浅埋隧道全断面开挖适应性研究

由于IV级围岩开挖易发生松散变形、V级围岩自稳定性差等特点,选择正确的围岩开挖方法是影响浅埋隧道开挖稳定性、施工安全和工程进度的关键。本文以胜利隧道为依托,利用FLAC3D建立三维有限元模型进行围岩开挖适应性分析。研究结果表明：全断面法开挖完成后拱脚周边最大主应力达到10.79 MPa,相比台阶法提升了26%;隧道初支受力最大处位于拱腰,全断面法相比台阶法从8.56 MPa增长到了10.79 MPa,衬砌受力有所增长,但未达到混凝土C25和钢拱架的极限强度。胜利隧道赋存条件简单、埋深较浅,IV级围岩具备全断面开挖的基本条件,采用全断面开挖机械化程度大大提高,可加快施工进度,节约工期和成本,同时全断面法会减少开挖对围岩扰动次数,这更符合相对完整IV级围岩的开挖方式,有利于施工安全。     

CDI/MCDI法海水淡化过程多物理场模拟及对比分析

针对电容法/膜电容法(CDI/MCDI)2种海水淡化过程,耦合求解质量、动量、电荷守恒方程多孔达西渗流,并结合吸附动力学方程,建立CDI和MCDI法海水淡化过程的三维瞬态多物理场耦合分析模型。在验证所建分析模型可靠性基础后,开展CDI和MCDI单元内完整“吸附-脱附”过程的模拟,分析CDI和MCDI脱盐过程中内部多物理场耦合作用机制,揭示CDI与MCDI两种海水淡化过程的规律及差异。最终结果表明：离子交换膜的存在,使得MCDI单元内流速及浓度分布规律与CDI单元存在一定差异;离子交换膜可有效防止共离子排斥效应并抑制“二次吸附”,使得MCDI单元的吸附及脱附效率优于CDI单元。     

大断面暗挖车站施工工法优化比选研究

通过对深圳地铁8号线一期工程深外高中站2种大断面暗挖法(即九步开挖的双侧壁法和台阶法)不同的施工工序进行数值模拟模型比选分析,选择能够较好适应车站不同的地质条件,满足安全施工的施工工序,为现场施工提供指导。结合施工监测数据可知,施工过程的拱顶沉降和水平收敛实测值与数值模拟计算所得的结果较为接近,从而验证数值模拟的合理性,以及2种方法施工工序的地质条件适应性。     

软弱地层环境下地铁盾构下穿铁路框架桥影响分析及应对措施

文章以杭州地铁 9 号线一期工程下穿沪杭铁路框架桥为背景,建立盾构下穿施工三维数值模型,分析软弱地层环境下地铁盾构隧道下穿施工对铁路框架桥的影响,提出多种确保铁路安全运营应对措施。施工过程中通过现场监测得出的数值分析表明,盾构隧道下穿施工中铁路框架桥最大沉降量为 6.72 mm;进行洞内注浆加固后,最大沉降量降为 4.76 mm;这说明在软弱地层环境下及时进行洞内注浆对抑制铁路框架桥的沉降变形具有显著效果。监测结果还表明,盾构右线施工对框架桥沉降变形的影响大于左线,且铁路框架桥最大沉降达到 6.9 mm;采取应对措施及时进行洞内二次注浆,可有效控制框架桥的持续沉降变形,使铁路框架桥处于安全可控状态。     

