浅埋矩形顶管的“整体背土效应”研究

近年来,矩形顶管在地下空间开发中的应用越来越多,国内外学者针对顶管施工对周边地层的影响、顶推力、摩阻力、减摩措施、管节结构等进行了大量研究,并取得了丰硕的成果。但针对浅埋矩形顶管对其正上方土体整体影响的研究较少。结合矩形顶管浅覆土掘进试验,分析了正上方土体的整体破坏过程,提出“整体背土效应”概念。引入4个假定,建立了正上方土体简化模型,提出整体背土效应的前提条件与破坏条件,并给出了相应的预判方法。采用管土全接触理论、库伦剪切破坏强度准则与朗肯土压力理论进行分析,最终得出整体背土效应与顶程、管节宽度、管土摩阻力以及埋深的相互关系,并进行了算例分析。为今后类似工程避免整体背土效应提供一种新的预判分析理论。     

剪力滞对斜拉桥中Π形主梁弯曲刚度影响分析

按实际施工动态过程分析剪力滞对Π形结合梁斜拉桥中主梁弯曲刚度的影响。基于能量变分法引入简化的剪力滞翘曲位移函数,导出一种可以考虑剪力滞与Π形结合梁弯曲刚度耦合影响的实用梁单元。该方法每节点采用两个剪力滞自由度,可以处理斜拉桥中集中弯矩引起的剪力滞位移边界条件突变和施工动态过程中荷载和剪力滞位移边界条件不断变化的问题。结合某Π形结合梁斜拉桥进行数值分析并与实测数据比较,验证了本文方法的有效性与准确性。研究表明,剪力滞效应使斜拉桥中主梁的抗弯刚度减小,且在悬臂施工阶段比成桥阶段的影响更大;相对于简支箱梁和连续箱梁而言,剪力滞对Π形结合梁斜拉桥主梁弯曲刚度的影响相对小一些,在悬臂施工阶段其对中跨的影响约为2%~7%,对边跨的影响约为3%~12%。     

热力盾构隧道先盾后井施工衬砌接头变形机理与控制

先盾后井是热力盾构隧道建设中一种高效经济的施工工法。结合中国首例大断面热力盾构隧道工程,基于纵向等效连续化模型和弹性地基梁理论,对施工过程中衬砌接头受力特征和变形机理进行了分析,并提出控制措施;然后建立了衬砌接头全断面接触面单元数值模型,对控制效果进行分析和评价;最后通过现场监测,得到了不同施工阶段管片纵向轴力及接缝变形规律。研究结果表明:先盾后井工法施工中,衬砌接头变形分为两个阶段:基坑开挖及管片拆除,其中管片拆除为接头变形的主因,基坑施工中,基底卸荷产生的负弯矩作用于隧道上,导致邻近竖井管片底部轴力减小、环缝张开,拆除基坑内管片时,作用于端头管片的残余盾构推力和螺栓预紧力消失,导致管片纵向轴力进一步衰减,环缝二次张开;根据现场监测结果,提出的对邻近竖井的管片纵向拉紧并复紧连接螺栓,进行混凝土铺底及衬砌背后二次注浆的控制措施能够有效控制轴力损失,减小接头变形,施工中环向接缝最大张开量3.51 mm,满足隧道防水要求;采用全断面接触面单元建立的数值模型可以较为精确地模拟施工中管片接头力学行为,其结果可作为控制效果评价参考依据。     

地铁盾构管片接头抗弯刚度模型试验与数值分析

为研究盾构管片接头抗弯刚度力学特性,采用缩尺模型试验与数值模拟的方法对其进行了研究,得到了如下结果:(1)当弯矩值小于拐点值(150 kN·m)时抗弯刚度曲线可近似为一条过原点的直线,当弯矩值超过拐点值(150 kN·m)时抗弯刚度的曲线斜率变化明显,且曲率随着偏心距e的增大而增大;(2)进行了管片纵缝接头精细有限元模拟,数值模拟获取的抗弯刚度与模型试验获取的抗弯刚度趋势一致,但前者比后者大10%~20%。经过分析得到如下结论:(1)管片抗弯刚度的曲线是高度非线性的非单调函数,其斜率较为复杂难以用方程表示;(2)弯矩越大抗弯刚度越小,正弯矩的抗弯刚度绝对值明显大于负弯矩的抗弯刚度绝对值,在偏心距e固定的情况下,随着偏心轴力N的增大,抗弯刚度先增大后减小;(3)本文数值模拟所采用的方法和选用的本构关系可用于指导计算管片结头抗弯刚度。     

