基于FlUent二次开发研究高速列车通过隧道时的瞬变压力

研究目的:针对采用通用CFD软件Fluent进行高速列车隧道空气动力学效应数值模拟中存在的问题,对 以Fluent为平台、利用VC 语言进行二次开发的一些关键性技术进行了研究。 研究方法:本文采用三维粘性、小等熵、可压缩、非定常流的Navier-Stokes方程,用有限体积法进行区域离 散,对高速列车通过隧道时隧道内和列车内外瞬变压力的变化进行了三维数值模拟。 研究结果:将隧道内瞬变压力的波动情况与列车的运行情况相结合,对此过程进行了详细的描述和解释。 研究结论:计算过程中,Fluent的命令流能灵活地实现CFD分析中的众多相关功能,为工程设计和研究提 供了有力的开发平台和分析工具。Fluent不仅具有完备的系统开放性,还可利用C语言编制自己的程序模块来 丰富其功能,在工程上有着非常广阔的应用前景。     

软弱混合岩粉砂质粘性土层中暗挖隧道施工技术

在软弱混合岩粉砂质粘性土层中暗挖施工地铁隧道,由于该土层的工程性质较差,呈软塑状,含水丰富,含砂率高,粘性很差,孔隙比达到0.9,自稳能力差,暴露后马上坍塌,自稳时间短,承载能力差,遇水后几分钟便软化崩解,触变性强,施工扰动易液化,导致隧道施工困难。在此,结合工程实践,开发了在此种土层中施工的经济合理方法,且能满足工期要求。施工前,进行地面加固、超前降水等措施;施工中,进行超前支护,提高每循环作业的施工速度和效率,每循环完毕,及时封闭掌子面。为类似地层的隧道施工提供参考。     

浅埋大跨度隧道的合理施工工法

采用平面弹塑性有限单元法研究浅埋大跨度隧道的合理施工工法。以实际施工中拟定的双侧壁导坑加拱部跳挖法为基础,采用开挖分步相同、开挖顺序不同的三种施工工法。工法一和工法二均先开挖左侧壁导坑,再开挖右侧壁导坑,工法一先开挖两边,再开挖中间,工法二先开挖中间,再开挖两边;工法三的左、右两侧导坑同时开挖,拱部土体先开挖中间、再开挖两边。对三种施工工法产生的地面沉降、洞周塑性区及洞周变形通过有限元数值模拟对比分析,认为工法三最为不利,工法一是最优的。但考虑现有施工条件工法二为实际施工过程中拟采用的工法,该工法引起的地面沉降最大值可控制在30mm以内,满足沉降控制及对周围环境保护的要求。研究认为:若地面有建筑物需要保护,应先开挖邻近建筑物一侧的导坑,拱部也应先开挖邻近建筑物一侧的土体。     

地铁盾构机掘进对周围环境影响的现场测试研究

研究目的:盾构机在城市地铁建设中得到了广泛的应用,但在盾构掘进过程中会引起地层损失,过大的地层损失,可导致较大的地面沉降,对地面建筑物、地下管线等设施产生不利影响甚至会导致破坏,引起较大的经济损失。为此,本文以南京地铁一号线为依托,对盾构掘进过程中引起的建筑物、地下管线位移以及引起的地下水位进行了现场测试,经过分析、总结,得到了盾构掘进对周围环境影响的规律性结论。在此基础上,从地层沉降与土仓压力、同步注浆量和出喳量的关系,探讨了地层沉降的控制措施。研究方法:对盾构掘进过程中所影响得到地下管线位移、建筑沉降、地下水位变化等进行现场实测,获取了有关现场测试数据,并对这些数据进行分析,得到可以供施工参考的有价值的结论。研究结论:调整、修正、合理匹配盾构掘进参数,建立有效土压平衡,确保同步注浆效果,是控制地层损失,减小地层变位的有效手段,是减少盾构掘进对周围环境影响的重要措施。     

混合编程在隧道地层变形时空统一预测中的应用

通过Java与MATLAB的混合编程,可以充分发挥它们各自的优势,使计算效率与开发效率得到统一。通过具体混合编程实例以及在盾构隧道地层变形时空统一预测中的运用,结果表明此混合编程技术功能强大,实现简单。     

盾构曲线段施工地表沉降监测与变形规律研究

研究直径 10． 0 m 的土压平衡式盾构机曲线 段的施工地表沉降变形规律。以北京地铁某盾构区间 曲率半径 Ｒ = 350 m 和 Ｒ = 354 m 两处曲线施工段为监 测对象,以几何水准测量为监测方法,通过对监测数据 的分析得到如下结论: 沉降变形主要经历前期沉降、盾 尾脱出后沉降、注浆隆起、稳定沉降、后期沉降 5 个阶 段,最终变形值分布包络图近似呈偏正态分布,对称轴 线偏于曲线内侧。     

高压富水砂卵石地层盾构隧道管片选型与应用研究

针对高压富水砂卵石地层盾构隧道管片选型 中遇到的一系列关键技术问题,通过类比分析,确定管 片衬砌形式、限界与隧道净空、管片环宽与分块方式; 通过论证分析与技术经济比较,确定管片厚度、拼装方 式、接缝断面构造形式; 通过理论解析,对管片接缝密 封材料的抗水压能力进行分析,验证双道止水装置的 合理性; 利用数值计算,对全线盾构区间管片配筋进行 计算与分类,并给出相应的配筋方案; 通过单、双层衬 砌的内力比较,发现双层衬砌会导致管片弯矩增大、轴 力减小,管片安全系数降低,说明单层衬砌是合理的。 研究结论可为类似条件下的盾构隧道管片选型提供借 鉴与参考。     

地铁隧道通风系统火灾排烟模式的风速试验

本文结合深圳地铁龙华线的实际情况,模拟在实际运营的情况下,区间隧道同时存在3列列车在同一区间隧道内情况下,隧道通风系统能否在火灾工况下火灾模式通风;测试火灾工况下区间隧道排烟系统的排烟效果,并对区间隧道火灾排烟风速测试结果进行了分析,并提出了有关结论,文章对工程设计与管理提供参考和借鉴。     

单向非贯通节理岩体滚刀破岩 特性离散元模拟

相较于贯通节理,岩桥的存在使非贯通节理岩体受力破坏过程更加复杂。为探明其对破岩影响,通过采 用 PFC2D建立单向非贯通节理岩体滚刀破岩离散元模型,研究岩桥长度和倾角对岩体破碎模式、法向力、裂纹数 量及比能耗等参数的影响,揭示非贯通节理岩体滚刀破岩特性。研究发现：岩体以张拉破坏为主,节理对裂 纹扩展的“导向作用”明显,裂纹扩展方向总是趋向于和其距离最近的节理;竖向应力水平随节理倾角增加呈现 先增大后减小的趋势,在 45°倾角下达到最大值,应力区形状受到节理位置影响,两者具有一致性;完整岩体法 向力均值和峰值均大于节理岩体,节理对于破岩过程具有明显的促进作用;0°、60°、90°节理倾角下的比能耗值 明显低于其他节理组合,60°倾角下呈减小趋势,在岩桥长度为 25 mm 时取得最小值;0°、90°倾角下呈先减小后 增大趋势,在岩桥长度为 15 mm 时取得最小值。     

朔黄铁路隧道防灾监控及应急通信系统的应用

为保证铁路安全运输,有必要进行沿线隧道特别是长大隧道的防灾监控及应急通信系统的建设。以朔黄铁路长梁山隧道为例,介绍隧道防灾监控及应急通信系统的结构、组成及应用。