镍矿运输船沉没机理的数值模拟分析

近几年来,多条装运红土镍矿的船舶在南中国海倾覆沉没,引起业界的震惊。红土镍矿是一种非常特殊的矿物质,在运输过程中,如果船舶遭遇风浪,或船舶本身长时间的振动,都会导致该矿石的表面液化。液化后的混合液体具有较强粘性,可以形成自由液面。但由于现存的用于计算船舶自由液面的方法不适合于具有较大粘性的液体,因而无法解释运输该种货物船舶倾覆沉没的原因。所以,该文采用数学建模的方法,对运输红土镍矿的船舶进行了模拟计算。得出的结论是当流体的惯性力大于流体的粘性剪力时,粘性流体对船舶的作用力矩随时间的变化总趋势是逐渐增大。当流体产生的横向惯性力远大于流体的剪切阻力时,流体将会挣脱剪切阻力的束缚,迅速滑向船舶的一侧,使船舶的横稳性迅速消失,最终导致船舶很快倾覆沉没。     

黏性场地列车荷载影响下衬砌半渗透边界盾构隧道诱发地表固结沉降解

列车荷载作用下衬砌长期渗漏会显著影响软土盾构隧道周围土体的固结沉降，对邻近环境和地铁的安全运营造成不良影响。针对盾构隧道周围土体固结沉降的既有理论研究一般多考虑衬砌不透水条件，较少考虑衬砌渗漏水及列车荷载耦合作用对于地层固结沉降的影响。引入隧道衬砌半渗透边界和列车三角形循环时效荷载，基于Terzaghi-Rendulic固结理论，采用Boltzmann三元件模型模拟土体流变效应，推导了列车荷载作用下黏弹性地层盾构隧道渗漏水诱发的土体超孔隙水压力消散和地表固结沉降的复变函数解析表达式，并与6个工程实测数据进行对比，验证了所给出解析解的正确性与适用性。此外，通过参数分析讨论了衬砌-土体渗透比和列车荷载参数对土体固结沉降的影响。结果表明：衬砌-土体渗透比是影响盾构扰动地层固结快慢的主要影响因素，衬砌-土体渗透比越大，固结完成时间越早；列车荷载作用下，早期固结沉降速率相较于不考虑列车荷载时会有较明显的增加，但在列车荷载当量增加后，固结沉降速率的增长有所放缓，且其增量与衬砌-土体渗透比密切相关，衬砌-土体渗透比越大，沉降增加量则越大；隧道衬砌可以视为扰动地层的排水边界，其加速了土体固结沉降，而列车荷载与衬砌半渗透性耦合，进一步改变了土体固结沉降形态。     

钢-混组合梁负剪力滞有限元分析

负剪力滞现象普遍存在。剪力流是产生负剪力滞的关键,而在简支梁的跨中,因截面无法自由翘曲必然产生剪力滞效应。文章结合港珠澳大桥工程实例,运用Midas/FEA建立组合梁简支状态有限元模型,模拟组合梁在海上临时架设施工工况,探讨钢-混组合梁在简支状态下施加区域均布荷载前后,负剪力滞的分布规律。     

地下水渗流对砾石地层人工冻结过程的影响

采用室内模型试验,研究地下工程中水渗流对砾石地层人工冻结过程的影响,分析砾石地层的温度场分布特征及冻结壁的形成过程、交圈时间和厚度演化机制。结果表明:人工冻结管的冷量扩散与地下水渗流之间存在显著的耦合效应;无渗流时,人工冻结过程中砾石地层上下游温度场呈现对称分布特征,且冻土圆柱和冻结壁厚度均匀一致;地下水渗流导致砾石地层上下游温度场呈现显著的不对称性,且渗流速率越大,不对称性越明显;冻结壁交圈时间随地下水渗流速率的增加而近似线性增长,渗流速率达到5.00 m·d^-1时为无渗流时的3.2倍;由于地下水渗流的"冲蚀"作用,上游冻结壁厚度随渗流速度线性减小,下游冻结壁厚度则线性增大,冻结壁呈现"马鞍"形状。     

