明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析

为研究深基坑开挖过程中钢支撑轴力的变化情况,以沈阳市南北快速干线隧道深17.8 m基坑工程支护体系中横向钢支撑为研究对象,对基坑开挖过程中的轴力变化值进行现场实时监测,并采用有限元软件MIDAS/GTS对不同工况下的钢支撑轴力进行模拟研究,得出各道钢支撑的轴力云图及变化规律。结果表明： 1）随着基坑开挖深度的增加,坑壁主动土压力逐渐增大,使得每道钢支撑轴力在短期内均呈线性增长趋势; 2）同一断面钢支撑全部架设完成后轴力有所衰减,其原因之一是连续墙后的土体发生了流变现象,使得土体应力重新分配并达到新的平衡。     

隧道“关门”塌方原因的力学分析及预防对策

为向施工技术管理人员解释隧道初期支护随施工的应力变化规律,进而找出发生“关门”塌方的原因,首先说明“关门”塌方发生时的施工状况,一般采取钢架+锁脚锚杆+喷射混凝土的支护结构,塌方时松散荷载已形成; 然后按荷载-结构模型,在初期支护承担全部设计荷载的条件下,通过施工三台阶法对上、中、下3个断面采取结构力学力法分别进行内力计算及承载能力分析。结果表明: 在围岩完全松散的极限情况下,上台阶绝对安全,中台阶基本安全,下台阶开挖尤其是仰拱开挖时塌方的风险极高。针对上述问题提出预防“关门”塌方的相应对策。结论认为采取钢架+锁脚锚杆+喷射混凝土的支护形式,支护结构处于极限应力平衡状态,很容易破坏而造成隧道坍塌。     

承担全部设计荷载的隧道初期支护的设计计算方法

针对当前隧道初期支护设计存在不能承担全部设计荷载、以初期支护仰拱闭合的有利结构而不是以仰拱未闭合的最不利结构为最终设计目标而造成结构存在安全隐患以及给不出锚杆锚固力设计值和现场围岩变形很大使得采用岩体力学进行设计初期支护不具备条件的问题,提出按照“荷载-结构”的计算模型,采取结构力学力法对隧道初期支护承担全部设计荷载、对应施工“三台阶”法、对型钢钢架和喷射混凝土按变形协调条件确定各自承担荷载的比例系数、就钢架和喷射混凝土承载能力分别进行计算分析,明确在各部施工时对喷射混凝土强度以及锚杆的锚固力的要求。计算结果表明： 1）采取除中心夹角60°范围外其余均匀布置分布锚杆、采用“型钢钢架+分布锚杆+喷射混凝土”支护型式的隧道初期支护完全具有承担全部设计荷载的能力,且仰拱开挖不会威胁支护的稳定; 2）应将锚杆作为支护结构的链杆支座来确定锚杆锚固力; 3）锚杆和喷射混凝土3 h的强度对支护结构的承载能力影响很大。     

Locomotive dynamic performance under traction/braking conditions considering effect of gear transmissions

Traction or braking operations are usually applied to trains or locomotives for acceleration, speed adjustment, and stopping. During these operations, gear transmission equipment plays a very significant role in the delivery of traction or electrical braking power. Failures of the gear transmissions are likely to cause power loses and even threaten the operation safety of the train. Its dynamic performance is closely related to the normal operation and service safety of the entire train, especially under some emergency braking conditions. In this paper, a locomotive–track coupled vertical–longitudinal dynamics model is employed with considering the dynamic action from the gear transmissions. This dynamics model enables the detailed analysis and more practical simulation on the characteristics of power transmission path, namely motor–gear transmission–wheelset–longitudinal motion of locomotive, especially for traction or braking conditions. Multi-excitation sources, such as time-varying mesh stiffness and nonlinear wheel–rail contact excitations, are considered in this study. This dynamics model is then validated by comparing the simulated results with the experimental test results under braking conditions. The calculated results indicate that involvement of gear transmission could reveal the load reduction of the wheelset due to transmitted forces. Vibrations of the wheelset and the motor are dominated by variation of the gear dynamic mesh forces in the low speed range and by rail geometric irregularity in the higher speed range. Rail vertical geometric irregularity could also cause wheelset longitudinal vibrations, and do modulations to the gear dynamic mesh forces. Besides, the hauling weight has little effect on the locomotive vibrations and the dynamic mesh forces of the gear transmissions for both traction and braking conditions under the same running speed.     

