半圆拱形巷道中电磁波传播的等效分析方法

半圆拱形巷道中电磁波的衰减率无法通过经典波导模型理论得到精确解.采用等效分析方法,利用矩形巷道和圆形巷道的最低衰减模式等效半圆拱形巷道中的最低衰减模式,可以近似分析半圆撕开巷道中电磁波衰减率的状况.等效结果表明,使用等宽等高的矩形巷道的最低衰减模式等效半圆拱形巷道的最低衰减模式,在900 MHz频段附近的误差率很小,2条衰减曲线接近,证明这种等效方法是可行的.     

荷载与温度耦合作用下隧道截面形状对衬砌结构力学性能的影响

为研究隧道不同截面形状对衬砌结构力学性能的影响,采用荷载-结构法建立隧道衬砌温度场计算模型,并根据双正弦函数叠加气温变化模型,分析了圆形、矩形、直墙圆拱形和椭圆形等衬砌截面的温度场分布特征;以隧道衬砌混凝土损伤塑性模型及顺序耦合应力法为基础,分析了隧道衬砌在围岩荷载与变温耦合作用下不同隧道截面形状的衬砌受力特征及位移变化规律。结果表明,隧道空气温度变化对衬砌结构应力影响较大,衬砌应力随温度变化呈正弦变化趋势,但对衬砌位移影响较小;在相同的计算参数、初始条件及边界条件下,不同的隧道衬砌截面形状对衬砌受力、位移、产生时间与位置均有较大影响;从受力状态及结构安全性看,圆形和椭圆形截面是较好的衬砌截面形式。     

隧道断面形状对通风摩擦阻力损失的影响

通风阻力是影响隧道通风的重要因素,为研究隧道不同断面形状对隧道通风沿程阻力系数的影响,采用流体力学Fluent软件,对半圆拱形、三心圆拱形、直墙式以及矩形等不同断面形状的隧道进行模拟,对比分析了不同风速下摩擦阻力系数的变化规律.研究结果表明:隧道断面形式相同时,壁面的摩阻损失系数值随着风速的增加而减小;风速相同时,随着断面面积的增加,壁面的摩阻损失系数值逐渐减小.     

考虑渗透各向异性的水下非圆形隧道渗流场解析

矩形、直墙曲拱形、多圆心形等非圆形隧道在工程建设中越来越常见,自然界土体多为渗透各向异性介质也是一个基本事实,目前水下隧道渗流场研究尚未综合考虑上述两种情况。本文以2个相互垂直的渗透系数表示隧道洞周土的渗透各向异性,基于坐标变换和保角映射法,给出了在渗透各向异性半无限多孔介质水下非圆形隧道的渗流量及水头的解析式。以某水下隧道为依托,通过数值模拟验证了解析解的正确性。并且研究发现：不考虑洞周土渗透各向异性将会低估隧道渗流量和衬砌外水头,给隧道工程的设计带来安全隐患,在隧道工程建设中根据实际情况适当考虑洞周土渗透各向异性的影响有重要工程意义。本文提供的方法适用于考虑渗透各向异性下的任意形状隧道的渗流场研究。     

弯曲矩形隧道电磁波衰减特性

实际矿井隧道有许多弯曲段,为实现全矿井的无线移动通信,需要知道在弯曲隧道中电磁波的传播特性,针对简化了的弯曲矩形隧道模型,在柱坐标系直推导出了弯曲矩形隧道中的电磁波模方程,利用Airy函数与柱函数之间的近似关系式,采用抛物线法求解了波模方程,从而得到了在不同条件下的波模衰减系数,由分析可知弯曲隧道的曲率半径越小,即拐弯越急,电磁波衰减越严重;且频率越高,电磁波衰减越大。     

火电厂双管式烟囱内筒的流动特性

采用计算流体力学的方法,分析常规烟囱内筒的流动特征,包括流动角区的分布、流动压降的分布,以及横截面积和侧面积对流动阻力的影响.针对半圆形内筒压降较大的问题,提出一种优弧弓形内筒,可有效结合圆形内筒和半圆形内筒的优点,具有结构紧凑、横截面积小且流动压降低的特点.研究表明,当内筒横截面积相同时,优弧弓形内筒的压降小于半圆形...     

