基于角速率匹配法的船体变形实船测量技术研究

针对船体变形测量技术大多处于理论仿真的局限性,提出了基于实船试验的船体变形测量技术,考虑到测量速度的需要及静态变形角缓慢变化的特征,推导了基于角速率匹配法"准静态"模型。采用Kalman滤波技术对Mochalov模型和"准静态"模型下的变形角进行了估计,从实船试验的角度验证了船体变形的产生原因,拓展了"准静态"模型适用范围,进一步分析了舵操作对船体变形角的影响。试验结果表明,"准静态"变形角对缓变静态变形角跟踪效果良好,提高了静态变形角的测量精度,为光纤陀螺船体变形测量技术的实际应用奠定了坚实的基础。     

钛合金大型环件热辗扩成形中的力能参数研究

准确确定辗扩力和辗扩力矩(统称为力能参数)是大型环件热辗扩模具设计和设备选择的重要依据。采用热力耦合三维弹塑性显式有限元法,从变形区当量形状参数角度,研究并揭示了工艺参数对钛合金大型环件热辗扩成形中力能参数的影响效应。结果表明:增大驱动辊转速n_1或环件初始温度T_0均有利于力能参数的减小和环件咬入变形区。     

基于试验的型材冷弯成形线型特征研究

船舶型材冷弯成形加工过程中,逐段进给弯曲加工方式下塑性变形区的成形线型对于整体加工质量和效率的提高具有重要意义.针对成形线型的特点,采用正交多项式最小二乘拟合方法,分别拟合成形线型中的直线和曲线部分,分析两部分线型的特征.进一步,采用椭圆和抛物线逼近线型的曲线段,分析塑性变形区的线型特征,取得了有意义的结论.     

Experimental and numerical analysis of a tanker side panel laterally punched by a knife edge indenter

The paper presents finite element simulations of a small-scale stiffened plate specimen quasi-statically punched at the mid-span by a rigid indenter, in order to examine its energy absorbing mechanisms and fracture. The specimen, scaled from a tanker side panel, is limited by one span between the web frames and the stringers. The paper provides practical information to estimate the extent of structural damage within ship side panels during collision accidents. Moreover, the results of this investigation should have relevance to evaluate grounding scenarios in which the bottom sustains local penetration. This is possible since the structural arrangement of the double hull and the double bottom of tanker vessels is very similar. The experimentally obtained force–displacement response and shape of the deformation show good agreement with the simulations performed by the explicit LS-DYNA finite element solver. The numerical analysis includes aspects of particular relevance to the behaviour of ship structures subjected to accidental loads which could give rise to difficulties in interpreting finite element calculations. In particular, the paper comments on the material nonlinearities, the importance of specifying the precise boundary conditions and the joining details of the structure. The considerable practical importance of these aspects has been the focus of attention in previous publications of the authors which evaluate the experimental-numerical impact response of simple ship structural components, such as beams and plates. Therefore, this paper uses the definitions proposed in those references to evaluate its applicability in the scaled tanker side panel, as an example of a more complex ship structure.     

北京地铁隧道地表横向沉降槽参数分析

为解决北京地铁隧道施工不同影响区划分和影响范围确定的不准确问题,对北京地区13 条地铁线路、903 份隧道工程的地表横向沉降槽资料进行分析,根据施工方法和地层条件的不同,分别对盾构法和矿山法施工隧道在黏性土地层、砂卵石地层等区域的沉降槽Peck 公式拟合参数进行统计分析,得出地层损失率和宽度参数的分布形态、相关统计值以及与隧道相对埋深的相关性。研究结果表明: 1)地层损失率和宽度参数的数理统计结果可以很好地指导北京及类似地层条件的城市地铁隧道工程影响区划分和影响范围的确定; 2)施工方法和地层条件是影响地铁隧道周围地层变形的重要因素,工程地表变形控制应注重相关研究; 3)建议各地深入开展地铁隧道沉降槽的拟合分析研究,为隧道工程影响区划分和影响范围确定提供科学依据。     

