渠道衬砌抗冻胀问题研究

研究了渠道衬砌体冻胀破坏的机理，提出削减和抵抗相结合的抗冻胀思路：探讨了冻结力及冻胀力的计算方法：并由此推算出衬砌体抗冻胀应采用的混凝七强度标号和砌体横截面各部位相应的厚度尺寸，拟定出渠道衬砌抗冻胀破坏的合理断面；提出了解决渠道衬砌体抗冻胀问题的具体措施，并在陕西省渭南市石堡川水库干支渠道抗冻胀设计中应用，取得很好效果。既解决了工程抗冻胀问题，节省工程维修费用，又大大地提高了灌溉渠道输水效率，节约水资源。     

施工热扰动对管幕冻结止水帷幕影响研究

人工冻结、管幕施工工法虽已成功应用于工程实践,但将两者结合的"管幕冻结法"尚十分少见,针对施工热扰动(包括开挖施工、衬砌混凝土浇筑等)对冻结止水帷幕的影响尚未见相关研究。本文以港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道管幕冻结工程为依托,通过模型试验,对由于施工热扰动导致的冻结止水帷幕弱化作用进行了研究。根据研究结果,施工开挖、衬砌混凝土浇筑热扰动对冻结止水帷幕的影响有限。开挖热扰动的影响程度与开挖面裸露时间关系密切,加强冻结管可有效抑制混凝土水化热对冻土的影响。     

有限单元法在钢筋混凝土岩石隧洞衬砌计算中的应用

本文分析了目前常用的钢筋混凝土衬砌内力计算方法的不足、围岩与衬砌问缝隙对衬砌内力的影响，以及按规范公式计算衬砌裂缝宽度存在的问题，指出钢筋混凝土有限单元法是衬砌配筋设计的一种有效方法，同时介绍了应用钢筋混凝土有限元进行衬砌设计的思路。     

寒区输水渠道衬砌与冻土相互作用的冻胀破坏试验研究

寒区输水渠道冻胀破坏直接影响着工程安全及效益发挥,基土冻胀变形及其与结构相互作用共同导致衬砌冻胀破坏发生。采用低温室循环供冷,模型槽底部砂砾石层补水,设计衬砌渠道低温冻胀模型试验,研究渠基土体的温度场、水分场、变形场和衬砌位移之间动态耦合规律,对比观测了冻融试验前后渠基土横剖面物理性状的变化。研究表明:引起基土冻胀变形的水分迁移量及结冰量受温度梯度、冻结速率控制,也受土体初始含水率的制约;渠道断面形状影响渠道的温度边界和热传导,使各部位冻结速率及冻胀变形不一致。渠基土冻结过程中兼有冻胀和挤密,土体受挤压程度同样受渠道衬砌及断面形状的影响,土体内应力复杂。渠基土冻胀与衬砌位移不协调,导致渠底衬砌与土体脱空且偏心受拉。土体冻结时与衬砌间形成接触分凝冰层,传递作用力;温升融化时,接触分凝冰层消融,表层土体强度丧失,造成渠坡滑动失稳破坏和衬砌结构大面积的滑塌。     

某高速公路隧道二次衬砌安全性分析

二次衬砌作为Ⅲ类以下围岩隧道的主要承载结构和最后一道防水防线，其结构安全对隧道工程质量起着至关重要的作用。首先根据公路隧道设计规范和普氏地压理论，对某高速公路隧道围岩压力进行计算，为现场二次衬砌压力实测值提供了可比较的参考标准。然后，根据二次衬砌压力实测值，应用同济曙光软件对最大实测压力断面二次衬砌结构内力进行数值计算，根据规范对二次衬砌轴力和剪力设计值进行计算，并基于数值计算结果对二次衬砌进行了结构强度校核。最后结合隧道设计、工程地质、施工及地质雷达探测情况，分析了该隧道加宽段及其附近二次衬砌压力明显偏大和产生细小裂缝的原因。     

陡倾角岩体中阻抗式圆形调压井衬砌结构数值分析

采用三维非线性有限元对复杂地质条件下的圆形训压井衬砌及阻抗板结构受力进行了分析。提出了调压井混凝土衬砌结构与围岩联合工作的分析方法，给出了调压井混凝土衬砌结构开裂和配筋的计算公式和计算方法。通过分析计算，论证了Y岔圆形调压井空间结构衬砌的受力特征，为同类地下圆形调压井衬砌结构及阻抗板的配筋分析计算提供了一种较好的数值分析计算方法。     

