浅埋隧道围岩压力的统一表达模型及计算方法

研究目的:基于楔形体极限平衡原理,在围岩压力计算步骤中引入自定义的水平压力占比系数η、广义水平侧压力系数λ,从而建立浅埋隧道围岩压力的统一表达模型及计算方法。该统一表达模型旨在以规则化的数学表达形式,取代《铁(公)路隧道设计规范》中分别关于超浅埋、浅埋(非偏压)、浅埋偏压3种不同工况下的围岩压力计算方法,可实现浅埋隧道围岩压力公式在计算形式的统一性,物理本质的同一性,计算步骤的一致性,克服行业规范中围岩压力计算公式在浅埋条件不同时表达各异、物理内涵晦涩、操作繁琐的理论缺陷。研究结论:(1)统一表达模型实现了超浅埋、浅埋(非偏压)、浅埋偏压时围岩压力计算公式在理论上的大一统,数学形式简约;(2)可推广至多层土、地表非水平含超载、楔形体非规则、小净距及连拱形式时的隧道围岩压力计算;(3)统一表达模型计算结果与规范公式计算结果一致;(4)统一表达模型及计算方法对行业规范的修订和补充具有重大意义。     

含半开放水舱的船舶波浪特性数值分析

含有半开放水舱的船舶在实际波浪中航行时，由于船体运动和舱壁反射等而导致舱内波浪环境条件十分复杂，增加了小型船舶进该水舱内作业安全的不确定性。基于自研求解器naoe-FOAM-SJTU，并利用重叠网格技术对不规则波中含半开放水舱的船舶进行运动模拟。以船舶零航速迎浪时的模拟为基础分析半开放水舱内的波浪演化特性，研究不同航速和浪向对半开放水舱内波浪环境的影响。结果表明，在半开放水舱内波浪从舱尾到舱首呈现逐渐减小的趋势，航速增加后舱内波高明显降低，这在舱首尤为明显；随着浪向角的减小，舱内波高明显增加。已完成的计算工况表明，增加航速或浪向角可减小半开放水舱内波浪，从而降低小船驶入水舱内作业的风险，这项研究结果可为制定实际船舶的作业方案提供参考。