较大;地铁隧道控制保护,应重点考虑基坑--隧道水平净距、隧道埋深及基坑开挖深度等因素。     

北京地铁17号线下穿既有框构桥工程的影响研究

本文依托北京地铁17号线地铁隧道工程,通过建立数值计算模型,分析不同加固方案下,盾构隧道下穿既有铁路框构桥引起的该区段地表变形规律以及对既有桥梁的影响,为同种地层条件下的盾构下穿施工具有一定的指导意义。结果表明:盾构掘进过程中,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降逐渐增大并趋于稳定;仅采取同步注浆加固方案时,地表及铁路框构桥的变形远远大于同期采用同步注浆和二次深孔注浆的方案,因此采取注浆加固措施可以有效减小盾构掘进对周围地层的扰动,具有较大的实际意义。