基于三维数值模拟的软岩超大断面隧道施工技术优化研究

为研究超大断面隧道在软岩地层中开挖施工引起的变形情况,基于铁路设计规范和围岩分级标准对王岗山隧道穿越岩层进行围岩亚分级,通过考虑开挖方向、复杂围岩条件及断层破碎带的影响,利用ABAQUS有限元软件开展三维施工过程模拟,获得三台阶法开挖后的隧道衬砌及围岩受力及变形特征。在此基础上,提出采用更适宜控制变形的双侧壁导坑开挖法,并对其控制效果进行验证。最后,分析影响隧道衬砌和围岩变形的相关因素,得到利于控制变形过大问题的最优进尺设置参数及初期/临时支护形式。数值计算结果表明:1)双侧壁导坑法能够有效降低隧道开挖引起的衬砌及围岩变形;2)锚杆在复杂地层中能够发挥重要作用;3)循环进尺和初期支护强度均对施工引起的变形存在影响,使用新型复合管片临时支护有利于控制隧道衬砌及围岩变形;4)断层破碎带是王岗山隧道施工必须重视的关键部位,除采用合理的开挖工法外,还应辅以其他降低围岩扰动进而控制开挖变形的有效措施。     

设置基坑支护结构的船闸坞式闸室底板有限元分析

闸室外部因没有足够的放坡空间,需设置支护减小开挖。目前国内外关于设有支护的复杂闸室结构计算甚少。因此,基于实际工程,分别使用弹性地基梁法和有限元法对2种闸室结构进行计算分析,研究支护对闸室底板内力的影响。计算结果表明:船闸闸室底板最大正、负弯矩分别发生在高水位期和检修期,支护的设置可减小闸室底板受力,提高结构安全性,达到优化大体积混凝土底板施工方法;不同材料的支护对闸室底板内力影响效果不同,地连墙支护对闸室底板内力影响效果高于钢板桩支护。     

超大型扭王字块取消配筋的可行性

港口建设不断向深水区域发展,在自然条件恶劣的海域建造防波堤时,护面块体的质量不断加大,通常采用配筋以增强其抗裂能力。为解决超大型扭王字块因配筋引起的预制施工困难,通过添加抗裂纤维替代配筋的方法予以解决。采用模型试验、理论计算和数值模拟方法,分析了扭王字块预制、吊运过程中的开裂风险,论证了超大型扭王字块取消配筋的可行性。     

大型耙吸船高效挖掘黏土专用耙头的研发

针对大型耙吸挖泥船在挖掘硬质黏土时,遇到耙齿难以入土、堵耙和闷耙等问题,通过对大型耙吸挖泥船的原始耙头模型进行研究,采用为耙头配置特殊高压(最大压力为38 MPa)冲水系统的方法,增加了三道高压冲水辅助装置及设计合适喷嘴,成功开发了高效黏土型耙头,有效解决了耙头堵耙、闷耙等问题,提高了船舶施工效率,为类似问题提供参考。     

基于BHCORS的港口工程控制点平面精度分析

测量控制点精度关系工程建设质量。港口工程因地基稳定性差、地面变形大,造成控制点平面位移问题突出。结合港口工程案例,探讨基于BHCORS的工程控制点平面精度检核分析。采用坐标转换四参数法及实测基线比较法进行控制点内符合精度检核,采用BHCORS进行控制点外符合精度检核。对比分析结果表明,BHCORS成果精度高、现势性强,在港口工程建设中应用广泛。     

顺坝坝头偏角及坝长布置对汊道分流比的影响

针对黑沙洲水道弯曲、分汊、多汊等特点,结合初拟的顺坝平面布置方案,利用二维数模分别计算在不同顺坝坝长及坝头偏角布置条件下黑沙洲水道各汊道分流比,通过分析不同布置条件下各汊道分流比的计算结果,总结汊道分流比变化的规律并得到平面优化布置方案。黑沙洲水道由南、中、北3个水道组成,其中南水道右槽为通航主航道,南水道右槽分流比的提高作为本工程航道整治成功的关键点之一,通过计算分析提出的坝长及坝头偏角布置可为整治平面布置方案的优化提供理论依据。     

疏浚吹填粉土固化室内试验

基于北方港口疏浚吹填粉土振动液化和土体稳定性差的特性,开展室内固化试验。研究吹填粉土固化后的物理力学性质变化及规律,分析固化粉土作为围埝、人工岛和路基填筑材料可行性,为疏浚吹填粉土资源化利用提供技术支撑。结果表明:水泥掺量为3%~12%时,吹填粉土固化后塑性指数为10. 4~15. 5,黏性和密实程度增大,抵抗变形能力增强,渗透性减小,转变为典型的黏性土;水泥掺量相同工况下,随着龄期的增加,吹填粉土固化强度不断增加,龄期14 d时平均强度可增加到28 d龄期的76%;疏浚吹填粉土的水泥掺量为3%~12%固化后,28 d龄期后再经水浸泡48 h的无侧限抗压强度为96~624 kPa,强度值相对变化≤16. 5%,水稳性能好,可作为水下围埝和人工岛等的填筑材料,具有重大实际应用价值。     

粗、砾砂水力输送特性试验

粗、砾砂水力输送具有其特点,现有的水力计算模型用于计算该类土质的水力损失和临界流速的适用性有待进一步检验。针对马来西亚新山碧桂园吹填工程中输送阻力大、堵管风险大的问题,采用大比尺、两相流动输送试验平台开展水力输送特性试验,测试不同流速、浓度情况下的水力损失,并采用高速摄影的手段观测砂土在管道内的移动形态。通过对试验数据的统计、拟合分析,研究水力输送阻力、临界流速、平均滑移率特性,提出一种用于计算该类土质的水力阻力、临界流速计算模型,并将得到的计算模型应用于实际工程中。     

MIKE21软件在滨州港内泊稳研究中的应用

针对海港港区拦沙堤平面主尺度对港内波浪要素（波高、周期等）的影响,通过MIKE21数值模拟的方法,研究渐变式潜堤掩护下的港内泊稳情况,得出不同重现期波浪条件下各计算点的设计波要素。结果表明：浪向与航道走向比较接近时,波浪受航道折射影响较大,航道内比波高明显减小,而两侧比波高增大;浪向与航道的夹角在20°左右时,随着航道与边坡的水深差增大,向航道边坡折射的波能增强;波向与航道夹角42°左右时,航道对波能传播的影响不明显;设计高水位2a一遇波浪作用下,港内泊稳条件较差,且现有方案泊稳不满足规范要求。     

智能驾驶车辆乘坐舒适性控制研究

以江南地区常见的单侧凹坑和路桥连接两种典型路面为例,研究了车辆以不同车速驶过这些典型路面时基于乘客的不适度指标(PBRI),分析了在典型路面上行驶引起俯仰运动或俯仰加侧倾运动时乘客不适度的感知分布及其在不同群体间的分布特点,提出了基于PBRI进行乘坐舒适性控制时在路径规划、车道选择、道内调整和车速控制4个不同层级下的应用策略,并展望了相应的个性化定制和应用场景。