风浪流作用下单船艏艉锚泊允许波高的试验研究

研究风浪、浪流和风浪流联合作用对275HP拖网渔船单船艏艉双锚锚泊时锚泊力和运动量的影响。试验结果表明,风浪作用下的锚泊力和横摇角度均大于纯浪作用的情况;流速小于1.0 m/s时浪流作用下的锚泊力大于纯浪作用的情况,而横摇角度则略小于纯浪作用的结果;风浪流联合作用下的艏艉拉力均大于风浪或浪流作用下的拉力值。由于渔船艏艉受风和受流面积的区别,导致艏拉力时流的影响较大,而艉拉力时则风的影响较大。由于流作用时渔船具有的初始横摇角度对其运动具有抑制,从而风浪流联合作用时的横摇角度要略低于风浪作用下的角度值。在本次试验范围内,当港内同时有10级左右风和小于1.0 m/s流速的流共同作用时,建议允许有效波高取0.6 m比较合适。     

关于双浮筒系泊设计的探讨

随着近岸港口岸线的日益饱和,码头建设逐步向着条件较恶劣的深水地区发展。双浮筒系泊作业作为一种在复杂的外界环境荷载作用下可行的作业方式,已经不断应用到一些工程项目中。目前由于国内的港口工程规范对于风浪流共同作用下系缆力计算尚没有明确的规定,也没有计算公式,笔者结合港口工程规范中的计算公式和OPTIMOOR软件进行计算,对计算结果进行比对,对双浮筒系泊设计的相关计算进行总结,以供类似工程参考。     

亚临界区雷诺数下电磁力控制圆柱绕流场特性研究

采用脱体涡模拟方法对弱电解质中电磁力作用下圆柱绕流场及其升阻力特性进行了数值模拟与分析。研究结果表明,在亚临界区雷诺数下电磁力可以提高圆柱体边界层内的流体动能,延缓圆柱体近壁面流动分离,减弱绕流场中流向和展向大尺度涡的强度,减小圆柱体阻力及其升力脉动幅值;当电磁力作用参数大于某个临界值后,流动分离角消失,在圆柱体尾部产生射流现象,电磁力产生净推力作用,出现负阻力现象,而且升力脉动幅值显著减小且接近于零。     

基于Ansys的盘式永磁同步电动机的仿真和试验

采用8对极18槽的单盘盘式电机为实验原型,在试验台上测出其能带动的最大负载,定子绕组的最大电流等,并用Ansys公司的RMxprt和Maxwell 3D模型建立永磁同步电机模型,给予电机以电流激励,构建一个完整的仿真系统。通过对PMSM模型的有限元分析,得出反电势曲线,以及随时间变化的输出转矩曲线及电流密度的分布情况。并将仿真结果与试验测试结果相比较。对比结果给盘式PMSM的优化设计及进一步研究提供了依据。     

钻孔灌注桩施工对邻近地铁隧道的影响分析

采用数值模拟方法,分析钻孔灌注桩施工对邻近苏州轨道交通一号线区间隧道产生的影响。结果表明:钻孔灌注桩在钻孔时对隧道结构的影响较小,浇注混凝土时对隧道结构的影响较大;桩基施工过程中,隧道的竖向变形较水平变形小。总体上,钻孔灌注桩施工对苏州轨道交通一号线区间隧道的影响较小。     

跨既有线大跨度曲线梁桥平转牵引力和摩阻系数测试分析研究

在大跨度曲线梁桥平转施工中,发现按照常规计算公式计算的理论牵引力和摩阻系数与实测数据存在较大的偏差,为解决这一问题,有必要进行针对性的牵引力和摩阻系数测试分析研究。通过对不同结构支撑形式及转体形式建立相应的数学模型,进行公式推导和计算,并与实测数据进行比较分析,归纳总结出准确可靠且易于今后工程采纳的牵引力计算方法。同时对转体桥球铰安装施工提出合理化建议。