聚焦电流法隧道超前探测模型实验

提出了聚焦电流法进行隧道超前预报。采用两种电极布置方式——只用屏蔽电极探测的An供电装置和在屏蔽电极中间再加一电极同时供电的An-A0供电装置。土槽模拟实验结果表明：当掌子面不断接近异常体时,观测电位逐渐下降,可利用下降点和拐点进行预报;注意区和警示区的形态如手电光,表示本方法具有聚焦探测效果。超前探测的距离与电极距和异常体大小有关,电极距越大,异常体越大,异常体越早被探测到;An-A0供电装置比An供电装置效果好。     

地震地质超前预报技术对后山坪隧道富水性的成功预报

隧道地质超前预报技术(TSP)自引进中国以来,此项技术应用较广.然而由于技术水平的掌握程度参差不齐,对资料的解译生吞活剥,很多时候处理参数死搬硬套,技术员并不能将TSP提供的弹性参数完全用于对隧道掌子面前方地质情况的判断.本文通过一个实例将泊松比应用于对隧道前方含水性的判断,取得了较好的效果,为合理利用泊松比判断掌子面...     

组合爆破法TSP超前地质预报研究

为同时提高TSP隧道地震波超前地质预报距离和精度,采用组合爆破法改进了原TSP超前地质预报信号触发方式,提出了激发孔中心距经验公式.选用延时误差为几微秒或零点几微秒的瞬发雷管,引进延时测量仪测量雷管起爆延时,可有效减少地震波信号走时误差,提高预报准确度.采用组合爆破法可同时获得高能量与高频率的地震波信号,使超前地质预报在距离和精度两方面均得到了提高.该方法在宜万铁路云雾山隧道、沪蓉西高速齐岳山隧道和龙潭隧道得到了成功应用.     

隧道施工中地质超前预报方式探讨

本文就隧道施工中面临的复杂地质状况探讨了常用的超前地质预报技术方式、预报原理及科学实践策略,对快速、及时、准确的预报隧道地质状况．提升隧道施工质量水平有重要的实践意义。’     

超前地质预报在隧道施工中的应用

本文介绍了用地质雷达进行超前地质预报方法的基本原理,以坪子上隧道施工中超前地质预报为例,总结了超前地质预报的应用成果,为地质雷达在隧道超前地质预报中的应用积累了经验。     

TSP-203系统在隧道超前地质预报中的应用

介绍了TSP-203系统的工作原理及资料分析解释的基本依据。该系统能长距离预报隧道施工前方的地质变化：如断层破碎带、软弱岩层及其他不良地质地段,其准确预报范围为掌子面前方100-150 m;在大多数岩层结构中,它的有效预报范围可达100 m（以隧道掌子面为基准）,在坚硬的岩层中甚至可高达200 m,能够为隧道施工方提供可靠的地质资料,指导隧道安全施工。在总结大量公路隧道超前地质预报工程项目的实践经验的基础上,通过工程实例说明该系统在隧道超前地质预报中的应用效果。     

超前地质预报在隧道施工中的应用

本文介绍了用地质雷达进行超前地质预报方法的基本原理,以坪子上隧道施工中超前地质预报为例,总结了超前地质预报的应用成果,为地质雷达在隧道超前地质预报中的应用积累了经验。     

隧道超前地质预报的方法探讨

当前隧道超前地质预报在隧道施工中变得越来越重要,对于如何选择合理有效的预报方法,进行了详细探讨。首先分析了我国现阶段所有的超前地质预报方法的优缺点,然后通过对比分析,提出了隧道的超前地质预报以TSP法长距离探测为主,同时有效地与探地雷达短距离探测相结合的预报方案。通过对邵怀、常吉高速公路的多个隧道的应用研究,此方案取得了很好的预报效果,给施工单位提供了有效科学的指导。     

陆地声纳法在隧道不良地质超前预报中的应用

在隧道施工过程中经常遇到断层、溶洞、突水及突泥等无法预料的地质灾害,给施工带来重大灾难和无法估计的经济损失.为了保证隧道施工安全,对掌子面前面地质情况进行准确及时的超前预报具有重大的工程价值.陆地声纳法作为地震反射法的一个变种,是一种易掌握、仪器轻便的隧道掌子面前方地质预报方法.该方法与其它常归物探方法相比,可避开许多干扰波,可单道连续采集,并且有分辨率高,偏移距小,反射能量高等特点.在详细调查某引水隧道沿线工程地质情况的基础上,结合陆地声纳的探测结果,对掌子面前方的断层、溶洞和可能较大的涌水点的位置进行了预测.结果表明该方法对断层、破碎带、溶洞的探查精度较高,对水的探查可作为辅助手段.     

TSP超前地质预报异常地震波信号

隧道地震波预报(tunnel seismic prediction, TSP)超前地质预报系统已在国内外多条隧道中成功应用,做为一种应用最为广泛的长距离预报手段,在隧道施工地质预报中发挥了巨大的作用.在TSP数据采集过程中,会遇到复杂多变的围岩和现场条件,采集到的地震波波形也会千差万别.研究了几种常见的异常原始地震波波形特性和成因,并提出采取相应的措施,避免产生和接收异常信号,提高TSP地震波信号质量,为增加TSP数据解译的准确性和可靠性打下坚实的基础.     

