长江隧道衬砌结构地震响应的三维数值分析

以武汉长江隧道为工程依托,运用Ansys软件对盾构隧道在水平、竖向双向耦合地震作用下采用3种不同衬砌材料的地震响应进行三维数值模拟,分析这3种工况下隧道衬砌结构的不同部位上应力和位移的分布状况,探明了盾构隧道在地震作用下衬砌结构的动力响应规律,找出了衬砌结构的受力最薄弱部位,研究可对盾构隧道的抗震设计提供理论参考。     

溪洛渡泄洪洞龙落尾洞口段硅粉和硅粉纤维混凝土温控防裂性能及其浇筑方式影响分析

以溪洛渡泄洪洞龙落尾洞口段为研究对象,采用三维有限单元方法对等强度硅粉和硅粉纤维混凝土分别在常态和泵送情况下的施工过程进行仿真模拟,比较分析边墙中央断面衬砌混凝土的温度、温度应力和抗裂安全系数。结果表明,洞口段衬砌混凝土采用常态混凝土产生的早期和后期最大主拉应力均比泵送混凝土小,抗裂性能较强;纤维聚丙烯能显著降低混凝土弹性模量进而有效降低洞口段衬砌混凝土的温度应力,有助于提高混凝土的抗裂性能,上述四种等强度混凝土以硅粉纤维混凝土以常态方式浇筑抗裂性能最优。     

基于蒙特卡罗有限元法分析运营中的厦门海底隧道荷载效应

文中在总结运营公路隧道的荷载特点、概括影响隧道荷载效应各种因素及其统计特征的基础之上,运用蒙特卡罗有限元法对厦门海底隧道海域Ⅳ类围岩下左洞某断面二次衬砌的荷载效应和弯矩的统计特征进行了计算和分析。研究结果表明：厦门海底隧道海域Ⅲ级（Ⅳ类）围岩下左洞某断面的二次衬砌结构最大弯矩发生在仰拱处,最大轴力发生在拱脚处;衬砌拱顶、拱腰以及拱脚和仰拱处的弯矩不拒绝服从对数正态分布;衬砌拱顶、拱腰以及拱脚和仰拱处的荷载效应不拒绝服从正态分布。     

既有裂缝对隧道衬砌结构稳定性影响分析

裂缝是隧道运营期的主要病害之一。本文采用数值模拟软件对存在裂缝的衬砌结构进行有限元分析,针对裂缝长度、裂缝宽度、裂缝位置三种不同特征参数变化,求得裂缝尖端附近的位移分量,推算得到裂缝尖端的应力强度因子和隧道稳定性系数。随后针对最危险裂缝工况施加列车荷载分析隧道衬砌结构稳定性,得到250、300以及350km/h三种不同时速下列车荷载的激振力对隧道衬砌结构稳定性影响。研究结果表明:裂缝位于拱腰处对隧道衬砌结构稳定性影响最大;裂缝宽度对衬砌结构稳定性影响较小;裂缝长度对衬砌结构稳定性影响显著。研究结果可为隧道运营过程中灾害防治及列车速度控制提供一定的参考依据。     

浅埋大跨度隧道塌方风险对二衬结构的影响分析

自然因素、地质情况、勘察设计因素和施工等因素可能导致隧道塌方,如果施工时支护措施不到位,或者采用参数不当,有可能导致塌方的发生。对于双向六车道大跨度连拱隧道,在洞口浅埋段极易发生塌方。文中针对洞口浅埋段可能发生的塌方对二衬结构的安全性影响进行了研究,分析结果表明,在洞口段发生塌方时,隧道二次衬砌的安全储备较低,应引起重视。     