矩形隧道中的金属支护立柱对电磁波截止频率的影响

把矩形隧道看作矩形波导，利用有限元法分析了矩形隧道中的金属支护立柱对电磁波截止频率的影响。并得到数值结果．金属支护立柱的存在使TE波模的截止频率摩低，而使TM波模的截止频率升高，而且金属支护立柱的排数和高度对电磁波模的截止频率也有影响．     

不同断面形式深埋巷道围岩破坏数值模拟分析

以Ⅲ级围岩为例,利用有限差分软件FLAC对不同埋深情况下不同断面形式的巷道进行数值模拟,分析矩形、直墙拱形和圆形断面巷道围岩应力应变、围岩塑性区随埋深的变化规律及特点。结果表明：拱形断面巷道的围岩变形、围岩塑性区最小,尤其是顶板下沉量较矩形和圆形断面巷道的要小得多;圆形断面巷道围岩水平向位移最小;矩形断面巷道围岩应力及变形随埋深增加幅度都要大于拱形和圆形断面巷道。     

基坑开挖对坑底已建隧道影响的三维数值分析

城市地下工程的快速发展,不可避免地要在地铁隧道附近进行施工活动,这其中就包括在已建隧道的上方进行基坑开挖。采用三维有限元方法,对软土地区基坑开挖对坑底已建隧道的影响进行分析,其中基坑为矩形,隧道轴线与基坑长边平行,通过变换隧道横截面的位置来研究开挖对坑底不同位置隧道的影响。数值分析的结果表明,处于坑底中心的隧道,其横截面在基坑开挖过程的最大直径改变发生在竖向与水平向,竖向伸长,水平向压缩。处于坑底靠近地连墙的隧道,其横截面在基坑开挖过程的变形与处于坑底中心的隧道相似,但绕垂直轴向坑内旋转了一定角度。对于同一条隧道,基坑的空间效应对隧道横截面的变形影响明显。     

隧道Park收敛模式正交下穿既有隧道影响分析

针对传统力控制方法分析隧道正交下穿引起的地表和既有隧道变形过程复杂的问题,基于Park收敛模型,采用位移控制方法对隧道开挖引起的地表沉降以及既有隧道拱底变形进行研究。首先,通过将工程实例地表沉降数据、所提方法以及传统力控制方法的结果进行对比,验证位移控制方法在研究新建隧道垂直下穿既有隧道问题中的合理性,然后使用Park的4种隧道收敛模式作为新建隧道的边界条件进行进一步分析。结果表明:在给定隧道拱顶位移g的情况下,Park的4种收敛模式引起的地表沉降槽、隧道拱底变形的形状和数值均存在一定差异;相同土体损失和g值时,收敛模式对地表沉降和隧道拱底变形的影响由大到小依次为圆形非均匀收敛、椭圆形收敛、椭圆形非均匀收敛、均匀收敛,其中椭圆形收敛与椭圆形非均匀收敛的影响较为接近,均匀收敛与实际的拟合效果最差。隧道正交下穿既有隧道导致的地表沉降与地层中既有隧道变形模式不同,当隧道间距一定时,地表沉降为高斯曲线,而隧道变形可能表现为"W"形。     

潜艇尾流尺度的计算

在综合Ｍｅｒｒｉｔ等人对潜艇尾流实验研究的基础上，给出了潜艇尾流尺度的计算方法及典型算例结果。在稳定层化海洋中，潜艇尾流以圆锥形增长；在非层化海洋中，初期尾流也以圆锥形增长，但在浮力作用下，尾流垂向增长崩溃，然后以又薄又宽的近于矩形截面增长，最后垂向尺度趋于常值。对尾流影响最重要的参数是付汝德数和Ｂｒｕｎｔ－Ｖａｉｓａｌａ 周期。     

矿井隧道中电磁场能量的损耗

运用复玻印亭定理 ,研究了圆空矿井隧道中电磁场能量衰减和转换的方式 ,证明了圆空隧道中电磁功率的流失发生在隧道壁交界面处 .进而证明了圆形隧道充满煤介质时能量损耗与其电导率有关 ,隧道中悬浮的粉尘在电磁场作用下发生瑞利散射 ,散射功率的一部分构成损耗 ,能量损耗与粉尘分布密度成正比 .     

