基于对流-导热耦合作用的寒区隧道保温隔热层研究

寒区隧道的抗冻措施研究对隧道建设有重要意义,基于对流-导热耦合作用的非稳态传热有限差分计算模型,计算分析寒区隧道多年冻土和非冻土段外贴式及中隔式保温隔热层的保温隔热效果,并对寒区隧道纵向铺设保温隔热层后的抗冻效果展开研究。结果表明:1)在非冻土地层外贴式保温层保温效果较佳,在多年冻土地层中隔式隔热层隔热效果较佳,两者效果相差不大;2)受周期性入口风温的影响,隧道衬砌背后温度呈现周期性变化,变化幅度逐年递减。在材料、施工允许的前提下,建议采用外贴式保温隔热层;设计时,保温隔热层厚度应作经济技术比选。本文研究成果可供寒区隧道设计者与研究者参考。     

船舶推进轴系扭矩非接触式监测系统研究

柴油机是船舶动力的核心,船舶推进轴系的状态决定了机桨传动的效率.由于以接触式方法测量与计算轴功率和扭矩很不方便,因此需要更方便、更灵活的非接触式测量方法.提出一种新的基于光电技术的非接触式轴工况监测系统.两个编码盘和光电开关用来检测一定长度内轴的扭转角度,轴的扭转角度可根据计数器频率和叶片中心角,通过现场可编程门阵列（FPGA）量化,轴功率与扭矩可在计算机上显示出来.实验结果表明,该方法适用于量化轴的扭转角,去除了可能导致在线监测系统危险的冗余光纤.该监测系统的设计为船舶推进轴系的监测与故障诊断提供了一种思路.     

基于列车活塞效应的多竖井铁路隧道自然通风网络解算分析

为研究多竖井铁路隧道内考虑列车活塞风作用时风流的流动情况,首先以风流在通风网络中流动的三大基本定律为基础,建立了考虑活塞风压力的通风网络数学模型;然后以单竖井铁路隧道的通风网络为例,采用斯考德-亨斯雷迭代算法,对活塞风作用下的通风网络风量修正公式进行了推导,编制了网络解算程序;最后以大瑞铁路高黎贡山隧道为依托,进行了铁...     

超大断面马蹄形盾构盾体系统研究设计及应用

为探索超大断面马蹄形盾构盾体载荷分布特性,解决超大马蹄形盾体设计关键技术问题,针对适用于单洞双线铁路隧道的超大马蹄形盾构护盾薄壳体轴向、周向载荷分布特性和传递规律展开研究,构建了盾体受载数学模型。基于上述载荷分析与功能需求详细探究了超大断面马蹄形盾构盾体的结构设计,明确了马蹄形盾体受力的薄弱环节,通过三维建模和有限元分析优化了盾体结构:壳体结构采用多半分体组合式结构,并通过法兰连接,满足了吊装和运输要求;壳体箱型环梁结构设计,在保证结构强度要求的同时节省了材料、减轻了质量;此外,进行了盾体的梭式结构、帽檐设计和超前注浆通道设计等针对性设计,有效提高了马蹄形盾构的适应能力。该马蹄形盾构的应用和盾体变形工业性监测试验表明,马蹄形盾构盾体结构满足整机平稳掘进、盾体微变形的要求,也印证了该数值模拟分析方法的正确性。     

新型钢桥面铺装技术应用

针对目前大跨径钢箱梁桥面铺装所出现的问题和病害,在研究分析国内外钢桥面技术的基础上,结合珠江黄埔大桥铺装维修现状,提出了新型的钢桥面铺装组合结构。该技术方案施工速度快、开放交通快、后期易于维护,具有较好的工程经济性。     

城市信号交叉路口黄灯信号模型研究

主要研究了计算黄灯闪烁持续时间的方法和有关黄灯时间所造成困境区域的内容。通过运用车辆的动态特点的真实评估，研究当驾驶员面对黄灯信号时可能的选择，并结合困境区域的原因分析与数学描述，提出黄灯时间的计算模型。计算模型重点在于分析困境区域对于驾驶员的影响，并借由分析结果给出合理的黄灯时问分配安排。最后，对设置黄灯信号及现有交通条例的制定提出一定建议。     

寒区硬岩隧道冻胀力的量值及分布规律

根据寒区硬岩隧道冻胀力产生的机理,推导冻胀力的计算公式,并以此得出冻胀力的分布规律服从正态分布。采用半公式半经验的方法,即“等效弹性当量系数法”计算出冻胀力的量值。衬砌结构所受的冻胀力是由衬砌结构与围岩之间积存的水体冻胀引起的,其方向始终垂直于衬砌结构。积存的水体深度主要取决于施工因素,可近似为毛洞超挖的高度。冻胀力的大小与衬砌结构和冰的弹性当量系数的平均值、围岩的弹性抗力系数的平均值、水的冻胀率和积存水体的深度等有关,其量值随围岩级别的不同而有所差异,通常情况下冻胀力取0.9~1.43 MPa;而对冬季地下水仍很丰富的地区,其冻胀力取为0.92~2.31 MPa。当其它因素一定时,冻胀力随衬砌结构弹性当量系数的增大而增大,说明衬砌结构刚度的增加对抑制冻害不利,因此衬砌结构宜柔不宜刚。     

火山灰在路面基层中的应用

吉林省东南部山区火山灰资源丰富，通过对火山灰的物理、化学指标分析，依托实体工程试验路，将火山灰用于路面基层中，具有一定的强度和板体性，既节约了资金，又保护了环境，因此具有较好的经济效益和社会效益。     

影响矩阵在大跨度桥梁荷载试验加载计算中的运用

为解决大跨度桥梁荷载试验(静载)方案设计计算时,常规加载计算方法普遍存在的工作量大、效率低的问题,文中通过在桥梁计算模型中满布加载车,计算得到每一组加载车作用下桥梁关键截面(节点)的效应值,然后组成影响矩阵K,再引入加载向量R,并与Excel结合使用,提出新的荷载试验(静载)加载计算方法.通过实例计算验证,该方法能够大...     

I~2C总线技术在舰船能量管理系统I/O端口扩展中的应用

[目的]为处理舰船能量管理系统的多个数字量信号,需实时获取并下达多个底层被控电站的指令与状态信号,进而对各个底层控制器的接触器、继电器、断路器及能量链切换开关依次实施有效的控制。[方方法]将STM32F407作为微控制器,设计基于I~2C总线的双级隔离系统,建立高级精简指令集机器(ARM)、I~2C总线与扩展I/O端口芯片的硬件架构。通过软件模拟I~2C总线时序并利用ARM控制器的2个通用端口,可以方便地扩展128路I/O端口并确保I~2C总线的实时性与可靠性。[结果]ARM控制器能够按照既定的能量管理策略对各个底层控制器的I/O端口进行有效、可靠地扩展与实时控制。[结论]在工程应用方面,该I/O端口扩展方法具备一定的推广与参考价值。