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。     

三边形桅杆风荷载谱模型试验研究

对三边形格构式桅杆进行了均匀流和两种紊流下的高频测力天平风洞试验,得到了顺风向、横风向和扭转向的气动力系数以及脉动风荷载谱。采用基于风速谱的数学模型对顺风向脉动风荷载谱进行拟合,验证了该经验公式在不同流场下的适用性。根据试验所得横风向和扭转向脉动风荷载功率谱曲线的特点,建立由紊流激励和旋涡脱落激励两部分组成的谱函数数学模型,最小二乘法拟合结果与风洞试验结果吻合良好。横风向脉动风荷载谱以紊流激励为主,紊流强度15%时旋涡脱落激励贡献仅占10%,扭转向脉动风荷载谱中旋涡脱落激励贡献明显增大,达到40%。     

某工程爆破及机车振动作用下房屋响应的研究

工程爆破及震动对地表建筑物会造成一定程度的损伤.以临合高速公路为背景,对该工程隧道爆破及机车震动的强震动实时测试和分析,并对附近房屋的损伤程度进行了宏观调查,分析得出地表震动特性、震动影响范围和程度,及其对房屋结构的影响.为类似工程爆破及震动的设计及施工安全管理提供参考和依据.     

基于二次受力的隧道套拱加固损伤衬砌模型试验

松动荷载引起损伤衬砌失稳是不良地层隧道运营期间关键的科学问题.针对此问题,研制了双车道公路隧道带缝衬砌套拱加固模型试验加载装置,可对衬砌结构任意位置施加松动荷载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,解决了衬砌加固二次受力的“瓶颈”问题;开展1∶10模型试验,研究了松动荷载作用下损伤衬砌套拱加固补强效果,对比变形特性、力学响应及破坏模式.结果表明:衬砌结构刚度随荷载增加而退化,套拱加固有效修复受损衬砌,整体结构刚度明显增大,损伤严重衬砌经套拱加固后承载力仍可提高1倍;原衬砌结构破坏位置为拱顶、拱肩和边墙;套拱加固带缝衬砌构件关键控制截面为拱顶和墙脚,拱顶易发生大偏心压弯破坏,建议加强拱顶纵向配筋,提高抗拉承载力;墙脚出现斜裂缝,属于压剪破坏,应增设墙脚箍筋,以提高抗剪承载力.     

Numerical Simulation of Energy Saving Potential in Dispersing Process of Blasted Smoke in Mines

The dispersing process of the blasted smoke in underground mines by ventilation is very important for the safety of personnel, and its energy consumption is also worthy of concern. In this study, the impact of supply air flow rate on the decay process of harmful gases and fan energy, and the role of harmful gases buried by blasted pile in the smoke dispersing process is analyzed with three-dimensional numerical simulation. According to the results, air flow facilitates quick smoke dispersion and the gas emits from the blasted pile is only significant at the beginning of ventilation. It is thus recommended that large amount of air supply is taken to disperse the smoke quickly until the concentration of harmful gases reaches relevant standards, and reduce the amount of air in the remain time with frequency conversion technology to save energy. In the given study, 12 m/s air flow rate is taken for dispersing smoke and 3 m/s air flow rate is taken for the waiting time. The energy consumption for ventilation is reduced by about 50％. In addition, due to the gases in the blasted pile remains very high concentration after the dispersing process, it is recommended to keep suitable amount of ventilation in the consequent process.     

热力隧道上穿既有地铁6号线隧道方案比选

随着城市地下轨道交通的发展,上穿既有线路的情况时有发生.由于新线穿越既有线路不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降,而地铁运营对变形又有着非常严格的控制标准,所以选择最合适的施工方法十分重要.以热力隧道上穿北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间工程为依托,通过三维数值模拟软件FLAC3D分别对从左侧竖井向右侧竖井开挖热力隧道;右侧竖井向左侧竖井开挖热力隧道;从两侧竖井向中间开挖热力隧道三种施工方式进行数值模拟分析.并从三种施工方案中比选出对既有地铁运营区间影响最小的施工方法.通过进行安全分析可以表明:从两侧竖井向中间开挖热力隧道能有效减小地铁6号线运营区间的变形,为更加合理的施工提供了重要依据.