装配整体式双层衬砌接头荷载试验与结构计算理论——南水北调中线穿黄隧洞结构计算模型研究

穿黄隧洞是南水北调中线总干渠上穿越黄河的水工输水隧洞，隧洞使用双层衬砌结构，如何评价双层衬砌相互作用是设计的关键问题。为了解决这个问题，从讨砌接头荷载试验入手，通过对大量试验数据的整理、分析，抽象出接头的力学模型，对接头的荷载试验进行数值模拟，建立了接头抗弯刚度的理论评价方法和双层衬砌接头的相互作用模型，并用试验数据对模型的正确性和准确度进行对比验证；将管片接头试验和双层衬砌接头试验中建立的接头力学模型推广应用到整环衬砌受力计算中，从而得到了圆形装配式一次衬砌的计算模型和装配整体式双层衬砌的受力计算模型。研究工作取得了如下的成果： （１）对大量试验数据进行分析处理，总结了管片接头荷载试验的各种实测数据的变化规律，提出了接头抗弯刚度的经验计算公式。 （２）根据预制式管片接头的构造特点，抽象出接头的力学模型，建立了接头抗弯刚度的数值模拟模式和装配式一次衬砌整环受力计算的梁－非线性弹簧模型。 （３）推导了根据实测钢筋应力计算双层衬砌截面内力分配的公式。根据双层衬砌接合面结构处理方式的不同，提出了３种双层讨砌相互作用模型，并用试验结果对模型的准确性进行了验证。 （４）对于装配整体式双层衬砌，根据外管片施工后外部水土压力     

寒区隧道环向排水管的条带保温及温度场分析

排水管过早地冻结与过晚地解冻是引起寒区隧道冻害的主要原因。针对冻结期和消融期隧道衬砌壁后围岩温度的变化特点,提出了一种条带状保温隧道环向排水体系:(1)隧道环向排水管自上而下直通隧道的中央排水管,隧道纵向排水管径三通向环向排水管汇水;(2)间隔地对环向排水管进行局部保温,在衬砌壁后采用条带状保温层,在路面之下采用带有保温层的排水管;(3)条带状保温层有两层防水板密封夹裹,其中一层防水板与隧道的防水板形成一个整体。衬砌围岩温度场有限元模拟分析表明:由于有、无保温层的环向排水管相间布置,两类排水管的冻融状态存在时差,该时差有利于解决衬砌后在冻结期和消融期的排水不畅问题。     

考虑围岩不均匀冻胀的寒区隧道冻胀力解析解

为防止冻害,寒区隧道的设计需考虑冻胀力荷载。阐明寒区隧道围岩的不均匀冻胀性,推导考虑围岩不均匀冻胀性的寒区圆形隧道冻胀力解析解。围岩不均匀冻胀系数k=1时,本文解退化为赖远明围岩均匀冻胀时的弹性解。理论分析和计算分析表明,围岩均匀冻胀情况下,圆形隧道衬砌不会受到冻胀力作用。赖远明算例中计算得到冻胀力,是由于其采用的冻结围岩弹性模量小于未冻结围岩弹性模量,这与工程实际情况相反。其他冻胀力解析解采取了特殊的假定,而这些假定与工程实际情况相差较大,造成了计算所得冻胀力偏大。围岩不均匀冻胀性是引起寒区隧道围岩中冻胀力的重要原因,在合理的围岩弹性模量和不均匀冻胀系数取值范围内,解析解的计算结果和实际情况吻合较好。随着围岩不均匀冻胀系数k的增大,衬砌受到冻胀力作用,冻胀力的量值随k值增大而增大。当k值一定,冻胀力与冻结围岩弹性模量与未冻结围岩弹性模量的比值EII/EIII呈反比线性关系。     

装配式圆形隧道与软土地层的相对刚度分析

基于软土地层中柔性衬砌与地层问的相互作用及协调变形，提出了隧道衬砌的抗偏压刚度、隧道与地层的相对刚度比两个概念，并据此建立了考虑管片接头转动刚度变化的相对刚度比计算理论．应用该理论对处于上海软土地层中的装配式圆形隧道衬砌的柔性指标进行了定量计算。计算结果表明：当隧道衬砌厚度为200mm时可以认为是全柔性衬砌，这一结论与根据Peck等提出的估价衬砌与地层相对柔性的定性判断准则的结论是比较一致的．根据计算，目前上海地铁350mm厚衬砌的柔度指标为69％，从理论上证明了称其为具有一定刚度的柔性衬砌这一说法的合理性。     

加热炉炉底机械安装预防板坯跑偏措施分析

对步进式加热炉板坯跑偏的原因进行了分析。主要从结构框架的制作安装精度，机械设备的自身偏差和安装环节所存在的问题等方面进行了探讨，从而找到一些解决板坯跑偏的对应措施，得出从安装开始的每一个环节到整个过程中有效的控制方法。     

施工因素对框-剪结构受力的影响

根据框-剪结构建造的实际情况,采用逐步加载模型分析结构在重力荷载作用下受力变形特征,克服了常规一次性加载所产生的结构局部受力被过分高估的不足,并阐述其产生的原因.其结果对施工方案的制定和合理结构杆件的设计具有实际意义.     

