锁脚锚杆作用机理及其在厦门翔安隧道中的应用研究

在系统研究锁脚锚杆作用机理的基础上，结合厦门海底隧道软弱破碎围岩地段锁脚锚杆的实际施工状况，建立锁脚锚杆力学分析模型，考虑锁脚锚杆在不同打入角度、有无注浆、设置垫块与否等因素，对拱顶下沉量进行数值模拟，并结合现场监测，对工作面开挖扰动区应力、位移场进行分析，系统地研究了锁脚锚杆受力和变形规律。据此分析了各影响因素与拱顶沉降的关系，优化锁脚锚杆的设计和施工方法。     

溶洞的存在对隧道开挖影响的数值分析

以白须公1号隧道为背景,运用有限元程序MIDAS/GTS模拟了隧道穿过特大溶洞时分台阶开挖的施工过程,分析了隧道在有溶洞条件下的施工力学行为,为关键部位加强支护提供理论依据。分析结果表明：该溶洞围岩自承能力较好,隧道衬砌连接处会出现应力集中,施工过程中要确保支护结构的整体稳定。     

水下结构声辐射时域数值分析法研究

采用有限元和无限元相结合的方法，对水下加筋圆柱壳结构的声辐射进行了数值计算。首先利用ANSYS软件建立声振模型，并在时域内计算流固耦合振动，给出可用于声学分析的数据文件；再利用SYSNOISE软件采用无限元法在时域内计算辐射声场，并将计算结果与实验值进行了对比。结果表明，提出的在时域内进行水下结构声辐射的计算是切实可行的，为水下结构声辐射仿真研究提供了新的方法。     

沉管结构预制阶段裂缝控制参数影响分析

混凝土沉管隧道在越江和跨海工程中得到了较广的应用,预制方法从传统的干坞法预制发展为工厂法预制。沉管隧道的混凝土管节在工厂化预制阶段容易因温度梯度、收缩以及约束等原因出现危害性裂缝,影响沉管结构的正常使用和长期耐久性。采用数值仿真和试验研究相结合的方法,基于水化度方法建立了混凝土材料模型,综合考虑混凝土温度变形、自收缩和徐变等时变体积变形以及热-力学边界条件;针对沉管工厂化预制的各个阶段,对配合比、入模温度、养护环境温度、模板、拆模时间、养护时间以及保温养护措施等参数进行了对比分析;在温度场和应力场计算结果基础上,以开裂风险指数为主要判断依据,得到了沉管在预制过程中裂缝控制的关键影响因素。研究结果表明:工厂化预制沉管隧道混凝土管节的入模温度和养护温度是沉管结构预制各阶段的关键裂缝控制影响因素,两者之间的关系对沉管结构的裂缝控制有直接影响,入模温度较高时,可以通过提高养护温度来保证沉管开裂风险指数大于1.4。在冬季时,养护温度的提高使沉管有较好的保温效果,进而降低内外温差和开裂风险;但在夏季还需注意控制其内部最高温度。最后开展足尺节段温控试验,提出入模温度和养护温度的控制措施,并通过温度监测得到较高环境温度下的温度控制指标,以指导工厂化混凝土沉管预制阶段裂缝控制。     

秤杆碛边滩采砂对嘉陵江河道影响研究

秤杆碛是嘉陵江上一大型的卵砾石边滩,在实地勘测秤杆碛河段基础上提出多个采砂方案.通过物理模型研究该河段卵石输移规律,建立采砂河段贴体正交坐标系下的平面二维水流数学模型,并利用该模型研究嘉陵江秤杆碛边滩采砂后河道水流条件的变化.结果表明,采砂对河床演变、通航、河道行洪以及涉河工程的影响很小.     

SMS水动力学软件

简要介绍了水动力学软件SMS的基本功能,并用简单实例对其前后处理功能做了展示。     

水闸坞式结构的计算及数值模拟

坞式结构整体工程安全性的结构分析通过常规计算手段已经较为成熟,但缺乏综合所有外界条件对其中特殊节点的详细影响分析。为此采用Sap2000系列软件对坞式结构进行整体三维计算和二维简化计算,并与常规计算手段进行对比验证,以便为日后通过有限元方法有效分析该结构做准备。     

基于数值模拟的木拱廊桥洪水响应分析

近年来,木拱廊桥抗洪防灾方面的研究多基于水毁案例的经验总结来提出宏观维护策略,缺乏对于洪水荷载与廊桥结构受力的量化分析。因此,提出了基于计算流体动力学(CFD)与有限元方法的木拱廊桥抗洪安全性能分析方法,研究不同洪水频率下的荷载分布规律,并对桥体拱架的洪水响应及结构安全进行量化评估,为木拱廊桥预防洪水和安全监控提供参考依据。结果表明:受洪水荷载的作用,杆件上的水平力沿水深方向呈线性分布,竖向力呈均匀分布;主拱结构产生形变,迎水面向河内挤压,背水面向两岸拉伸,上部结构朝水流方向倾斜;主拱上背水面的端平苗受拉力作用,易脱开节点导致桥面塌落,基础的摩擦系数和土体抗剪性能决定了支座的稳定,是影响廊桥整体结构抗洪安全性能的关键因素。     

复杂施工空间条件下砂卵石地层联合降水控制

以成都地铁5号线中医大地铁站为切入点,地质情况复杂、异形深基坑开挖施工困难情况下,如何保证深基坑在干燥环境下施工和车站结构不发生渗漏是本工程的重点。通过理论分析和数值模拟方法,作出深基坑开挖前降水周边建筑的沉降云图,研究成都地铁中医大车站深基坑降水对周围环境的影响程度。针对性进行了复杂施工条件下深基坑降水对线路的影响分析及降水控制计算,得出了复杂施工空间条件下工程降水引起底面沉降的原因及联合降水控制方法,可为今后类似工程的施工提供借鉴。     

基于细-宏观数据交互的桥梁水毁数值仿真

为精细化探究桥梁水毁倒塌机理，基于计算流体力学与泥沙动力学数值仿真，得到桥梁冲刷形态演变与波流力时程数据，构建桥梁水毁全过程的连续倒塌数值模型；通过开发细-宏观数据交互接口，将冲刷所致边界条件改变与波流力对桥梁结构作用效应实时传递至结构域桥梁连续倒塌数值模型，高精度连续仿真冲刷发展与波流力作用下桥梁水毁全程力学响应与结构形态演化；最后，通过河源东江大桥倒塌案例分析，验证该仿真方法与数据交互接口的正确性和有效性。结果表明：河源东江大桥连续倒塌可能由冲刷掏空基础后倾斜、拱脚薄弱节点失效以及非制动墩承受不平衡水平推力所致；所提出的仿真方法可实现冲刷仿真、波流力计算与结构倒塌分析的同步交互实施，可为从水文源头探究桥梁水毁失效机理与倒塌模式提供精准高效的分析工具，为桥梁抗水设计、评估以及未来规范修订提供理论基础与技术手段。