西安至平凉线永寿梁越岭地区综合线路方案研究

结合新建铁路西安至平凉线永寿梁越岭地区线路方案研究工程实践,针对新建铁路西安至平凉线黄土沟谷纵横、强烈下切、岸坡坍塌、陷穴分布广、且多呈坡陡谷深的黄土"V"形谷的特殊地形条件,以及以黄土滑坡为主的不良地质广为分布、规模大、危害重的特殊地质条件,首先根据线路基本走向和主要技术标准,在进行大面积区域地质调查和地质勘探基础上,结合区域内自然特征、环境敏感点等,选择合理的越岭垭口;在此基础上,结合地形、地质条件,系统、全面分析控制线路方案的主要因素,从线路技术条件、越岭主隧道长度及工程施工条件、工程可靠性及环境影响、工程经济性等多方面比选,选择合理的越岭隧道方案。     

经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化

采用巴西劈裂法制成四组不同岩性的人工节理面,利用RYL–600岩石剪切流变仪对节理进行不同垂直压应力下的剪切试验,并运用TALYSURF CLI 2000扫描仪在每次剪切前后对节理面进行扫描,计算多个描述节理面形貌特征的三维参数值,通过三维参数值的变化定量分析节理面细观形貌的变化。研究结果表明:节理面抗剪强度的变化与节理面形貌变化有紧密联系,经历四次剪切作用后,节理面整体高度略微降低,各点间的高差缩小;峰点密度减小,节理面的凹凸程度降低;节理表面形态的各向异性程度降低,节理面整体的倾斜程度降低;对于节理面的同一变化,不同参数反映的角度和变化的幅度都不同,随垂直应力的增加,各次剪切作用后节理面的形貌变化量逐渐减小,形貌趋于平整。     

大跨度变截面梁沿导梁推送架设时的振动响应分析

大跨度拼装式桥梁是一种沿导梁推送架设的应急桥梁,其动力响应分析属于变截面梁在推送移动状态下的振动响应分析。首先利用瑞利法建立该工况下的动力学方程并求解,再利用空间有限元法建立振动系统模型并进行数值计算,最后利用基于无线传输方式的环境激励测试系统进行测试并分析,三者结果吻合较好,得到了外界激励应避开一阶竖向或横向固有频率、结构体系竖向振幅远大于横向、架设设备两侧机构不均衡会导致扭转振动等结论,为大跨度拼装式桥梁架设使用和动力响应分析提供技术支持。     

连云港工程建设对周边海域地形影响分析

根据1980年以来的历史地形资料,分析了连云港西导堤、连云港区东扩、灌河口双导堤和徐圩港区等工程建设对连云港海域地形的影响。分析表明,近岸大型工程建成后对沿岸地形带来的影响仅限于5m等深线以内的区域,冲淤幅度较大;5m等深线以外区域基本处在工程影响范围外,海床冲淤幅度较小。上述研究为相关工程的影响评价提供了参考。随着徐圩港区大规模建设,对该海域海床演变的影响将逐步显现,建议继续对连云港—徐圩海域开展动态监测,分析海床和岸滩稳定性变化及其对航道的潜在影响。     

基于形貌优化的某船用油柜结构优化设计

由于油柜结构设计不合理,经常会出现结构疲劳断裂、剪切破坏现象,给船舶航行带来了巨大的安全挑战。为改善油柜结构抗疲劳能力,本文基于HYPERMESH软件建立油柜结构的有限元模型,并对该结构进行模态分析,为形貌优化选择合适的目标函数。形貌优化以节点位移作为设计变量,以结构前两阶固有频率作为目标函数,使之最大化,来提高结构刚度。优化结果表明:油柜第1阶固有频率值提高102%;第2阶固有频率提高99%。优化得出的压延筋形状类似于"O"型,适合于冲压工艺进行加工,可以有效提高油柜结构刚度,降低疲劳破坏几率。     

某船用风力发电机叶片降噪设计

为降低风力发电机叶片噪声,探索从形貌优化到降低风叶噪声的解决方案。根据薄壁结构高刚度形貌优化以提高某阶模态频率为优化目标的特点,通过对风叶结构模态分析,为形貌优化确定合适的目标模态。以风叶几何形状作为设计变量,体积作为约束函数,第一阶固有频率作为目标函数,对风叶结构进行了形貌优化。优化结果表明:改进后风叶第一阶固有频率值由42.3 Hz提高到57.6 Hz,提高了36.2%。在相同的激励下,优化得出的结构具有更多的振动衰减时间,从而达到减少振动以及噪音的目的。     

疏水表面流体流动特性的格子Boltzmann方法模拟

采用格子Boltzmann方法研究了微形貌对固体表面润湿性的影响,在此基础上进一步模拟了具有微形貌的疏水表面通道内的流体流动,从法向速度、剪应力、滑移速度等角度分析了疏水表面的流场特性,揭示了疏水表面滑移流动的产生机制。结果表明,疏水表面的滑移流动是由低表面能作用和微形貌共同引起的。具有微形貌的疏水表面比光滑疏水表面具有更好的减阻效果,原因在于微形貌能够驻留气体,形成的气液自由剪切面加剧了疏水表面的滑移流动,最大滑移速度可以达到主流平均速度的50%左右。     

基于施工全过程的矩形盾构隧道结构受力分析方法及应用

为探索如何在衬砌结构设计中充分考虑施工过程对结构受力的影响,在现场监测结果的基础上,采用理论分析和数值模拟的方法,建立基于施工全过程的衬砌结构受力分析方法,即考虑衬砌结构在施工过程中各主要受力阶段之间的非线性时变效应,采用增量法进行结构内力和变形的计算,分析结构在施工过程中各受力阶段的荷载模型以及结构刚度随内力变化的折线模型。将该方法应用到实际隧道工程中,并与传统设计方法进行对比分析。实践表明,建立的基于施工全过程的衬砌结构受力分析方法是合理可行的,其可以较全面地反映出衬砌结构在施工阶段的真实受力状态; 脱出盾尾阶段和同步注浆阶段为结构在施工期的不利受力阶段。     

曹妃甸港区水下泥沙冲淤监测系统

根据曹妃甸港区海域的水沙运动,分析了该海域各个部位的冲淤状况,结合各个部位的安全重要程度提出了相应的冲淤监测要求,以及各个部位水下泥沙冲淤监测的技术方案,建立起整个港区水域的冲淤监测系统。     

特殊地质条件下灌注桩施工技术

灌注桩由于承载力高、对各种地基适应性强而在港口建筑物基础设计中得到广泛应用。尽管常规条件下灌注桩施工工艺已相当成熟,但特殊地形和不良地质条件仍可造成灌注桩施工困难。若对地形和地质条件认识不足,施工工艺选用不当,就会带来严重的质量安全隐患及经济损失。以南宁市某港口工程灌注桩施工为例,对特殊地质条件下冲孔灌注桩施工技术进行总结,为同类工程施工提供参考。