Application of PETSc in soil-water coupled geotechnical problems

In this paper, parallel library, portable extensible toolkit for scientific computation (PETSc), is used to solve linear systems in soil-water coupled finite element method (FEM) for geotechnical problems. The parallel environment is integrated into GLEAVES, which is a geotechnical software package used for the finite element simulation. The linear system ·· = · which is a fundamental and the most time-consuming part of the FEM is solved with iterative solvers in PETSc. In order to find a robust and effective combination of iterative solvers and corresponding preconditioners for the soil-water coupled problems, performance evaluations on Krylov subspace methods and four preconditioners are carried out. The results indicate that general minimal residual (GMRES) method coupled with preconditioners can provide an effective solution. The application to a construction project is presented to illustrate the potential of the proposed solution.     

特大型溶洞隧道综合处治方案及施工技术

为解决岩溶地区公路隧道修建过程中特大型溶洞难跨越的问题,采用理论与现场相结合的方法,综合考虑特大型溶洞的特点与处治难点,提出采用"承载桩基-纵横框架梁板-钢筋混凝土挡墙"组合处治结构与洞渣回填综合处治的方案,在此基础上建立一套以回填为基础、自下而上交叉施工处治结构的施工方法,并提出洞渣回填、承载桩基、纵横框架梁板结构及钢筋混凝土挡墙结构施工等关键技术。现场施工实践证明,该溶洞处治效果良好,能保证隧道施工安全与结构安全。     

海洋环境下混凝土中钢筋加速锈蚀研究

为研究海洋环境下氯离子渗透导致混凝土中钢筋电化学腐蚀行为、锈胀裂缝发展及锈斑分布情况,同时为青岛地铁高性能混凝土配合比的优化及耐久性能提供试验依据,设计了上置腐蚀溶液槽的钢筋混凝土试件,并针对C40、C50、C50S和C55 4类钢筋混凝土试件开展恒电位加速试验。试验结果表明： 采用本试验方法加速钢筋混凝土锈蚀,靠近混凝土保护层一侧的钢筋锈蚀严重,钢筋出现点蚀现象,与自然环境下钢筋锈蚀情况一致; 依据交流阻抗谱图拟合的钢筋电荷转移电阻随腐蚀时间增加而下降,依据计算的腐蚀电流密度,测试的钢筋电流演变拐点可确定C40、C50、C50S和C55混凝土中钢筋脱钝时间分别为60～70、80～90、90～100、100～110 h,钢筋混凝土锈胀开裂时间分别为120、136、176、264 h; 采用图像处理软件依据灰度值不同可实现锈斑分布的定量计算,混凝土护筋能力排序为C55>C50S>C50>C40。     

Effect of orthogonal stiffeners on the stability of axially compressed steel jacking pipe

Load conditions for steel pipe-jacking are complex during the construction stage. The stability of steel jacking pipe has been an increasingly important problem as jacking forces, pipe diameters and jacking distances increase. However, there are no standards for pipe reinforcement, for prevention of buckling, or for remedying pipe that buckles when being jacked axially. Past experience suggests that stiffeners can effectively reinforce the structure. This study analyzes the effect of different stiffeners on the stability of steel jacking pipe under axial compression using finite element analysis. The results suggest that the stability of steel jacking pipe can be significantly improved by using orthogonal stiffeners, in terms of engineering costs and construction space inside the pipe. Based on current engineering practice, the application of orthogonal stiffeners is discussed. This study provides a useful reference for the design and construction of steel jacking pipe.     

基于文本挖掘的地铁施工安全风险事故致险因素分析

地铁工程项目是典型的高风险大型复杂项目,施工安全风险事故多发且引发因素众多。为明确施工过程中存在的致险因素,为安全风险事故的预控提供依据,选取2002—2015年国内151例地铁施工安全风险事故报告,借助R语言和文本挖掘的方法,分别对事故报告进行分词处理、特征项选择、向量空间模型构建、共现规律识别,并利用词云和网络结构图等方法可视化文本挖掘结果;从中发现地铁施工安全风险事故的6项关键致险因素和23项一般致险因素,并以关键致险因素为基础构建致险因素集合,为地铁施工安全风险事故的预控提供参考。     

基于圆形断面的隧道温度场有限差分计算模型

除了少数圆形隧道外,大部分山岭交通隧道断面采用马蹄形或端墙式等形状。在隧道温度场的预测中,圆形断面模型能否代替马蹄形等实际隧道模型,其适应性值得研究。应用基于空气－衬砌－围岩的对流－导热耦合作用控制方程的有限差分方法,建立圆形断面模型对东北寒区马蹄形隧道温度场进行计算,并与现场实测温度场进行对比。结果表明： 1) 圆形断面隧道模型有限差分计算方法克服了通用有限元软件建模复杂、对硬件要求高的弊端,考虑了隧道内风流速度和入口风流温度的影响,在隧道温度场的预测计算中能够满足工程使用要求。2）隧道内风流速度和入口风流温度对隧道温度场影响较大。本文算例中,入口风流温度每升高10 ℃,二次衬砌表面温度升高约7.2 ℃,增幅均匀;从1～5 m/s,洞内风流速度每增大1 m/s,二次衬砌表面温度降低的幅度为6.6、2.7、1.5、0.9 ℃,降幅越来越小。     

大型内河沉管隧道基础灌砂模型试验及效果检测技术研究

对某大型内河沉管隧道基础灌砂足尺模型试验进行详细阐述,应用冲击映像法、全波场无损检测法相结合的方式对试验模型中不同工况下灌砂前、灌砂过程中以及灌砂后的效果进行测试,对模型试验中不同工况下各项测试数据及结果进行系统分析,对沉管隧道基础灌砂工艺与灌砂效果进行评价。此外,介绍该大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场监测内容及具体实施方法,基于先期施工各管段基础灌砂现场监测、潜水探摸及管段后续沉降监测结果,对大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场检测及处理技术进行系统的研究。主要研究结论如下： 1）冲击映像法可以监测砂积盘的生成及发展过程,可以较准确地判断灌砂填充状况和快速检测混凝土底板下部灌砂填充状态,是沉管隧道基础灌砂效果评价的有力手段,是动态把握灌砂过程、实时追踪施工过程的砂液变化的有力手段。2）已施工管段现场沉降量观测结果显示,沉管隧道E1-E6各管段已灌砂基础的承载力均满足设计要求,证明冲击映像法可以作为沉管隧道基础灌砂检测评定方法。     

轻轨隧道上跨既有隧道的设计与施工技术

重庆市轨道交通3号线一期工程建新坡区间隧道上跨八一隧道和向阳隧道,设计施工时需考虑新建区间隧道的开挖及轨道梁与列车等荷载对既有隧道的安全影响。对重庆轨道交通3号线建新坡区间隧道上跨八一隧道、向阳隧道的设计与现场实际施工情况进行总结,为类似工程提供参考。     

列控系统紧急制动时防止人为缓解的研究

通过分析我国机车紧急制动时的单独缓解现状,以及单独缓解对列车制动距离的影响,提出一种适合于DK-1型机车电空制动机在列控系统实施紧急制动时防止人为缓解的技术措施。