基于应力释放的盾构隧道开挖地表沉降分析

以沈阳地铁1号线隧道为例,利用有限元方法研究盾构施工引起的横向地表沉降问题。引入地层损失和地应力释放的概念,分别在不同地层损失率、不同地应力释放率条件下,建立有限元模型进行计算。根据实际施工时监测到的地表沉降值与有限元模拟的地表沉降值进行比较,发现地表沉降值与地层损失率和地应力释放率成正比,〖ＪＰ＋１〗并通过最大地表沉降值的对比确定了该路段施工引起的地层损失率为1.747%,引起的地应力释放率为74.071%。利用同样的方法,确定了10座城市隧道开挖过程中引起的地层损失率区间为0.5%~2%、地应力释放率区间为60%~80%,并将地层损失率为1.747%和地应力释放率为74.071%时的衬砌混凝土管片处的最大弯矩与无地层损失、无地应力释放率模型管片处的最大弯矩值进行对比,可以发现最大弯矩值有明显的减小,分别减小了76.16%和71.82%。且2种方法得到的弯矩值非常接近,可以认为地层损失率模型和地应力释放率模型是等效的。     

盾构隧道始发与到达段环间纵向压力空间分布规律研究

现场实测数据表明,盾构隧道始发与到达段各断面纵向压力较小,可能导致环缝漏水。为解决此问题,通过求解描述隧道变形特征的微分方程,获得隧道始发与到达段纵向力的分布规律;并以此为依据,提出纵向拉结构件的设计方法。研究结果表明： 1)在不采用拉结措施的情况下,进出洞口附近纵向力最小,接近于0; 2)距离洞口越远的断面,其纵向力越大; 3)采用纵向拉结措施可以有效地增大始发与到达段断面纵向力。在对纵向拉结构件进行设计时,其最小横截面积由隧道刚度和环缝止水垫闭合压力决定,其最小长度由隧道和地层之间的切向黏结刚度决定。     

苏州中心地下空间超长结构温度应力分析

苏州中心建筑平面尺寸巨大,因超长产生的温度应力对结构的影响较为显著。通过分析地下结构从施工到投入正常使用全过程中可能受到的温度荷栽的类型,利用线性分布法计算作用在建筑物上温度荷栽.总结出确定温度作用的计算工况。并以苏州中心地下空间结构为例,介绍了温度应力的计算方法。实际计算表明,降温荷载在框架梁和楼板中产生较大拉应力.楼板开洞部位拉应力集中,温度作用在框架柱中产生剪力和弯矩,在工程设计时必须充分考虑。     

山区曲线桥梁设计问题的探讨

受到道路整体线形的布置和地形的阻碍,山区桥梁在设计过程中直线线形通常不能满足指标要求,所以曲线桥的发展越来越受到人们的关注。直线桥和曲线桥的设计要求大相径庭,针对曲线桥的设计进行了分析研究。主要研究了曲线桥的受力方式、曲线桥的分析方法及不同曲率下桥梁的空间分析。通过利用Midas FEA桥梁建立实体模型,计算分析了曲率半径对支座反力、主梁内外侧挠度差值及应力差值的影响。对桥梁的设计工作提供了相应的理论依据。     

土体中应力分布基本规律的探讨

基于土体的颗粒结构和只有颗粒接触传递应力的特性,对不同姿态颗粒接触中应力传递的机理分析,揭示了土体在相对静态下存在主动力的应力扩散效应和强被动力的应力集中效应,及其形成的土体中应力分布基本规律。主动力的应力场是以其所在土层的应力扩散角θ向外扩散的园锥形应力范围,在应力场内应力扩散分布,主应力方向不变,且伴有与之垂直的法向应力,应力分布均衡了应力场内颗粒和支承面的位移趋势。强被动力的支承面上存在以θ角向外扩散倒锥台形的应力平衡范围,在此范围内反向应力集中作用到强支承面,强支承面主导了其所在应力场的应力分布。土拱效应是应力集中效应的衍生效应,是相邻的同向强支承反力的应力平衡范围发生重迭时产生的现象。     

