公路隧道施工过程的数值模拟及ANSYS实现

正确模拟围岩的卸载过程是地下工程数值模拟的一个重要课题。文章论述了应用"施加虚拟支撑力逐步释放法"来模拟隧道施工过程中围岩应力释放的原理,并结合双连拱隧道施工数值模拟实例,得出采用ANSYS软件可以实现隧道和地下结构的施工数值模拟方法。     

公路隧道纵向通风数值模拟

根据组合结构的思想，将公路隧道的纵向通风系统划分为不同的功能模块，然后在Matlab语言环境下，按照不同的通风方案，调用相关功能模块进行组合，实现了长大公路隧道多种通风方案的比选和运营调控效果的数值模拟。算例表明该方法不仅方便可靠，而且适应广泛。     

桥隧相接隧道明洞稳定性研究

对于傍山或斜交隧道,为了有效保护环境,经常采用棚洞、加长明洞等处理方案,但在高线位的斜交出洞隧道方案中,由于受地形限制,有时不得不采用将桥梁设置于隧道内的桥隧相接方案.在张石高速公路东峪隧道建设过程中,提出了加长明洞,将箱梁桥台设置于隧道明洞内的桥隧相接设计方案.设计中考虑了隧道出口段施工难度及安全性,桥隧相接结构的可靠性、便利性及防排水等因素.采用有限元方法对桥隧相接结构进行了数值模拟分析,计算结果显示该结构的位移、应力均在安全范围内.东峪隧道桥隧相接结构的顺利完工验证了该结构设计的可行性,也为此类问题的解决提供了一个很好的参考.     

劣化可靠度下的隧道衬砌结构预防性养护决策

现阶段中国隧道工程已经由建设阶段转向了建养并重阶段,科学养护已成为一个重要课题.为了提出科学合理的隧道衬砌结构养护策略,首先通过病害统计,考虑隧道特点与功能要求构建三层次的隧道系统失效模式;针对底层的4种失效模式(隧道极限承载、收敛变形、开裂、渗水),建立判断其失效与否的极限状态方程;采用理论近似方法,实现劣化可靠度的...     

公路隧道消防设计中的问题与对策

消防设计是公路隧道设计的一项重要内容.我国目前既没有公路隧道的防火安全标准,也没有公路隧道的消防设计规范,建设管理也存在许多问题.国内现有的公路隧道消防水平参差不齐,设计人员对某些技术问题的认识差异较大.本文较为详细地叙述了国内目前公路隧道消防设计存在的问题,并给出了一些对策建议.     

隧道内大巴车火灾热释放率及温度场研究

大巴车火灾是常见的一种隧道火灾,其对隧道结构稳定,尤其是人员安全构成了巨大威胁。文章考虑车身、座椅、内饰、行李等材料的不同燃烧特性,建立精细化大巴车燃烧数值模拟模型。通过对比车辆从前、中、后座位处引燃3种工况,对大巴车的火源热释放率(HRR)、温度场以及火灾规律进行了研究。采用玻尔兹曼曲线叠加高斯曲线拟合方法得到了大巴车HRR计算公式。研究结果表明:大巴车热释放率峰值可达48 MW,平均热释放率为8.1 MW,燃烧释放能量为14.5 GJ;燃烧最高温度达1 040℃,车门处120 s可达到60℃,从后部点燃车门处升温快,且最易引爆油箱。     

公路隧道火灾消防救援安全研究

将隧道温度场随时间的变化和人员的逃生速度引入到传统克拉尼公式中,给出了一个基于温度变化的修正的隧道火灾人员逃生判别公式。采用数值模拟方法,详细研究了典型隧道结构在不同隧道风速(v=1、2、3、45、m.s-1)下不同火灾规模时隧道内的温度场,以修改后的克拉尼公式为公路隧道火灾时的安全逃生判别条件,给出了不同隧道风速、不同火灾规模时的消防救援的安全位置。结果表明:为了防止高温回流对消防救援的影响,在消防救援时,隧道内的环境风速应不小于5 m.s-1。     

公路隧道运营期风险定量分析模型研究

文章借鉴风险评估理论,建立了一套适用于公路隧道运营期风险分析的定量风险分析模型,对隧道事故场景、发生概率、后果等进行评估。同时建立了事故疏散模型和FED人员逃生条件模型,为公路隧道运营期风险分析提供了方法依据。     

膨胀性围岩公路隧道设计施工研究

膨胀岩隧道由于其特殊的工程地质特性,成为当今地下工程界最复杂的研究课题之一.结合依托工程大华岭特长隧道中出现的膨胀岩,提出了膨胀性围岩隧道的支护结构和施工原则.应用弹塑性模型对膨胀岩隧道支护结构和施工过程进行了数值模拟计算,结果显示支护结构的初期支护及二次衬砌主要应力均在安全范围之内.     

柔性路面三层体系的弹塑性分析

根据依留申小弹塑性变形理论，研究了结构形式为沥青面层、半刚性基层和土基的三层柔性路面体系。路面各层材料应力应变关系符合幂硬化规律且层间光滑接触。载荷图式为双圆或四圆垂直的均布荷载。文中给出了柔性路面的应力及位移解析表达式，并给出了具体算例。