焊缝的超声波检测与有限元仿真

为了避免超声波在检测焊缝的过程中因噪声信号干扰而导致结果的错估,首先采用MUTLI软件中的超声波衍射时差法（TOFD）来检测人为的焊缝缺陷试块,得到准确的A扫图与TOFD图像;然后利用ANSYS软件模拟仿真超声波的检测过程,根据惠更斯原理建立超声波检测的有限元数值模型.将超声波的传播过程看做对试块的加载过程,从不同的节点上施加具有时间延迟的载荷,得到声压幅值图像.对比分析实验幅值图像与仿真幅值图像,两种图像的相似度很高,证实有限元仿真方法有助于超声波对焊缝的检测.从仿真的幅值图像中可以判定实验图像中的干扰信号,对检测结果的误差分析具有很大的帮助.     

基于梁格法及板壳有限元法的立交桥空间分析

研究了城市立交桥多股匝道交汇处的异形梁结构的空间受力特性．以某立交桥异型梁为工程背景,采用梁格法模型及板壳有限元法模型对该异型结构进行了对比计算分析,分析研究表明：相对于实体板壳有限元法,梁格法作为一种介于平面和实体有限元方法之间的结构计算方法,其计算简便、高效、实用,可以用于工程设计．     

光滑节点域有限元法

本研究采用与有限元法(finite element method, FEM)相对照的方式,论述了光滑节点域有限元法(node-based smoothed finite element method, NS FEM)节点域的形成方式,光滑应变矩阵的求解步骤以及光滑有限元形函数的计算方法。利用matlab对典型算例进行编程分析,结果表明NS FEM计算刚度矩阵偏软,位移和应变能为解的上限,应力、应变和应变能具有良好的计算精度且不会产生体积锁定现象等。     

利用RKDG有限元方法追踪运动界面

本文首先介绍了用于运动界面追踪的Level Set方法,并简要分析了其优缺点。与其它的界面追踪方法相比,Level Set方法较灵活,无须进行复杂繁琐的界面重构,编程简单,所需要的计算量和存储量不大。然后将RKDG有限元方法推广到Level Set方程的求解,对二维流体中常见的常数流场、旋转流场和剪切流场做了追踪模拟,并与其它几种运动界面追踪方法做了比较。数值实验表明,本文的方法可以比较准确地捕捉运动界面,得到了分辨率较高的计算结果。     

裂隙介质渗流的光滑多尺度有限元法

针对材料的非均质、多尺度问题,提出了光滑多尺度有限元法。将该方法用于求解裂隙介质的渗流问题,采用双重介质模型进行模拟。利用初始时刻的全局细尺度解确定边界条件构造多尺度基函数,从而将局部非均质信息和孔隙-裂隙流体流动耦合的全局信息同时反映到多尺度基函数上,由此在粗尺度上获得精确解。光滑多尺度有限元将应变光滑技术引入到传统多尺度有限元中,简化了宏观矩阵的组装,克服了常规有限元计算刚度过硬的缺陷。计算结果表明:光滑多尺度有限元的结果与常规有限元的细尺度解有很好的一致性,并且比传统多尺度有限元计算效率高、精度好。     

塑性加工中的一种广义有限元方法

目前的塑性加工三维有限元分析软件存在着不能直接进行优化设计的关键问题，严重制约了这些软件的应用效果。为解决此问题，比较分析了有限元法和上限元法的优、缺点，它们的缺点必须用含有更具体的专业基础理论的单元分析法才能克服，因而提出塑性加工的模型元分析法。初步说明模型元分析法的基本原理、解题思路，以及模型元分析法与有限元法、上限元法在同一环境中的互补关系，证明模型元分析法的适用性。指出模型元分析法是实现塑性加工分析软件智能化与优化设计功能的可行方法。     

小波伽辽金有限元法及其应用

小波理论为有限元方法提供了许多不同的基函数和多尺度分析方法，需要根据具体分析问题进行选择,本文首先介绍了Daubechies小波函数、尺度函数，给出了尺度函数高阶导数的改进求解方法、利用尺度函数作为基函数得到了小波伽辽金有限元法．用此方法求解弹性地基上的有限长梁，从结果对比可以看出其解具有良好的精确性和收敛性．此求解步骤可以应用到通常的微分方程求解中．     

玻色-爱因斯坦凝聚基态解的有限元数值计算

求三维玻色-爱因斯坦凝聚（BECs）问题基态解的计算量很大,可将具有径向对称性的三维BECs问题降维为一维雪茄型问题,采用有限元虚时方法进行离散求解并对非线性项进行线性化处理。数值算例显示算法具有最优的二阶精度,计算量很小。     

超声波衍射时差法检测的有限元仿真

超声波检测是常用的无损检测方法,因超声波传播过程复杂,含有各种噪声信号,使缺陷衍射信号夹杂在大量噪声中难以被辨识出来,导致检测结果抽象.为了更好地应用超声波衍射时差法（TOFD）检测技术,对超声波衍射时差法的机理进行了有限元分析.首先,利用TOFD实验检测了带有人工缺陷的焊接钢板,提取了带有噪声的检测信号.其次,用ANSYS软件模拟仿真了超声波在工件中的传播过程,建立了焊接钢板和人工缺陷的有限元模型,分析确定了缺陷衍射信号.最后,对比了仿真结果与实验结果,发现仿真结果符合实际检测情况.结果表明超声波有限元仿真方法可以用于缺陷的定量与定位分析,为实际检测复杂的工况提供了可靠的评判依据.     

UCM流体的最小二乘有限元解法

提出了求解UCM流体的最小二乘有限元方法。将稳态不可压缩蠕动流的UCM本构方程,利用速度和应力的近似值进行线性化。建立由所有方程残量的L2范数加权和构造的目标泛函,将微分方程组的求解转化为目标泛函的极小化问题。利用目标泛函对应的欧拉-拉格朗日方程建立迭代格式,最后使用有限元方法求解迭代方程。