悬浮隧道水动力问题研究概述

悬浮隧道作为一种新型的跨水域交通方式近年来引起各国学者广泛的关注,文章在介绍悬浮隧道研究背景与各国发展状况的基础上,首先梳理了悬浮隧道断面形式与管体连接方式的相关研究,分析了不同断面形式的优缺点,概述了管段之间连接、支撑悬浮系统连接以及隧道两端连接的相关成果。文章重点围绕悬浮隧道水动力问题,系统梳理了针对悬浮隧道水动力荷载、不同荷载作用下的运动响应及锚索系统的涡激振动及其抑制问题的研究,最后通过总结前人的研究成果,提出了悬浮隧道水动力研究方面需要进一步关注的问题。     

软弱围岩中隧道施工弹塑性数值模拟

以某隧道的软弱围岩段实体建模,应用有限元程序对其施工全过程进行二维弹塑性数值模拟,得到了初期支护和二次衬砌等支护构件的受力和围岩位移收敛状况。另外,现场实际量测拱顶下沉和拱腰水平收敛值以及支护受力与计算数据的相互比较表明,两者变化规律吻合较好。说明采用现场动态监控量测与有限元仿真模拟相结合的方法可为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导。     

海上风机基础灌浆连接段抗震性能试验

海上风机在使用期间可能会受到地震荷载的作用,因此需研究灌浆连接段在不同轴压比下受低周反复荷载作用的滞回性能。对3根不同轴压比的灌浆连接段试件进行低周反复加载试验,研究灌浆连接段试件在低周反复荷载下的破坏模式、滞回曲线、延性与耗能及强度与刚度衰减等抗震性能。试验结果表明:在低周反复荷载下灌浆连接段的最终破坏模式为底部钢管的鼓屈破坏,伴随着浆体不同程度的开裂和剪力键的压碎;灌浆连接段试件滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力及延性;随着轴压比的增大,灌浆连接段试件水平极限承载力下降,位移延性和耗能能力不断下降。     

UHPC管桩-钢立柱灌浆连接段结构设计与轴压受力机理研究

针对UHPC管桩与海上平台钢立柱可靠与快速连接的难题,提出了一种基于混合剪力键的新型灌浆连接结构.基于DNV规范开展了灌浆连接段的结构设计,利用ABAQUS软件对压弯荷载作用下灌浆连接段力学性能进行了分析,并对轴压荷载作用下的受力机理进行了研究.结果表明:在压弯荷载作用下,最上方钢键齿及最下方的混凝土键齿应力较高,各部...     

基于国际标准的强震作用下高桩结构LNG码头桩基布置

LNG码头抗震等级要求高,抗震分析是高桩结构LNG码头需要重点研究的问题。按国际标准采用振型分解反应谱法,通过有限元软件,对不同桩基布置形式的高桩结构进行地震动力响应分析。结果表明不同桩基布置形式对结构自身刚度影响较大,从而改变结构自振周期,使结构承受不同的地震荷载;斜桩控制地震作用下的水平位移效果较好,但桩力偏大;对于具有多排多列的高桩墩式结构,桩基宜对称布置,同时边桩与内侧桩基可采用不同斜率来改善桩基受力分布情况。     

大跨径公路隧道双侧壁导坑法施工风险及其控制

大跨度公路隧道因其跨度大,导致开挖时施工工序多、受力条件复杂,相应提高了对施工工艺、支护体系的要求。如按照传统两车道断面隧道进行设计施工,存在较大的安全风险。本文针对大跨径公路隧道洞口段双侧壁导坑法的施工特点,识别其潜在风险和风险源,并提出了针对性的控制措施,对类似工程具有借鉴意义。     

双连拱隧道开挖及支护全过程仿真分析

文中采用弹塑性有限元方法,全过程模拟双连拱隧道的开挖及衬砌过程,分析了隧道围岩及衬砌结构的应力和变形规律。由于双连拱隧道的围岩稳定性及其应力和变形状况与施工工序有着密切的联系,文中比较分析了不同施工程序情况下隧道围岩的应力、变形的变化规律以及衬砌结构的受力与变形规律,从而提出合理的开挖程序、支护程序及最佳的支护时间,其结论对双连拱隧道设计和施工具有科学指导意义。     