市政工程 BIM 技术应用关键影响因素分析及对策

理论研究表明工程建设全生命周期内的应用能使BIM的实施效果达到最佳,然而目前市政工程领域BIM应用仍然局限于某个阶段层面上的实践,其推广也存在诸多障碍。通过分析总结国内市政工程行业BIM发展和应用现状,梳理出现阶段所面临的障碍及相关因素,然后通过DEMATEL法确定各因素的重要程度,并提出相应的解决措施,以期加快市政工程领域BIM技术应用地推广。     

钢-高强混凝土组合梁收缩的计算分析

对简支和连续组合梁,按照全截面法基于有效模量比计算收缩徐变所退化的混凝土翼板面积和惯性矩,推导了各种收缩效应的计算公式。对比欧洲混凝土模式规范的新旧模型,结果表明:在简支梁的收缩自应力和挠度上,高强和普通混凝土几乎相同;在连续梁的收缩次弯矩上,高强略小于普通混凝土;按照MC1990收缩徐变模型将显著低估这些收缩效应,由此低估钢筋用量将可能引起混凝土开裂等结构的使用和安全问题。     

基于信令数据的出行强度影响因素分析模型

为探究城市交通出行强度影响因素及不同因素的影响程度,本文从土地利用与交通基础设施建设两方面出发,分析包括土地利用混合指数,职住混合率熵指数,公共交通站点 500 m覆盖率,路网可达性等17个指标与出行强度的相关关系;基于相关系数和拟合优度分析,提取7个与出行强度强相关指标,基于所识别指标构建北京市中心城区出行强度多元回归模型.模型结果表明,职住混合率熵指数对出行强度的影响最为显著,公共交通站点覆盖率对出行强度的影响比道路网密度和可达性更为明显.此外,给出单一土地利用/交通基础设施指标对出行强度拟合结果的离群特征分析方法,用于评估不同区域基础设施供给与交通出行需求之间的平衡关系.     

基于多源数据的公交车能耗碳排放测算模型

公交车能耗碳排放强度与车辆、线路和驾驶员有显著相关关系,为精准刻画其能耗碳排放强度特征,整合OBD监测数据、加油(气)数据、运营排班数据等多源数据资源. OBD监测数据和加油(气)数据呈显著的线性关系,证明修正后的OBD监测数据可满足分析要求. 搭建“速度-能耗碳排放强度曲线”测算模型,幂函数关系的拟合优度R2 =0.972 6 为最高. 实证研究发现,平均速度在10~60 km/h 变化时,液化天然气(LNG)车比柴油车能耗碳排放强度高 3.3%~33.7%,双层车比铰接车高2.4%~13.3%;LNG铰接车在不同线路、相同速度下的强度相差9.6%;不同驾驶员在相同线路的能耗碳排放强度可相差24.2%. 模型为各城市基于多源数据开展公交能耗碳排放目标设定提供数据支撑.     

A design method of tensile triangles and low transformation temperature weld metal for reduction of stress concentration and residual stress of welded joints

Stress concentration and residual stress have a significant influence on fatigue life of welded joints. In order to reduce the stress concentration of welded joints, a mathematical design method of tensile triangles (MTT) based on bionics was applied to weld shape design. Accordingly, the stress concentration of various weld beads in the corner boxing welded joint and the fillet welded T-joint was dissected using our in-house FEM software JWRIAN. It was found that there existed a large stress concentration in the conventional welded joints, whereas those welded joints with elongated weld bead were accompanied by a lower stress concentration, especially for elongated weld bead with MTT design. Furthermore, among the weld shapes of the corner boxing fillet welded joint, the rectangle shape of weld bead had the minimum stress concentration factor (1.05). For the fillet welded T-joint with MTT design, the stress concentration of weld toe decreased dramatically with the increase of the index of designed shape, but there was a minor difference of stress concentration at weld root between the weld beads with MTT design. In addition, application of low transformation temperature (LTT) weld metal utilizing martensitic transformation to the fillet welded T-joints can produce compressive residual stress at weld toe.