外海沉管浮运安装作业窗口管理及工艺计划研究

沉管出坞浮运安装是港珠澳大桥岛隧工程中的关键性工程,也是一个连续的、不间断的施工过程。为了降低施工风险,结合船机设备能力,提出作业窗口管理系统,针对每步施工工序提出针对性的作业限制条件,以此寻找最佳的作业时期。潮汐条件是作业窗口因素中的关键因素,根据潮汐预报数编制24~36 h连续的浮运安装工艺计划,选择在最优的水文气象条件下,按照作业窗口管理系统严格按照计划进行作业。经过33节沉管浮运安装的现场验证,浮运安装作业窗口管理系统满足项目要求,有效保障了浮运安装安全,有效降低了施工风险和成本。     

桃树坪隧道穿越富水粉细砂地层塌方处治施工技术

兰渝铁路桃树坪隧道为Ⅰ级铁路双线隧道,穿越上第三系富水粉细砂地层,由于粉细砂层成岩作用差,遇水呈流塑状自稳性变差,隧道施工困难,极易发生塌方,塌方处治难度极大,安全风险极高。为解决富水粉细砂层隧道塌方后砂层松散、流动性强、无自稳、塌方处治困难等一系列问题,确保安全快速通过塌方段,以桃树坪隧道3#斜井正洞塌方处治为工程实例,就如何采用 “真空降水+双层大管棚+小管棚+双侧壁法”有效处治富水粉细砂层隧道塌方进行详细论述与总结,成功案例可为类似工程施工提供一定的技术参考和经验借鉴。     

特大跨黄土隧道设计施工技术要点探讨

针对特大跨度黄土隧道设计和施工过程中遇到的问题,结合工程实例,重点探讨洞口高边坡防护、快速掘进、下穿建（构）筑物措施、洞内变形控制、地表陷穴回填以及地表裂缝处理等技术要点,得到以下主要结论： 对于黄土隧道的进洞方案,可根据实际情况进行灵活选择,如果“早进洞”存在风险时,也可选择高刷方进洞方案; 三台阶七步法快速掘进不宜一味追求进尺,优化施工组织,加强工序衔接,实现短进尺、快循环才是关键; 黄土隧道的沉降可以通过采取分部开挖、加强超前支护、减小开挖进尺和及时封闭仰拱等措施进行有效控制; 黄土陷穴采用三七灰土、沙泥浆回填措施是可靠的; 隧道浅埋段地表裂缝不易避免,但可通过洞内控制措施来减小其规模,对于已经出现的裂缝,应及时处理。     

复合地层中超大直径泥水盾构施工开挖面泥水压力确定方法研究

在超大直径泥水盾构施工中,泥水压力的控制是保证开挖面稳定的关键。依托正在新建的上海北横通道工程,利用三维数值分析方法,总结出适用于软土复合地层超大直径泥水盾构施工的开挖面泥水压力确定方法,并根据北横通道现场实测数据对该方法进行对比分析。研究结果显示: 1）超大直径泥水盾构泥水压力最佳平衡计算点位主要与土层厚度比和上下土层有效内摩擦角差值有关; 2）在近似均一地层中可以取盾构中心点作为平衡点位,这与以往工程经验相吻合; 3）复合地层中可通过理论计算确定最佳平衡计算点位。     

大断面矩形土压平衡式顶管上跨施工对运营地铁隧道变形的影响分析

以川大停车场下穿人民南路地下人行通道矩形顶管隧道工程为依托,采用数值模拟方法对大断面矩形土压平衡式顶管隧道上跨地铁运营区间隧道所引起的地铁隧道变形进行全过程分析研究,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证模型的合理性。主要结论如下： 1）顶管法隧道上跨施工引发的既有地铁隧道竖向变形受前期掌子面支护压力影响较大,随着开挖面的推进,开挖卸载效应逐渐占据主导地位; 2）地铁隧道横向位移受顶管隧道掌子面支护压力和开挖卸载效应的共同影响,且地铁隧道管片衬砌上半断面的横向位移对掌子面支护压力极为敏感。