浅埋富水全风化花岗岩层桩拱盖挖式新型洞口结构研究

在一些复杂地质及特殊环境情况下,隧道洞口难以采用通常的明挖法或暗挖法施工。文中以赣龙线石笋山隧道为例,结合基坑明挖支挡结构设计和施工成熟技术,介绍在浅埋富水全风化花岗岩层环境下,采用桩拱盖挖式洞口综合支护体系,利用软件模拟结构受力并配筋计算的研究状况。结果表明,该方法能较好地满足特殊地质与环境下的洞口施工要求。     

公路隧道浅埋段的施工技术

在公路隧道工程施工中,隧道浅埋段的施工除了是浅埋隧道的问题外,也是边坡的问题,由于覆盖层的厚度都比较小,会出现严重的风化,自稳能力也不好,容易受到雨水、荷载、爆破等因素的影响,导致洞口段出现边坡失稳、坍塌、变形的情况,影响了隧道的整体性和稳定性。基于此,本文对公路隧道浅埋段的施工技术进行探讨。     

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...     

环境荷载共同作用下自升式平台地震响应分析

自升式海洋平台是海上施工的重要设备,其造价昂贵、设计复杂,承受着复杂的环境荷载作用。目前关于地震对其作用的研究还较少,有必要进行地震与风、浪、流等荷载对自升式平台的动力分析研究。文中在考虑流体附加质量及地基土体抗转效应的前提下,建立了适合动力分析的海洋平台计算模型,并利用弹塑性时程分析方法研究了其在地震及其他环境荷载共同作用下的动力响应。结果表明环境荷载作用方向对现役自升式海洋平台的抗震性能有着较大的影响,在平台结构抗震性能评估中应予以重视。     

亭子口水利枢纽表孔坝段动力计算及抗震分析

基于ANSYS有限元软件采用振型分解反应谱法对亭子口水利枢纽表孔坝段顺河向地震作用下结构位移和应力变化规律进行分析,研究地震荷载对结构受力性能的影响,分析地震作用下结构的危险部位,探讨结构地震作用下的设防标准及设计依据.     

欧标岸壁重力式码头拟静力抗震设计方法及应用

总结了基于欧标的重力式岸壁码头抗震设计方法要点,特别是地震惯性力、地震动土动水荷载的计算取值,及其共同作用下的抗滑移稳定性计算要点,给出了欧标拟静力设计方法流程,并与中国规范的相关规定进行了比较。结合吉布提多哈雷港一期工程案例进行了欧标拟静力抗震设计应用,参数化研究了沉箱底宽,可为类似工程设计作参考。     

沉管隧道斜坡段桩基础地震动力液化分析

针对深中通道西岛斜坡段存在的砂土液化导致沉管上浮风险,采用PLAXIS 2D有限元软件开展沉管结构地震液化分析。通过选取粉砂层最厚的K11+950里程断面建立平面应变模型,基于现场100年10%地震波形时程数据进行计算,通过分析砂层内超孔隙水压力、有效应力、沉管结构变位以及沉管底部桩基内力和变形等,研究土体液化程度大小及对沉管结构与桩基受力的影响。计算结果表明,在100年10%超越概率地震荷载作用下,现有沉管结构下部桩基方案不会发生沉管的显著上抬现象,是可行的基础方案之一。     

水中悬浮隧道受撞击作用的数值分析

针对水中悬浮隧道在偶然状况下受到的潜艇撞击问题,文章采用流固耦合方法,建立了撞击作用下浮筒式悬浮隧道的有限元动态模型,分别撞击跨中、隧道四分之一跨、浮筒,分析隧道变形、撞击力、连接钢管拉杆力、隧道端部约束力、隧道动能情况。结果表明:撞击作用下,隧道整体变形明显,结构内力大。不同撞击位置处,悬浮隧道在水下的结构变形和受力行为区别明显。对此,有必要考虑撞击位置进行悬浮隧道的抗撞击设计。