集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命管理系统研究

为解决在盾构隧道工程中,地理信息系统（GIS）标准缺失和建筑信息模型（BIM）分析功能薄弱的问题,在分析GIS的数据管理和BIM的数据标准基础上,建立集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命期管理系统。首先,概括总结系统采用的技术路线; 其次,基于IFC标准扩展统一的盾构隧道信息模型,涵盖盾构隧道地质、结构、线路、施工、监测和病害等数据; 然后,介绍系统信息的关联,包括隧道编码、GIS和BIM的集成方案; 最后,以上海地铁盾构隧道为依托,描述系统在工程全寿命期的应用,包括隧道地质勘察、结构设计、运营监测和养护维护等阶段。该系统制定了统一信息模型,方便数据交换和管理,在信息模型基础上实现了信息可视化与不同分析功能,提高了盾构隧道的全寿命数字化管理水平。     

基于简化Bishop法的路基边坡稳定性图解法

开发编制了能自动进行最危险滑动面搜寻和最小安全系数计算的数值软件ＦＲＥＡＭＥ,在此基础上绘制了基于简化Ｂｉｓｈｏｐ法的路基边坡稳定性分析图,并用算例进行了验算。     

单轴贯入试验与直剪试验抗剪强度参数关系的试验研究

利用单轴贯入试验和直剪试验,分别对不同含水量和不同干密度下压实黄土的抗剪性能进行了测定,并对两种方法所测得的抗剪强度指标进行了对比.结果表明:用贯入试验测得的c值与直剪试验测得的c值有较好的相关性,但是用贯入试验测得的ψ值与直剪试验测得的ψ值相关性很弱,快速表征道路工程材料的抗剪特性需要更深入的试验手段.     

等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理

为了更好地分析等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理的关系,利用BT500工业CT对等粒径混凝土试件进行了内部结构扫描,并利用图像处理技术进行了初步分析,再通过数值模拟技术分析了等粒径多孔水泥混凝土与传统多孔水泥混凝土组成和内部结构的区别,从微观角度对比、探讨了等粒径多孔水泥混凝土的破坏机理.分析表明:等粒径多孔水泥混凝土忽略了集料级配的嵌挤作用,通过提高水泥膜的厚度来完成集料之间的堆积,从而在确保空隙率的基础上提高强度;等粒径多孔水泥混凝土独特的内部结构使得其可以在获得大空隙率的前提下,具有较大的抗压强度的能力.同时考虑到空隙率大既有利于排水,又有利于抵抗拉应变,因此,等粒径多孔水泥混凝土的开发为解决高速公路重载条件下路面基层开裂奠定了基础.     

新型小曲线半径区段定位装置探索研究

普速铁路及城市轨道交通接触网通常需要在小曲线半径路段安装软定位装置。本文基于对接触网软定位的要求，列举了目前常用的3种软定位方式，分析了小曲线半径处使用软定位存在的问题，提出了一种既有弯曲外形又能限位的定位器即折角定位器，并通过现场安装试挂证明其设计的合理性。     

匈塞铁路接触网产品国产化研究

通过分析匈塞铁路接触网腕臂及定位装置中关键产品结构、材质、工艺等方面的特点，提出了适用于接触网零部件国产化的结构优化设计、原材料选型、生产工艺路线等解决方案。国产化后的产品满足EN 50119《铁路应用固定装置电气牵引架空接触网》标准及21717/2016/MAV《匈牙利国家铁路公司接触网设计与施工要求》等规范要求，为国产化产品进入欧盟市场奠定了坚实基础。     

重塑黄土黏弹特性试验研究与模型参数分析

讨论了20℃时,重塑黄土在3种加载应力下的单轴蠕变试验.采用Burgers模型对其黏弹性进行分析.利用Origin7.5软件对模型参数进行拟合,得到重塑黄土黏弹性本构方程的一般表达式.对比模型预测值与试验结果,并分析模型参数对蠕变过程的影响.结果表明,Burgers模型能较好地反映重塑黄土的黏弹特性,且应力-应变等时曲线表明重塑黄土的流变表现出较明显的非线性特征,而模型的弹性参数E1确定了蠕变过程的初始位置(t=0),弹性参数E2控制了第一阶段曲线范围,黏性系数η1确定了第二阶段蠕变曲线的斜率,黏性系数η2控制了第一阶段蠕变曲线弯曲程度.     

穿越运营地铁车站的基坑开挖及对周边环境影响的安全分析

以上海轨道交通9号线宜山路站换乘通道下穿轻轨3号线车站的基坑工程为背景,建立三维数值分析模型,对基坑施工进行全过程动态模拟。分析结果表明,计算结果与工程监测数据基本吻合,下穿轻轨车站的基坑开挖可引起上部车站结构的不均匀沉降。为保护上部车站结构,采用了全方位旋喷加固（MJS）的施工新工艺,首次在相对于桩基如此近距离的范围内把MJS法应用在既有地铁车站正下方进行施工,指出了地基加固体对基坑开挖产生的位移传递具有阻断作用。结合规范要求,在对基坑施工进行全过程动态模拟条件下,通过预测地表和基坑自身变形特征及最大值来分析和评价整个基坑开挖过程中基坑自身结构的安全性;同时为了评价基坑开挖对周边环境的影响,还对上部车站结构进行承载能力极限状态验算和正常使用极限状态验算,得出在相应位移约束条件下的安全状态。对比分析表明,在紧贴基坑地下连续墙的土体中进行二次加固及结构逆筑施工,可有效控制上部车站结构变形。     

盾构隧道结构健康评价的变形指标研究

选取隧道横向收敛变形和纵向不均匀沉降作为隧道结构健康评价的单项评价指标,提出了采用梁-弹簧模型计算管片纵缝接头处的内力,在此基础上采用精细化解析模型进一步分析纵缝接头力学特性,以纵缝接头张开量、螺栓屈服和管片裂缝值为控制依据,计算得到横向收敛指标;采用三维壳-弹簧模型,以环缝最大张开量为控制依据,计算得到不均匀沉降的曲率控制指标。将该研究应用于南京轨交10号线越江隧道工程,得到该隧道结构健康评价的变形控制指标。     

隧道排水诱发地下水位下降对地表植被影响的TSPAC分析方法

山岭隧道建设可能会改变周边地下水渗流场，严重时会疏干地下水，威胁地表植被生存。针对现有研究难以定量分析隧道排水对地表植被影响的问题，提出以土壤水基质势作为植被生存状态指标，建立隧道-土壤-植被-大气连续体（tunnel-soil-plant-atmosphere continuum, TSPAC）分析模型。通过Richards方程描述植被根系区的土壤水分运移，将大气、地下水渗流模型作为上下边界输入方程，计算植被根系区基质势分布，据此衡量植被凋萎过程并判断其生存状态。将该分析方法应用于大别山区明堂山隧道工程，分析隧道建设对地表植被的影响，结果表明： 1）植被根系区土壤水基质势对地下水位和大气变化的响应存在滞后性和非均匀性，植被凋萎是渐进、动态的过程； 2）大气条件在该区域对植被生存起控制性作用； 3）隧道建设引起的地下水位变化对周边地表植被影响较小，且对不同植被类型影响程度不一。TSPAC分析方法的创新性在于： 提出了物理概念明确、易于工程使用的植被生态危险状态判断指标与依据，在SPAC分析模型基础上引入隧道地下水渗流模型，将隧道排水的工程因素与环境因素相结合，分析隧道排水—地下水位下降—地表植被影响的整体过程，并在实际工程中进行应用，可为隧道建设的环境保护提供一种新思路。