Collapse mechanism of deep tunnels with three-centered arch cross section

The possible collapse of different circumstances is derived with the help of the limit analysis theory.Analytical equations related to collapsing mechanisms in deep tunnel with smooth three-centered arc cross sections are derived on the basis of Hoek-Brown failure criterion and upper bound limit analysis.The pore water pressure is considered in the analysis,as a work rate of external force.Numerical results about the shape of detaching curve and the weight of collapsing block per unit length corresponding to different parameters are obtained with the help of mathematical software.The shapes of collapsing block are drawn with respected to different parameters.Furthermore,the effects of different parameters on the shape of detaching curve and the weight of the collapsing block are discussed.     

弹性半无限空间中矩形孔收缩的复变函数解答

随着城市建设的发展,矩形隧道的应用越来越多,但针对矩形隧道的理论研究却鲜有见闻。针对矩形隧道,建立了半无限空间矩形隧道的弹性理论计算模型,采用最小二乘迭代方法确定共形映射函数的各项系数,并将计算区域映射为复平面上的一个同心圆环;运用Muskhelishvili复变函数方法,将计算区域内的应力函数展开成为Laurant级数的形式,给定了地表零应力边界和矩形孔口径向位移边界,求得了半无限空间矩形隧道在给定位移条件下的应力场和位移场。分析了不同高宽比、不同泊松比、不同埋深对位移场和应力场的影响,总结了矩形隧道位移场和应力场的一般规律。结果表明：高宽比偏小、泊松比偏大、埋深偏小都会使得沉降槽不再是类高斯曲线的形状,这些参数的变化也会在不同程度上影响应力场和位移场的大小和分布。     

浅埋隧道复杂交叉口变形的数值分析

以重庆轨道交通六号线曹家湾站为工程依托,基于岩体非线性弹塑性理论,对浅埋隧道施工通道交叉段进行数值分析及力学特性研究。运用有限差分数值软件FLAC3D建立了浅埋隧道复杂交叉段的三维模型,研究了隧道交叉口3个不同截面的拱顶沉降和围岩收敛,以及初期支护钢筋的内力变化特征,并与现场监控量测数据变化情况进行对比分析。研究结果表明:主、支通道交叉区域段受力存在相互影响;3个截面的拱顶、内空位移均有明显变化;在交叉隧道拱顶、拱肩区域,初支钢筋受应力影响较大。     

往复式隔板絮凝池流场模拟与结构优化

目的为了合理地设计和优化混凝工艺，改善流场结构，提高混凝效果，并验证往复式隔板絮凝池的结构优化参数．方法应用计算流体力学（CFD）技术对往复式隔板絮凝池的流场进行了数值模拟．结果模拟结果表明转弯过水断面面积A1与廊道内的过水断面面积A2比值A为1．3时，絮凝池转弯处流速分布较合理，整个流场过渡较平稳．模拟结果还表明，将絮凝池直角拐角和隔板的矩形端面设计成圆弧形，可以消除拐角处的死水区，为絮凝过程创造良好的水力条件．结论应用CFD技术对絮凝池流场进行数值模拟，获得水流结构，分析研究其流场特性，能够为高效絮凝的理论研究与絮凝池的优化设计提供一定的依据．     

梯形隧道中电磁波的传播特性

梯形巷道是煤矿井下常见的一种巷道，用解析法求解梯形隧道中的Maxwel方程存在很大困难，应用有限元方法研究了梯形隧道中的波导场问题，并以微扰法为基础推导了波模衰减率的计算公式，编制了计算程序，根据计算结果，随工作频率的增加，衰减率减小，随隧道壁电导率的增加，衰减率减小，在工作频率f=500-1000MHz时，梯形隧道中主次波模的衰减率很小，结合实际情况，采用900MHz作为井下移动通信的工作频率是比较理想的。     

关于45GHz毫米波对矩形阻挡物的绕射研究

基于45 GHz毫米波室内通信测量对木板、镜子以及白铁板的阻挡绕射特性进行了研究.根据阻挡物材料的不同,分别提出三射线和四射线阻挡绕射模型.对12 mm厚的木板、6 mm厚的镜子以及0.35 mm厚的白铁板进行了矩形阻挡绕射测量实验.实验结果表明,在矩形木板阻挡下45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-4.28 dB,其衰减测量结果与提出的四射线模型仿真结果平均误差为-0.02 dB.在0.35 mm厚的矩形白铁板阻挡下,45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-18.2 dB.在镜子远离天线的情况下,面对发射天线时的平均传输衰减比背对发射天线时大1 ～2 dB,而在镜子靠近天线的情况下,其面对发射天线时测量的结果与白铁板阻挡下的衰减类似.