地铁隧道局部冻结方案设计及参数分析

为了研究地铁隧道冻结工程中的冻结管形式选择和地表冻胀量控制问题,依托广州市轨道交通13号线北延线机场区间隧道冻结工程,采用了室内试验、现场实测、数值计算的方法,对保温工艺、形式和冻结孔间距、保温段长度、冻结时间对地表冻胀量的影响进行了研究。研究结果表明:冻结管采用保温材料隔热方式可有效实现局部冻结,但施工时保温材料需进行防水处理,防止因地下水进入保温材料造成导热系数增加;地表冻胀量与保温长度呈线性反比关系,且随孔间距的增大比例系数逐步减小,随冻结时间延长增大。根据实测数据、计算得到了适用于本工程工况的冻胀量预测公式;结合工程现场条件,分析了制冷能耗和冻胀量与孔间距的关系,提出了在保证地表冻胀量的前提下,尽量减少冻结孔间距达到缩减工期、能耗的目的。     

基于BIM技术的水工隧洞施工进度仿真研究

针对目前水工隧洞施工仿真模型与三维软件结合不足和未实现完整的仿真模拟2个问题,基于BIM技术开展水工隧洞施工进度仿真理论与施工进度4D化技术的研究。首先基于CATIA建立水工隧洞的三维参数化模型;再结合水工隧洞施工特点和仿真原理,建立水工隧洞施工仿真模型;最后提出水工隧洞4D实现框架。通过以上方法实现了水工隧洞施工进度的查询和施工信息的展示。实践证明,基于BIM的水工隧洞施工进度仿真模型可以实现施工进度的计算和施工强度的查询,以提高工程建设过程中的管理水平。     

桥梁断面涡激振动气动效应特性识别

为获取桥梁断面涡激共振过程中的气动效应特性,提出一种基于风洞试验的气动效应特性识别方法,首先提出涡振系统总体阻尼及刚度瞬时特性识别方法,在此基础上提出从涡振系统总体阻尼及刚度中分离气动阻尼及气动刚度的方法.以一个开口断面风洞试验数据为例对该方法的准确性进行了验证,并对该断面涡振气动效应特性进行研究.结果表明:识别得到的系统总体阻尼比为零的等高线与结构涡振响应曲线能很好吻合,从而验证了该方法的准确性.在此基础上对涡振过程中作用于结构的气动阻尼及气动刚度特性进行了研究,获得了气动阻尼及刚度随结构振幅和约化风速的变化规律,可为后续理论模型研究提供参考.     

掘进巷道爆破后排烟时间计算

为研究掘进面爆破后排烟时间,推导掘进面炮烟运移规律公式,对排烟时间影响因素进行灰色关联度计算,得出主要影响因素的敏感性大小排序为:巷道出口到掘进面迎头的距离(0.827)风筒口到掘进面迎头的距离(0.738)风筒供风量(0.628)炮烟中CO初始体积分数(0.547).在归来庄金矿掘进巷道中进行炮烟监测试验,研究了压入式通风条件下,风筒口到掘进面迎头的距离LO分别为10、15、20、25、30 m时,巷道出口到掘进面迎头的距离LP分别为40、60、80、100、120 m的排烟时间.研究结果表明:排烟时间随巷道出口到掘进面迎头的距离增加而变长,两者拟合成线性关系;排烟时间随风筒口到掘进面迎头的距离增加而变长,成非线性增加;排烟系数c与LO拟合成线性关系,并推导出不同工况下排烟时间的计算式;在试验及相似巷道的5个工况下进行验证,相对误差为6.1%,3.8%,5.4%、8.8%,9.3%,具有较好的准确性和可靠性.     