新建建筑上跨施工对浅埋大断面隧道结构的安全影响研究

浅埋大断面隧道上方新建建筑附加荷载通过围岩传递至隧道结构,会增大隧道衬砌内力,影响隧道运营安全。囿于边界条件、围岩性质、荷载分布等众多影响因素,附加荷载在浅埋大断面隧道围岩中的传递规律复杂,最终作用于衬砌结构的附加荷载难以确定,在此前提下,如何合理评估附加荷载对隧道结构的作用仍是工程实践中的重要课题。以某建筑扩建工程为背景,提出一种基于应力扩散原理并结合数值模拟用于分析新建建筑对下方浅埋大断面隧道结构影响的新方法。建立“地层—结构”模型从应力扩散角度研究地表建筑荷载作用下附加应力随深度的变化规律,得出应力扩散角范围;运用“荷载—结构”模型结合零阶优化算法研究附加应力扩散角与隧道二次衬砌安全系数、最大裂缝宽度之间的关系;综合分析评估得到在新建建筑荷载作用下浅埋大断面隧道结构的安全性能。工程实践结果表明：新建建筑施工期间下方隧道结构安全稳定,与评估结论一致,监控量测沉降值与计算结果吻合,隧道运营期间衬砌工作状态良好,无新增结构裂缝,符合设计预期。所提出的分析方法概念清晰,流程简洁,结果合理、可靠,对类似工程的设计、施工具有参考价值。     

高铁隧道下穿采空区围岩稳定性及安全距离研究

目前国内对隧道工程穿越采空区的修建研究仍比较分散,尤其是大断面的高速铁路隧道下穿采空区的研究。为了提高高铁隧道下穿采空区工程的质量,以太焦高速铁路皇后岭隧道为例,研究大断面高速铁路隧道近距离下穿采空区隧道开挖对采空区及周边围岩的稳定性影响,同时通过数值模拟研究隧道在不同间距下下穿采空区的两者的相互影响,得到隧道从采空区下方2倍以上洞径下距离穿越时,隧道与采空区不会造成相互的不良影响,对于今后大断面高铁隧道下穿采空区具有一定的指导意义。     

山区公路高边坡稳定性分析及施工质量控制措施

为提高山区公路工程建设水平,首先总结高边坡稳定性影响因素,随后分别探讨高边坡稳定性的定性分析和计算方法,最后以某山区公路施工过程中遇到高边坡坍塌、变更设计后开挖形成的高边坡为研究对象,利用有限元软件FLAC3D建立计算模型,计算天然状态和降雨工况下膨胀土路基边坡安全系数变化规律,结果表明预应力锚索框架梁加固后的高边坡安全性满足规范要求,设计变更方案合理可行。     

细水雾和纵向通风耦合作用对隧道火灾影响的数值模拟

针对公路隧道细水雾自动消防系统,使用FDS软件建立了全尺寸模型;设置火源功率为20 MW,在细水雾和不同纵向通风耦合作用下对隧道火灾的排烟降温效果进行了研究。研究结果表明：无细水雾时,随着风速加快,火源上方和下游10 m处温度降低,但火源下游5 m处温度升高;无纵向风时,细水雾降低温度效果有限,且开启细水雾后温度波动较大;在细水雾和纵向通风共同作用下,火源上方和下游10 m处的温度可得到较好控制,但火源下游5 m处稍低位置的温度呈升高趋势(风速为2 m/s);当纵向风速为2 m/s时,细水雾使烟气下沉到火源下游5 m附近。     

二维弧形一致黏弹性边界单元适用性问题研究

基于黏弹性人工边界单元理论,改变了传统的平直人工边界,提出一种采用二维弧形一致黏弹性边界单元模拟半无限域人工边界的全新思路。通过算例,详细介绍了其建立思路及其在有限元软件中设置的具体流程,并对二维弧形一致黏弹性边界单元模型的可靠性进行验算;同时,深入讨论了输入震源频域、介质的弹性常数和单元厚度对计算结果的影响,并给出了二维弧形一致黏弹性边界单元的适用范围。结果表明,该单元的精度和稳定性均优于普通黏弹性边界单元,而且其使用起来更为简便。     

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性,在最佳系缆方式未知的情况下,通过约束船舶横荡、纵荡、艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用,建立系泊船简化模型.在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上,对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟,分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律.结果表明:随着水流流速的增大...