基于弯矩变化的体内张拉成形网格结构成形过程研究

为明确体内张拉成形网格结构张拉方式对结构成形过程受力的影响特点,提出两种张拉方案:整体分次和分批分次。采用ANSYS有限元程序,由张拉方式对结构上弦弯矩的影响出发,通过理论分析,从结构弯矩值分布和两种张拉方式下的弯矩对比值分布两个角度,对结构弯矩特点作了较为详尽的分析。结果表明:从对结构弯矩的影响特点出发,分批分次张拉成形方案切实可行,成形过程中,结构的上弦弯矩主要集中于跨中部分,且分布较为均匀,另外,跨中部分的结构选型应予以重视。     

非恒定气流组织数值模拟全隐格式中有关精度的探讨

以一实例探讨了非恒定气流组织数值模拟全隐格式中的时间步长与网格步长对计算结果精度的影响，分析了原因，提出了有关使计算结果更接近实际要求的见解。     

Analysis of flow over backward facing step with transition

The present study deals with the study of the velocity distribution and the separation phenomenon of flow of air over a two dimensional backward facing step. The flow of air over a backward facing step has been investigated numerically using FLUENT. Flow simulation has been carried out in a backward facing step having an expansion ratio (ratio of the height before and after the step) of 1:1.94 and the results obtained are compared with the published experimental results. Comparison of flow characteristics between steps with three different transitions is made. The variation of reattachment length for all the three cases are analyzed for wide range of Reynolds number ranging from 100 to 7000 which covers the laminar, transition and turbulent flow of air. Simulation of the flow over steps with expansion ratios of 1:1.24, 1:1.38, 1:1.47, 1:1.53, 1:1.94, 1:2.20 are also carried out to examine the effect of different expansion ratios on the reattachment length. It is found that the primary reattachment length increases with increase in the expansion ratio. The primary reattachment length at the bottom wall downstream of the step is minimum for the step with round edged transition and maximum for the step with a vertical drop transition.     

变温幅度和间歇时间对土体冻胀影响的试验研究

选取冻胀敏感性粉质黏土,利用人工冻土一维冻胀试验系统进行不同变温幅度和间歇时间作用下的后间歇冻结试验,以试样冻深达到稳定阶段为初始时刻分析冻结锋面、冻胀量及温度梯度变化曲线,得到冷端变温幅度和间歇时间对土体冻胀的影响规律.结果表明:不同变温幅度作用下的冻结锋面、冻胀量曲线呈周期性变化,变化周期为240 min,与间歇时...     

深基坑分步开挖的有限元分析

阐述了深基坑开挖过程的有限元理论与方法,利用PLAXIS有限元软件对长沙市某深基坑土钉支护工程分步开挖进行了模拟计算,并与施工过程中全程动态监测的数据进行对比分析,对深基坑土钉支护工程的设计与施工具有较好的指导意义。     

动力有限元方程显式逐步积分格式稳定性条件

利用单元的最大频率是系统的特征频率的上界的概念，结合模态分析方法，对常用的动力有限元方程的2种显式逐步积分格式的稳定性进行了分析，给出了便于实际应用的稳定性条件，并利用算例对给出的稳定性条件进行了验证。     

双级土工格栅加筋土挡墙的测试分析

通过对梅坎铁路双级土工格栅加筋土挡墙的墙面板水平土压力、垂直土压力及土工格栅变形的原位观测 ,分析了墙面板水平土压力的变化及分布规律、垂直土压力变化及土工格栅的变形随填高及时间的变化规律 ,并对挡土墙的破裂面进行了探讨     

不同湍流模型对后台阶流体流动的影响

湍流现象在日常生活中几乎无处不在,其重要性是显而易见的,论文首先介绍了计算风工程发展至今常见几种用来解决实际工程问题的湍流模型,然后以后台阶中流体运动作为分析对象,以FLUENT为计算平台,对比分析了不同种湍流模型中模拟后台阶中的流体运动。