复杂载荷下裂纹SIF计算的子模型技术

对船舶与海洋工程结构物进行疲劳评估,首先要通过子模型技术解决复杂应力场中裂纹应力强度因子(SIF)的计算问题。针对子模型技术实现过程繁杂且效率较低的问题,分别提出逐周分层法,转换矩阵法及映射划分法并基于VBA及APDL语言编写插件MPCarrangerV1.0,FEMcoortransferV1.0及CrackmapperV1.0,解决从Patran整体有限元模型到Ansys子模型时壳体单元间MPC创建低效、不同坐标系间节点位置转换困难及裂纹自由划分的局限性问题。基于DNV及ABS相关规范,以某B型LNG燃料舱的疲劳热点为例,对改进的子模型技术进行验证,结果表明经改进的子模型技术可成功施加合理边界条件并实现SIF的求解,可为子模型技术快速实现复杂载荷下裂纹SIF的准确计算提供参考。     

复杂外形潜水器的动力学建模

为建立复杂外形潜水器精确的动力学模型,并基于模型设计控制算法,本文以DOE HD2+2无人遥控潜水器(ROV)为对象,应用计算流体力学(CFD)粘流方法与面元法预测水动力系数.为提高计算速度,在保证计算精度的前提下,采用多面体网格,进行网格优化,减少了流体域的网格总数.由于ROV几何外形不对称,基于最小二乘法分段拟合了阻尼力/力矩与速度的曲线,建立了耦合的阻尼矩阵和附加质量矩阵.最后,基于CFD计算的水动力系数建立了Matlab Simulink动力学仿真模型,并通过水池操控实验对所建动力学模型进行了有效性验证.     

石混合地层浅埋隧道施工新技术

文章以某隧道穿越卵石混合地层为例,为解决该隧道施工过程中存在开挖严重、锚杆穿深困难、岩块连续下落等问题,提出了一种三台阶互补循环开挖方法,取代原有的CD法和CRD法,并优化了支护体系。结果表明,该方法减小了围岩扰动,提高了施工过程的安全性和结构的可靠性。新的开挖方法和优化的支护体系可以填补卵石混合层隧道设计与施工的空白,为今后此类隧道的施工提供参考。     

隧道叠交施工地层移动的数学模型

盾构隧道叠交施工有一个重要现象,即在没有欠挖或过量压浆等施工因素的影响下地面仍然会降起,对此作了解释,并提出了地面降起变形公式。将该公式和地面沉降的派克（Peck）公式进行叠加,给出了盾构隧道叠交施工地层移动的数学模型,其数值结果与现场测试结果基本一致。     

铁路隧道穿越岩溶群区施工控制技术研究

文章以渝(重庆)怀(怀化)铁路板桃隧道为工程背景,阐述了该隧道穿越DK215+650～DK216+105段岩溶群区的施工技术.为确保施工工期,施工中采取了"先绕行后处理"的原则,设置施工迂回导洞绕行岩溶区,并通过横通道与正线相连.针对岩溶区内不同的溶洞类型分别采取跨越、支顶、锚喷支护、浆砌片石回填等技术措施,同时根据暗河与溶洞内的水流大小及流向采取了诸如涵洞、小桥等设施或开凿泄水洞将水排出洞外,安全稳妥地通过了455 m岩溶群区.本工程取得的经验可供类似工程施工中借鉴.     

软弱地层管棚荷载传递作用分析

文章根据软弱地层浅埋暗挖工法的施工情况,建立了可用来分析管棚荷载传递作用的分析模型,该模型荷载明确,可考虑支护结构、土体与管棚的相互作用,同时,用增量法可考虑施工开挖过程.依据该模型着重对管棚荷载传递作用和主要影响因素进行的分析表明软弱地层开挖过程的释放荷载通过管棚作用主要传递到支护结构上;在支护体系中,管棚的承载能力不是体系的控制性因素;在管棚扩散荷载中,支护段和未开挖段承担扩散荷载的比值与支护结构刚度和地层基床系数比值的1/4次方成线性关系.     

基于BIM融合技术的复杂地质路段综合设计研究与应用

文章针对某高速公路古滑坡及岩溶隧道的综合设计难题,开展了激光雷达、实景三维及三维地质建模等BIM融合技术研究,对该工程复杂地质路段的古滑坡对象、岩溶隧道对象分别进行了三维实体建模,并开展了基于BIM的体系化技术应用,确保了复杂地质路段工程安全,取得了较好的应用效果.     

荷坳隧道四洞小净距段支护结构设计研究北大核心CSCD

多洞空间小净距隧道支护结构参数量化设计与安全性分析是当前设计中的一大难题。文章针对深圳机荷高速公路荷坳隧道四洞小净距段的设计,采用总安全系数法对四洞的开挖与支护模式、各洞的开挖顺序及支护参数进行了研究比较,并采用隧规荷载-结构法、增量法、地层-结构法对支护结构的安全系数进行了对比计算,得出以下结论:(1)提出了基于总安全系数法原理的多洞空间小净距隧道设计方法;(2)根据总安全系数法得出了荷坳隧道四洞小净距段应采用“先行洞二次衬砌完成后再开挖下一孔隧道”的开挖与支护模式,且应按洞1→洞2→洞3→洞4的开挖顺序施工;(3)隧规荷载-结构法、增量法、地层-结构法虽无法得出结构的总承载安全系数,但在一定程度上可以反应部分支护结构的安全性。     

淤泥地层铁路U型槽设计方案研究

为改善U型槽结构受力状况,保证铁路U型槽施工质量,结合淤泥地层铁路U型槽工程实例,通过模型计算等方式,对不同埋深下U型槽的受力情况进行分析,并结合计算结果,从结构设计、排水设计等方面,对U型槽设计要点进行分析,为相关工程提供参考。     

齐岳山隧道施工中物探与钻探的应用比较研究

在岩溶山区隧道工程的施工过程中,地质超前预报是重要的施工工序,以宜万铁路齐岳山隧道为例,研究了基于地震波理论的TSP203探测设备的应用方法和目前在国内外水平钻探领域功能最完善的RPD-150多功能地质钻机的应用方法;分析比较了地球物理探测和地质钻探方法在隧道地质超前预报中的特点,提出了岩溶山区隧道地质超前预报技术方法的应用原则.研究结果表明:TSP203地质预报系统探测、解译距离远,分辨率高,系统智能化程度高,数据记录基本采用自动记录系统,试验过程简单,对施工影响较小,但是整个系统数据记录与分析比较单一、公式化;RPD-150C多功能钻机系统具有探测准确、探测结果受外界影响小等优点,但是数据分析往往不能对有些数据和图形进行量化,只能作出定性的分析.从而得出结论,RPD-150C多功能钻机系统与TSP203地质预报系统有很大的互补性,综合两种手段,可以及时预测预报到大部分地质不良地段,为隧道工程的施工奠定基础.