不同引渠形式下深式短管进口泄流能力的试验研究

为研究红岩河水库导流泄洪洞深式短管进口引渠形式由明渠改成涵洞后对其泄洪能力的影响,对其在明渠和涵洞两种形式下分别做水工模型试验,验证其水力特性。结果表明,较明渠形式,涵洞形式下的导流泄洪洞同水位下泄流量有不同程度的减小,下泄流量减小在导流泄洪洞进口为压力流状态时表现明显,且减小值随水位的升高而变大;大坝度汛期100年一遇洪水时,试验下泄流量较设计下泄流量约小6.35%;运行期100年一遇洪水时,试验下泄流量较设计下泄流量约小6.51%;运行期2 000年一遇洪水时,试验下泄流量较设计下泄流量约小6.95%。建议在将红岩河水库导流泄洪洞深式短管进口引渠由明渠改成涵洞形式后,需关注导流泄洪洞的下泄流量减小问题,避免由于水库下泄流量不足引起的大坝安全问题。     

寒区流冰撞击输水隧洞的数值模拟分析

位于西北寒区的长距离输水工程在流冰期输水过程中,不同流速和不同碰撞角度的流冰对输水隧洞衬砌会形成不同程度的撞击作用,导致输水隧洞衬砌产生破损,因此为了研究该地区流冰对输水隧洞的撞击作用,采用了理论分析结合数值模拟的方法。研究结果表明:当流冰速度一定时,随着流冰与隧洞衬砌碰撞角度的增大,其对隧洞衬砌的影响呈现出近似的非线性(多项式)关系;当碰撞角度一定时,随着流冰速度的增大,其对隧洞衬砌的影响呈现出近似的线性关系;综合不同组合工况还可以发现流冰速度对隧洞衬砌的影响作用要强于碰撞角度对其的影响作用,且碰撞角度对隧洞衬砌所受的撞击力及隧洞碰撞区位移的影响较为不明显。     

基于结构安全的水工隧洞施工仿真系统研究

水工隧洞施工情况复杂,目前的施工仿真计算大多只考虑开挖而缺乏衬砌和灌浆因素,故没有体现隧洞完整的施工过程;施工动态仿真一般根据仿真结果采用预制动画的形式实现,其实现过程复杂,模型不易修改,隧洞施工过程中结构状况例如围岩稳定、锚杆等支护的安全难以直观地确定。考虑隧洞施工各个工序结合系统仿真的方法,调用开挖、衬砌及灌浆的CYCLONE模型得到更为准确的进度计划,基于BIM技术实现施工动态可视化。针对目前较少涉及隧洞结构安全与进度计划耦合仿真,提出基于映射概念与反馈技术的隧洞施工期结构安全仿真方法,基于二次开发技术与数据库技术,采用VB.NET+PYTHON语言编制了一套水工隧洞施工仿真系统,实现与工程施工进度相结合的结构安全判断,为工程师提供良好的数据支持。     

水平旋喷桩加固技术在隧道细砂层中的应用

国内隧道施工技术向“长、大、深”趋势发展,伴随而来的是开挖中遇到各类复杂不良地质,如何既保证施工安全又保证开挖质量,是隧道施工穿越不良地质研究改进的重点。文章结合浩吉铁路王家湾隧道细砂层段落开挖施工,运用水平旋喷技术对软弱不良地层进行加固,形成壳状止水固结体,提高了围岩稳定性,有效解决了隧道开挖过程中涌砂、涌水等问题,保证了施工安全,为类似不良地质隧道施工提供了借鉴经验,具有明显的经济效益和一定的推广价值。     

不同本构模型下建筑荷载对近邻地铁的沉降影响分析

针对高层建筑施工对近邻地铁隧道产生的影响,采用MC模型及CY模型两种土体本构模型,预测分析新建高层建筑荷载对紧邻地铁区间隧道及周边地表的沉降影响。结果显示,在计算参数均相同的条件下,两种本构模型得到的建筑荷载对周边土体的影响范围是一致的,但是该影响范围内的地表及隧道结构竖向沉降差异较大;根据工程经验,认为CY模型更符合真实情况。     

高速公路路基、桥梁与隧道的衔接方案研究

对于高速公路建设项目而言,路基、桥梁与隧道的衔接处理是至关重要的一步,它不仅影响着高速公路的美观与行车舒适度,同时也影响着日后的安全运营,因此优化高速公路的路基、桥梁与隧道衔接方案是必要的。本文先简单地介绍桥隧连接施工技术,再针对工程建设中因断面宽度不同而导致的衔接问题,分析其结构组成及产生的原因,阐明对路基、桥梁与隧道衔接的优化处理,达到安全、适用和美观的效果,把因衔接问题带来的不良后果降到最低。