数控伞钻控制系统开发及Unity3D的应用

为提高钻爆法竖井施工的安全性,实现伞钻自动化施工,开发伞钻控制系统。首先介绍伞钻功能、结构等被控对象背景,之后分别从控制系统硬件、运动控制算法及人机界面软件、Unity3D功能应用等3方面进行描述。搭载该控制系统的伞钻装置进行多次钻孔试验,结果证明： 该系统整体功能、效率、精度达到设计目标,能实现凿岩过程的自动化,提高施工的安全性;Unity3D的应用可方便主司机获取伞钻各动臂位姿信息,也能从软件上降低各动臂机械干涉概率。     

大跨地铁隧道组合工法穿越断层时的围岩变形控制分析

以深圳轨道交通2号线新莲区间隧道为工程背景,针对大跨地铁隧道穿越断层的围岩变形与控制问题,采用FLAC3D数值模拟,分析双侧壁导坑工法与CD工法不同组合穿越断层的围岩变形规律与注浆控制效果。结果表明： 1）隧道穿越断层破碎带时,Ⅳ、Ⅴ级围岩交界并与断层相交的拱顶处以及Ⅴ级围岩与断层相交的拱腰处的围岩位移最大,是变形控制的关键部位; 2）双侧壁导坑法穿越断层对大跨地铁隧道的围岩变形控制较好,工程实际工法组合下围岩变形的最大影响范围为12.4 m,围岩位移控制较好,工法组合合理有效; 3）注浆加固对断层破碎带处围岩变形模式的影响与控制作用明显,注浆后围岩变形区域由未注浆的“枣核形”变为较均匀的“椭圆形”; 4）提出位移控制率均值的概念,以定量描述围岩的注浆效果,隧道穿越断层时3 m厚度注浆的围岩位移控制率均值达51%,围岩变形控制效果较优。     

车辆动荷载对水闸交通桥结构安全的影响

为了研究水闸与市政道路联合布置时,闸上交通桥车辆动荷载对水闸结构安全和交通安全的影响,以上海市奉贤区南门港水闸为研究对象,建立三维有限元模型,采用线性时程分析法计算了车辆动荷载下交通桥的应力分布。经计算分析,车辆动荷载产生的应力主要由交通桥主梁承担,对水闸主体结构应力影响不大,闸路结合的方案总体是合理的;在不同的车辆参数(标准车辆和吊车,车速分别为60 km/h、80 km/h、100 km/h)和不同车流量下,交通桥主梁跨中应力峰值均不相同,因此为提高水闸运行的安全性,应对过闸车辆限速限载。     

边坡坡形对公路土质边坡稳定性影响分析

影响公路土质边坡稳定性的坡形要素主要为坡度、坡高和断面几何形状,文章根据国内外理论研究和公路路基设计规范将每个坡形要素分为若干个水平标准,基于Flac3D建立三维公路边坡模型,讨论三维模型建模尺寸等问题,采用强度折减法计算边坡安全系数,并通过观察塑性区贯通以及边坡整体位移情况分析不同坡形要素与边坡稳定性的变化关系。结果表明:土质边坡稳定性随着坡度的增大、坡高的增大而逐渐减小;当边坡坡高大于8m后需要对其进行分级处理,稳定性随着分级台阶宽度的增大、分级坡率的放缓呈现不同程度的增大。     

不同应力路径下黏性土的力学特性研究

对上海地区⑤1层软黏土进行了常规三轴、减压三轴试验,以研究考虑不同应力路径的力学特性。分析了初始固结状态对软黏土应力路径的影响,比较了不同应力路径下土体的应力-应变关系特征和孔隙水压力变化规律,计算了土体抗剪强度指标。研究结果表明,应力路径对土的峰值强度、孔压、有效应力路径等特性影响很大,软粘土的应力-应变关系具明显的非线性,且基本呈应变硬化型;常规三轴试验中孔隙水压力为正值,减压三轴试验中总体为负值;初始固结状态对黏土的抗剪强度有一定的影响,且影响主要来自对黏聚力值上,对内摩擦角值影响较小。     

基于CATIA V6的绑扎桥三维设计方法

在集装箱船逐步大型化的大趋势下,对绑扎桥的设计要求逐渐凸显。本文基于CATIA V6软件平台,提出了一套绑扎桥三维设计方法。综合考虑了绑扎桥的实际设计需求以及三维模型化的技术难点,通过利用参数化定义,EKL二次开发手段,以及CATIA V6中片体模型转实体模型,片体模型转FEM模型等强大的原生功能有效地解决了快速建模、CAD/CAE一体化、BOM数据与出图信息集成等一系列难题,充分利用了三维技术减少设计流程中的信息孤岛现象,基于高度集成的参数化模型来提高设计响应速度与准确性。最后通过实践案例予以验证并分析了该方法的工程实用价值。     

地震作用下的液化砂土地基PHC管桩动态响应

为研究液化砂土地基上的PHC管桩在地震作用下的动态响应,利用FLAC3D有限差分软件建立土体、实体PHC管桩和桩顶等效质体组成的数值模型,同时考虑水体、土体和PHC管桩之间的耦合作用。通过在模型底部施加地震荷载进行完全非线性动力分析,研究土体的液化情况、场地的变形以及PHC管桩的响应。结果表明,地震作用引起了饱和砂土有效应力减小,全高度的砂土均发生了液化;液化的发生与否以及发生时间不仅与土体的埋深有关,也与地震荷载的序列和地震荷载的峰值加速度相关;埋入土中的桩身正应力呈先增大再减小的趋势,最大值出现在护坡和砂土交界处;埋深较浅处桩的侧向位移大于埋深较深处;由于PHC管桩在强震作用下的位移和内力值均较大,应在码头建造之前对极易液化的场地进行改善。     

Influence of 3D printing on transport: a theory and experts judgment based conceptual model

Consumer 3D printing is on the rise and has the potential to significantly change the transport and logistics sector. Current literature on 3D printing and transport studies does not provide a systematic model of the impact of 3D printing on transport and related (policy relevant) areas, such as traffic safety, location decisions, accessibility and environmental effects. Based on a literature review and two rounds of expert consultation, we propose and refine a conceptual model as a way to approach this gap in the literature. The expert consultation yields that the conceptual model comprises the relevant and important elements for assessing the impact of 3D printing on transport and transport-related challenges. Location, needs and transport resistance are important: (a) city-level hubs are the most likely locations for 3D printers because they can coordinate material flows and gather expertise; (b) mass-individualisation and personification dictates the needs for 3D printers; (c) distribution networks will be organised more efficiently, less empty vehicles, but raw materials still need shipping. However, experts’ opinions diverged on the impact of 3D printing on transport volumes and environmental impacts.     

和畅洲水道深水潜堤施工过程引起的水动力变化

和畅洲水道拟在北汊修建潜堤的位置水深流急,施工难度大。通过建立三维水动力数学模型,计算分析拟建上游潜堤逐步抬高施工过程的不同阶段中潜堤附近水流结构的变化情况。结果表明:施工过程中潜堤附近局部水面比降最大达3‰;随着施工过程的推进,深槽主流流速及流速梯度逐渐增大,对堤前流速影响主要在30 m范围以内,最大垂线平均流速和表面流速分别为1.85、2.1 ms。研究成果可为和畅洲大水深施工过程中可能遇到的局部水动力变化导致的施工措施的调整提供参考,以提高施工精度。     

斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。