考虑接头正接触非线性的盾构#br# 隧道管片接头力学模型研究

因盾构隧道接头传力具有显著的接触非线性,接头力学分析一直是盾构隧道结构分析的难点。文章针对盾构隧道管片接头在轴力和弯矩作用下的非线性变形问题,提出一种新的接头力学分析思路,通过引入刚性面假定、基于位移的接头力学建模方法、反平方根滤值函数,建立管片接头正接触非线性力学模型。研究发现：接头具有多种接触状态,反平方根滤值函数可以有效的反映接头正接触非线性;管片接头力学性能可由管片混凝土和螺栓力学性能两部分描述,其中管片混凝土变形能力与位移偏心距有关,螺栓变形能力主要与预紧力有关;从狮子洋和南京长江盾构隧道的试验数据对比来看,接头正接触非线性力学模型是合理的,接头力学模型性能与接头试验结果基本吻合。     

基于Dynaform的波形片成形回弹研究

以某离合器波形片为研究对象,利用Dynaform有限元软件对波形片的成形回弹进行数值模拟,分析了波形片回弹前与回弹后的应力分布,研究了模具间隙及板料厚度对波形片回弹后成形高度的影响。模拟分析表明,波形片弯曲成形的圆角处变形比较剧烈,其应力值较其他区域值更大,且回弹后应力值的减小使得板料发生回弹,而回弹使得波形片成形高度降低,从而影响离合器从动盘总成的弹性;波形片的成形高度随着模具间隙的增大而减小,而随着板料厚度的增加而增大。试验结果表明,当板料厚度分别为0.6和0.8mm时,试验值与模拟值的误差变化范围分别为5.44%~7.54%和4.52%~5.93%,模拟结果与试验结果取得较好的吻合性。     

盾构管片力学性能试验机加载框架制作及安装

盾构管片力学性能试验机加载框架由上、中、下三层空间桁架结构组成。该反力架结构可以满足三环试验、两环试验和单环试验,其结构的主要支撑体系是由沿加载框架内环均匀布置24支、外环12支钢柱组成的。各加载框架分别由平面环形桁架和竖向角点柱组成。论文介绍了盾构管片力学性能试验机加载框架制作及安装工程的施工特点、质量控制和安全措施,针对其特殊性能有针对性地制定质量控制方案和专项安全保证措施。分析在实际施工过程中影响结构受力和变形的各种因素及采取的技术控制措施。     

论大倾角综放面圆弧段对支架稳定性的控制作用

急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面圆弧布置是解决工作面支架稳定性的创新方法。以东峡煤矿某工作面为背景,从现场监测支架荷载分布特征出发,提炼出急倾斜厚煤层长壁综放开采工作面支架4种基本失稳模式,在理论上推导出工作面支架稳定性临界状态方程,通过支架受力状态分析,阐述了圆弧段抑制工作面支架滑移和倾倒失稳的力学作用,建立了满足支架稳定性要求的圆弧段临界长度准则。给出了考虑不同煤层倾角和工作面斜直线段长度条件下,保证工作面支架整体稳定所需圆弧段长度的临界曲面。     

一种新的混沌键控方案——分段移位混沌键控

为了进一步提高混沌通信系统的数据传输率,提出了一种新的混沌键控方案——分段移位混沌键控SSCSK,它是一种多进制调制方案。将SSCSK中的参考信号等分成M个信号段,根据传送的M进制数字码元,将M个信号段循环左移n（0≤n〈M）段,即形成信息携带信号。通过对其误码性能进行仿真分析可知,在相同的误比特率条件下,在信噪比要求上,二进制SSCSK比DCSK方案大约小3dB,四进制SSCSK的误比特率与DCSK方案接近,在混沌信号长度相同的条件下,四进制SSCSK的信息传输速率比DCSK提高了1倍。     

基于误差控制的SAR投影失真快速校正算法

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展和广泛应用,为了更准确反映场景信息,几何校正成为SAR图像处理过程中的重要内容.文中根据机载SAR成像机理,分析了引起机载SAR图像几何投影失真的原因,并估算出其失真量,针对传统的非线性校正方法,提出了一种快速高效的基于误差控制的动态分段线性校正算法.该算法在保证SAR图像校正质量的前提下,通过控制SAR图像校正误差,用线性处理取代了非线性逐点运算,使得校正算法的计算复杂度大大降低.文中还从理论上推导出最佳的分段校正长度计算方法,可校正过程中动态调整分段长度,保证校正质量和运算效率.最后通过仿真试验验证了该文法的有效性和实用性.