深埋公路隧道复杂断面十字交叉施工稳定性数值分析

以在建郑西高速伏牛山特长公路隧道为研究对象,采用ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳＮＸ有限元分析软件模拟 深埋隧道主洞、排风斜井及辅助横通道采用十字交叉的开挖方式,对交叉口围岩位移、初支结构与围岩 间的相互作用以及支护结构受力的影响情况。结果表明:主洞开挖对十字交叉口沉降影响距离为（１．８ ～２．２）Ｄ１（Ｄ１为主隧道洞跨）,横通道的开挖对交叉口沉降影响距离为（１．５～２．０）Ｄ２洞径（Ｄ２为辅助 通道洞跨）;随着横通道的开挖,交叉口各部位同时产生沿Ｘ轴正向的水平位移;辅助横通道的开挖使 σ３最小值增长９０．７％,最大剪应力τ值增长１３０．８％,应力集中区由斜井交叉口转至辅助横通道交叉口 两侧拱腰;交叉段初期支护应力存在偏压现象,交叉段斜井顶部应力最大。     

高液限土半填半挖高边坡路基变形影响因素分析

高液限土使得半填半挖高边坡路基的沉降与边坡稳定性增加了不确定性,有必要对此种特殊 路基的变形进行影响性因素分析。借助ＡＢＡＱＵＳ有限元软件对某高速公路典型路基建立了数值模型, 分析了荷载大小、高液限土填方含水率、不良地基压缩模量、不良地基厚度的影响。结果表明荷载和不 良地基层的厚度没有对应力扩散产生影响,最大路基沉降均出现在距路堤１１．７ｍ处;高液限土填方含 水率和不良地基压缩模量的变化引起土体的应力重分布,对填方附近的路基沉降影响尤为显著。因此 在工程建设过程中要密切关注高液限土填方含水率情况,对于不良地基采取必要的加固措施。     

济南地区盾构隧道富水闪长岩物理力学特性试验研究

济南地区存在富水闪长岩地层,其强度离散性大,了解其性质对于盾构选型、刀盘配置及盾构 掘进施工等具有重要意义。以济南地铁Ｒ２线长途汽车站地铁站在建基坑附近钻芯获取的不同风化闪 长岩作为研究对象,通过电镜扫描实验在微观层面观察其结构和矿物组成,利用岩石耐崩解实验在宏观 视角分析其遇水崩解的发展程度,并根据单轴及三轴压缩试验得到相关力学指标,分析其对盾构掘进能 力的影响,可为盾构在类似地层中施工提供参考。     

综合交通枢纽施工对既有地铁隧道结构影响机制研究

目前关于多种构建筑物同时下穿车站这种耦合作用的相关研究较少,结合广州南大干线工程, 通过建立三维模型分析了南大干线高架段、会江涌改造以及穗西电力隧道施工荷载对地铁结构的弯矩 的影响,模拟了桥梁施工、会江涌改造和电力隧道施工的过程,获得了各工况下地铁二号线会江站结构 的变形及内力变化情况。模拟分析南大干线主线施工对地铁车站结构的影响可知,地铁车站结构水平 位移极值为１．０３７ｍｍ,竖向位移极值为隆起３．７０４ｍｍ,隧道结构弯矩极值为－１１５８．６７ｋＮ·ｍ,弯矩增 量为２８．５５ｋＮ·ｍ,增幅仅为２．５％,在工况基坑开挖步骤中,位移与弯矩同时达到最大值,为现场施工 过程提供可靠分析。     

盾构隧道下穿既有隧道施工影响的数值模拟

为了研究在盾构下穿对既有隧道结构以及地表产生的影响,以南大干线电力隧道下穿广州地 铁２号线工程为研究对象。基于ＡＢＡＱＵＳ有限元软件建立了隧道下穿地铁线路的三维模型,考虑在盾 构支护力以及注浆压力的影响下,探究了新建隧道施工对地表沉降以及既有地铁线路的位移、应力的影 响。结果表明:正交下穿施工过程中既有地铁线路位移主要以纵向沉降为主,对隧道管片轴向应力影响 较大;地表沉降槽并没有因既有结构的存在而发生变化,沉降曲线基本符合正态分布;随着支护应力以 及注浆的增大,既有线路的沉降量会减小,但是地表沉降量并不是单一递减。因此,在盾构施工过程中, 设置合理的掌子面支护力以及注浆压力是保证施工开挖以及既有线路安全的关键,要引起最够的重视。     

