基于有限单元法的隧道抗水压衬砌结构设计

研究目的：客运专线铁路隧道结构设计中往往会碰到水荷载作用计算难题，考虑抗水压衬砌结构设计仍然是隧道设计与研究热点之一。为检验隧道衬砌结构设计的安全性及防水性，有必要对抗水压衬砌设计结构进行内力计算。研究方法：针对金沙洲隧道特定地质条件和工程设计要求，采用基于有限单元法的荷载结构模型，对按围岩类别设计的3种隧道断面衬砌结构受力进行数值模拟。研究结果：研究得到了衬砌外水压力以及结构内力及分布特征，并验算了衬砌结构的安全系数。通过对计算结果分析验证，选出了各自围岩级别下合适的衬砌结构。研究结论：在全断面封闭排水的衬砌结构设计中，应着重考虑发挥混凝土的抗压性能；在富水区地下水头较大时。采用帷幕注浆法改善堵水圈的渗透系数，可有效降低衬砌的外水压力；选择仰拱外轮廓隅角半径、仰拱与曲边墙的连接处的半径以及仰拱厚度作为控制变量，可以改善衬砌结构受力特征。     

潜艇尾部可拆式非水密结构阻抗特性研究

根据潜艇防腐治理研究的需要，研究设计了潜艇尾部螺栓连接可拆式非水密结构，并采用有限元法与模型试验对比分析的方法对该结构进行了阻抗特性分析，同时研究了螺栓间距对结构阻抗特性的影响。研究结果表明，焊接改为螺栓连接对结构阻抗特性影响不大，螺栓间距的改变对结构阻抗特性的影响不明显。探讨了用有限元法进行动力分析时螺栓连接的模拟方法，为分析同类问题提供参考。     

沉管隧道干坞方案比选

随着我国沉管法修建隧道技术的发展,越来越多的水下隧道采用沉管法施工,而干坞是沉管隧道修建的重要因素之一。通过对移动干坞方案和三种固定干坞方案进行综合比较,论述不同干坞方案在不同环境中的适用性及其优缺点,以确定经济、合理的干坞方案。     

遂渝铁路无碴轨道工程技术创新研究与实践

2004年,铁道部决定建设遂渝铁路无碴轨道试验段,系统试验研究无碴轨道结构、轨道电气特性、扣件系统、路桥线下工程、100m长定尺钢轨铺设、无碴轨道施工及长期测试等关键技术,通过成区段铺设无碴轨道并进行实车试验,取得无碴轨道工程成套技术和科学数据。遂渝铁路无碴轨道试验段有目的地设计了CRST-I型平板式、框架型板式、纵连板式轨道和CRST-II型双块式无碴轨道等多种类型。试验段于2007年1月进行了实车试验,动车组试验最高速度232km/h,货物列车最高试验速度141km/h。这标志着我国铁路具有自主知识产权的无碴轨道试验段建设成功,并为我国客运专线无碴轨道技术再创新打下了基础。     

海洋工程钢结构腐蚀防护的研究进展

钢结构在海水中腐蚀损伤具有复杂性和多样性的特点,对其进行研究存在一定的挑战性。针对海洋工程装备的腐蚀问题,对钢结构在海水中的腐蚀机理、防腐寿命预测和评估进行概述。对比涂料防腐技术、金属涂层防腐技术、电化学防腐技术发现:国外有严格的国家环保法规,国内环保立法滞后,尤其涉及到高压低温环境中应用困难。     

基于统计能量法的船舶板架结构简化建模方法研究

统计能量法是解决复杂结构高频动力学问题的主要方法之一,限于其分析特性,过于细致化的建模会引发其计算量大、计算精度低等问题。针对典型的船体板架结构,提出基于统计能量法的船体板架结构简化建模方法,并结合数值计算加以验证。根据实际需求,提出简化建模的等效原则,给出多平板的简化建模方法;通过研究给出周期加筋板的简化建模方法;提出一种双层底结构的简化建模方法,并进行误差分析。     

减压条件下深水圆柱附近气泡的运动特性

为深入探究气泡与附近潜艇的相互作用规律,采用电火花气泡发生装置与高速摄像分析系统,在减压环境中对近似潜艇的深水圆柱周围不同位置的气泡进行研究。并以气泡通过圆柱结构中心的铅垂线为界的分类情况讨论深水圆柱周围气泡的动态变化。实验结果表明：圆柱结构附近的气泡的运动主要取决于气泡与圆柱结构间相对的攻角以及气泡质心到就近圆柱壁面的无量纲距离这两种因素的影响。在此基础上同时考虑减压环境中浮力的因素分析了浮力参数及攻角和爆距半径比对气泡第一周期运动时间和位移的影响,并总结圆柱下侧气泡不同爆距半径比下射流宽度的作用范围变化规律。研究结论为圆柱状的潜艇结构在水下受到攻击时的毁伤状态提供了参考。     

深中通道组合结构圆筒的围堰设计方案

深中通道西人工岛岸壁的主体结构由57个大直径（28 m）钢圆筒及副格形成止水围堰。钢圆筒的造价较高,而且在海水环境下,钢圆筒的耐腐蚀性较差、后期维护费用较高。设计一种钢材与钢筋混凝土组合结构的圆筒方案,取代钢结构圆筒,并对此结构的可靠性、施工可行性和经济性与钢圆筒进行对比。结果表明,组合结构圆筒方案总体可行、可靠性高、成本较低,可为类似工程提供借鉴。     

上海东大盈船闸工程结构设计优化与创新

航运枢纽二线船闸的平面布置常受枢纽现有建筑物、土地资源等限制而调整余地有限。以上海东大盈船闸工程为例,通过对周边环境条件、施工条件、环保要求、使用条件等多方面分析,指出原船闸工程结构方案设计的不足,并提出外河引航道采用高桩承台叉桩式驳岸结构、外河导流堤采用高桩墩台导流堤结构、闸室施工采用SWM工法基坑围护结构等优化方案,解决了空间受限、资源紧缺和环保压力等情况下建造二线船闸的技术难题。     

不规则波对透空有梁面板底部缓变作用的数值模拟

采用计算机数值模拟方法,在FLUENT软件计算平台上建立二维不规则波浪模型,对透空有梁面板结构底面受到的波浪缓变压力作用进行研究。通过模拟典型工况,采用低通滤波器方法提取上托力信号的缓变部分,将数值模拟结果和试验结果进行比较,验证模型的有效性。讨论波陡、超高和板宽各因素对缓变压力的影响,进而在模拟数据和已有成果基础上提出板底最大缓变压力的经验公式,为类似工程提供参考。