非煤系瓦斯隧道天然气储渗特征与瓦斯超前预报及参数测试的研究

隧道施工期间采取超前钻探是补充勘察赋存有害气体特殊地质的最有效方法,常规借鉴煤炭行业的瓦斯压力、绝对瓦斯涌出量等参数测定方法对于非伴煤型天然气地下工程来说不完全适用,针对非伴煤型天然气地下工程,施工阶段现场宜选择简单、易操作、耗时短的钻孔测试参数。结合兰渝铁路梅岭关隧道工程的施工实际,对非煤系地层瓦斯储存和溢出的特征进行了分析,并结合赋存天然气的岩性特点和特殊构造体特征,探索瓦斯涌出初速度等参数测试方法;针对非煤系地层隧道取样进行室内试验,通过对储层孔隙度和围岩渗透性能进行评价,是隧道开挖时瓦斯绝对涌出量预测的基础,并建立了瓦斯绝对涌出量计算模型。由于浅层天然气赋存的复杂性和工程领域研究不足,相关定量计算研究还需深入。     

岩质地层隧道风井施工变形合理开挖步长研究

本文通过数值模拟方法，研究岩质地层不同开挖步长下隧道风井变形规律，基于变形控制角度，探讨隧道风井合理开挖步长。结果表明：(1)不同开挖步长下风井总位移均表现为竖井底部变形大、距离底部越远变形越小、开挖步越长变形值与影响范围均越大。(2)开挖竖井阶段，竖井开挖面隆起呈线性增长，随后由于衬砌施作隆起值降低，且在横通道开挖阶段再次缓慢线性增长，开挖步越长风井变形越大。(3)沿竖井深度方向，侧移量基本呈线性增大，横通道拱底隆起和拱腰收敛值均呈现距既有隧道越远变形越大；随开挖步长增大，竖井井壁侧移量与横通道断面变形均逐渐增大。(4)可考虑竖井开挖步长1.5 m、横通道开挖步长1.0 m方案。     

复合地层中的矿山法联络通道施工技术

该文通过对南京地铁机场线某标段中三座联络通道施工的阐述，介绍了在复合地层中采用矿山法施作盾构区间联络通道的施工技术．着重对成形隧道内支撑加固、小导管超前支护、台阶法开挖，以及防水体系施作进行了重点说明，充分体现了多种工艺在浅埋暗挖工程中的应用，可供同类工程参考。     

宽幅脊骨梁矮塔斜拉桥剪力滞效应分析及试验研究

以江肇高速公路西江特大桥为背景,研究宽幅脊骨梁矮塔斜拉桥截面正应力分布规律。通过理论计算并结合实桥试验验证,得出了各关键断面应力不均匀系数,为优化预应力钢束设计及改善宽幅截面受力性能提供了依据。     

盾构施工的特殊地层处理措施

由于地下工程地质条件的复杂性以及地质勘探的局限性，隧道穿越的地层不可能一一查明．盾构推进工作面前方可能会出现各类障碍物．造成盾构机受损甚至无法正常推进。随着时代更迁，隧道的不明复杂地层必然存在．在掘进过程中会遇到比较特殊的地质条件．所以针对不同的复杂地层而采取有效的处理技术措施，是关键。     

某公路下伏煤系地层路堑边坡滑坡悬臂抗滑桩偏位治理研究

某公路下伏煤系地层路堑边坡，在施工过程中悬臂抗滑桩发生倾斜变形，桩顶最大位移为760 mm，桩身倾斜角约4°，远超出桩身计算允许变形量66 mm。综合桩身质量检测、变形趋势分析，悬臂抗滑桩为偏位破坏。采用补充锚索、增设h型桩、回填反压组合方式治理成功，并运用FLAC3D模拟对组合方式的措施及效果进行分析，结果表明:补充锚索位于偏位抗滑桩悬臂端中部的锚固效果最好；组合h型桩结构宜放置在偏位桩的悬臂端中部，不宜放置在悬臂端以下；路基回填反压高度在4~5 m的范围内效果最佳。