预制拼装综合管廊接头有限元计算方法研究

城市地下综合管廊作为城市的生命线保障城市正常运行,近年来随着施工技术与施工工艺的 提高,综合管廊的结构形式已有新的发展与变化,其中以预制拼装综合管廊为主。根据木桶效应可知, 预制拼装综合管廊接头的受力性能是管廊整体性能的关键,接头的受力与变形将影响到结构整体稳定 性与管廊渗漏水的情况等。为研究预制预应力接头在荷载作用下的变化规律,以数值模拟为研究方法 对某预制预应力综合管廊接头的受力情况进行分析,分别对该接头的破坏过程、普通钢筋及预应力筋变 化情况、接头抗弯刚度、接头截面变形情况进行研究,并与足尺试验结果进行对比,两者基本吻合。进一 步验证了该有限元计算方法的可行性,并为预制预应力综合管廊的接头受力性能研究提供依据。     

马马崖水电站溢流坝段三维深层抗滑稳定分析

复杂地基上重力坝的抗滑稳定问题一直是设计人员关注的重要问题。针对马马崖一级水电站 的复杂地质条件,分析了重力坝河床坝段群潜在的滑移模式,建立了坝体和坝基的三维有限元模型,利 用有限元应力代数和法和刚体极限平衡法对该溢流坝段的抗滑稳定进行了分析,研究了左岸非溢流坝 段与河床溢流坝段之间接触面黏聚力对大坝抗滑稳定的影响,同时分析了上下游岩体对坝段抗滑稳定 的影响。结果表明:采用应力代数和法计算出的抗滑稳定系数要比刚体极限平衡法得到的抗滑稳定系 数小;坝段之间横缝灌浆的黏聚力对河床坝段群的抗滑稳定具有重要的影响,考虑横缝灌浆的黏聚力作 用后河床坝段群的抗滑稳定性能满足规范要求。计算结果为马马崖一级水电站大坝的抗滑稳定处理措 施设计提供了参考。     

ROV扭矩工具系统研制与应用

ROV扭矩工具(TT)是深水水下油气田开发过程中使用的水下机器人(ROV)作业装备。ROV扭矩工具系统是以ROV为核心,包括扭矩工具本体和控制系统,其结构尺寸和工作能力与工作效率是影响水下作业的便利性与作业成本的关键因素。依托南海某气田水下生产系统,参考ISO13628-8等规范,设计出具有多尺寸自适应接口、牙嵌离合换挡结构和锁紧机构的扭矩工具及其控制系统。采用有限元分析软件对扭矩工具关键部件进行仿真分析。完成了扭矩工具的样机研制并进行测试。测试结果表明：水下ROV扭矩工具的锁紧、解锁功能,换挡功能,马达闭环控制功能均可实现,技术参数满足设计要求。研究成果对ROV扭矩工具及其控制系统的技术发展和产品开发均有借鉴意义。     

压裂泵液力端阀箱内腔结构优化研究

压裂泵液力端阀箱内腔在加工完成后会自然形成相贯线,该相贯线位置存在严重的应力集中问题。这些位置也是液力端阀箱常见的开裂位置,虽然通过相贯线倒圆角的方式可以减小应力集中程度,但是应力减小的幅度不是十分明显。针对此问题,通过有限元仿真对比的方式进行了阀箱内腔优化研究,提出了减小阀箱内腔应力集中程度的技术方案,同时提出了应用该方案时应注意的一些问题。研究结果对于提高压裂泵液力端使用寿命及优化压裂泵液力端设计具有一定的指导意义。     

喷嘴湿气井两相流在线计量装置研究及应用

传统的湿气井计量大多采用分离法,存在工艺流程复杂、造价高昂、占地面积大等缺陷。研制了以喷嘴为节流元件的湿气井气液两相流在线计量装置。应用Fluent软件仿真模拟了单相气、单相液、气液两相流过装置的流动特性,计算了虚高系数,建立了气液两相含率在线计量模型。CFD研究及现场应用表明:该装置模型计量精度高,气相计量误差在5%以内,液相计量误差在8%以内。该装置结构简单,可以将温度、压力、差压、气流量、液流量集成在一个表头显示,可以异地重复使用,维护量少,降低计量设备安装与维护成本,满足气田开发工程计量的需要。