基于RBF神经网络隧道围岩变形预测研究

采用RBF人工神经网络,建立非线性人工神经网络模型,根据隧道监控量测位移监测资料,对隧道开挖过程中周边位移进行预测,研究结果表明:采用RBF神经网络进行隧道位移预测,其预测精度高、可靠性好,研究成果为隧道掘进过程中的施工控制和预测预报提供一种有效方法。     

大断面异形盾构同步注浆两阶段复合扩散机制及压力时空分布模式

异形盾构在隧道断面形式多样化发展的情势下越来越多地出现在地铁建设中，因其自身几何形状特性所对应的非常规盾尾间隙和复杂的浆液流动路径让注浆施工控制较为困难，长时间的拼装过程亦使得浆液压力重分布更难明晰。在分析盾构同步注浆充填运动特征和渗透扩散机理的基础上，通过考虑浆液的非预定填充轨迹、黏度时变性以及驱替/渗滤效应，建立更加符合实际情况的浆液填充与渗透复合扩散模型，推导浆液压力和时空扩散距离的理论计算式。由此统一注浆过程中浆液的填充扩散与渗透扩散两阶段，整合浆液压力的传递和消散过程，依托类矩形盾构工程实例获得压力沿管片的3D时空分布规律。研究表明：浆压的传递与消散对管片总的及单位面积受力均有显著影响，填充扩散的计算结果呈上小下大，重力主导的趋势，竖向梯度约为16kPa/m,压力曲线更加饱满，压力槽现象不太明显；该地层和参数条件下的渗透消散计算结果呈非线性变化特征，前期较快后期较慢，达到稳定时间更短，不透水层的形成使得最终浆压与静水压力的差值达到初始渗透压差的46%左右。文中提出的两阶段注浆扩散模型与现场实测结果更加接近，浆液压力分布的局部趋势、波动特征及消散规律与传统方法计算出的结果有显著...     

盾构同步注浆浆液固结及压力消散两相渗流理论模型研究

盾构隧道同步注浆过程中,由于浆液注入盾尾间隙后的压力高于地层静水压力,所以浆液会扩散到地层中发生渗流,并随着时间发生固结,浆液压力随之消散。在现有的分析模型中,浆液在地层中的渗流被看作单相流问题,忽略浆液与地下水在地层中渗流的差异性。在现有解析公式的基础上,将浆液在地层中的压力消散和渗流视为二维的两相流模型,分析浆液渗流以及驱替作用下地下水渗流引起的水头损失,并且考虑浆液黏度时变性的影响,推导盾构同步注浆浆液固结及压力消散的两相渗流理论模型。研究结果表明,浆液黏度时变性对浆液固结及消散的压力稳定值和体积损失率等计算结果有较大影响,浆液固结及压力消散理论模型中应根据固结时间和浆液扩散范围考虑浆-水两相渗流过程。     

高速公路隧道交通安全问题研究

近年来,我国在高速公路建设中取得了巨大的成就,公路隧道的数量不断增加,但随之而来的是运营期间的各种交通事故屡屡发生,公路隧道的运营风险分析也就越来越引起人们的重视了.文章从高速公路隧道交通事故原因出发,结合隧道特点和交通事故特征,以人-车-路-环境体系为基础,多角度、多方面分析了隧道交通事故发生原因,为进一步研究提供参考.     

异形盾构全断面刀盘切削土体的流动特性仿真研究

随着城市地下空间的不断发展和隧道工程项目的增多,城市可供使用的地下空间用地正在减少。异形盾构由于其对空间利用的优越性,已经受到越来越多的关注。但异形盾构刀盘全断面切削性能大大受限于非常规的结构形式,为获得对异形盾构刀盘切削性能和土体的流动特性的深入理解,采用离散单元法(DEM)进行数值分析。通过研究不同推进工况下,刀盘切削过程中土体的流动特性,以及异形盾构刀盘切削速度和推进速度对土体流动特性的影响,对异形盾构全断面刀盘切削机理进行探索,并可提供借鉴。     

盾构掘削土体颗粒运动规律及传力特性DEM研究

土压平衡盾构掘进时土舱压力的设定往往缺乏足够的理论支撑,其内部掘削土体颗粒的运动规律也无法直观展现。基于离散单元法(DEM)对土舱内砂卵石颗粒集合进行三维精细化仿真,通过支持向量机反演标定细观接触参数,获得了土舱内部颗粒流速度场分布情况和运移沉积规律,纵向上从土舱前端到隔板流动效果越来越差,横断面上靠近辐条外边缘及支撑柱附近区域的流动性较好,结合局部滞流特征提出了土舱内部结构优化措施。进一步阐述土颗粒内部接触力链变化更迭特征,分析了土舱隔板压力分布情况,其总体上呈现隔板压力左右对称,从上而下逐渐增大的特征。同时揭示了在砂卵石地层中开口率为66%的辐条式刀盘盾构机土舱隔板压力与刀盘前支护压力的映射关系,DEM计算所得压力传递系数为0.771 1,土舱隔板压力的合理设定值为47.08 kPa～70.69 kPa,研究成果可为砂卵石地层盾构土舱压力的设定提供理论基础。     

基于赫巴流体的盾构同步注浆三维扩散机理

盾构施工中复杂的地质环境和各种类型的开挖断面使得注浆施工控制较为困难。本文基于赫巴流体本构模型,分析了同步注浆阶段的浆液充填扩散与渗透扩散过程。建立了涵盖充填扩散与渗透扩散过程的盾构隧道壁后同步注浆浆液3D扩散理论模型,并分别推导了相对应的计算公式。使用工程实例和注浆试验结果验证了该模型,并对影响浆液扩散的主要因素：浆液密度、盾尾间隙厚度、注浆压力、注浆率和地层渗透系数进行了敏感性分析。研究表明：在环向充填阶段,浆液在注浆孔两侧的消散速率随着浆液密度的增大而减小,而盾尾间隙厚度几乎没有影响;在轴向充填阶段,浆液充填压力随着时间的推移而消散,消散速率随着盾尾间隙厚度的增大而减小。在径向渗透扩散阶段,浆液径向渗透扩散深度随着地层渗透系数和注浆压力的增大而增大,而浆液密度和盾尾间隙厚度几乎没有影响。     

下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点试验研究及非线性有限元分析

针对深圳福田区大型地下车站底层主体结构的工程建设提出一种新型的下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点构造形式。首先根据相似性原理,对其进行了正常使用工况和极限工况下的单调加载试验和破坏试验;分析该节点形式的变形、应变、裂缝的开展,破坏形态以及最终承载力能否满足设计要求;然后在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对此试件进行非线性数值模拟,试验结果与有限元结果吻合较好。研究表明:该节点传力路线明确,受力性能良好;承台的存在增强了节点的整体性,改善了节点的受力性能;此新型节点能满足正常使用工况下的承载力设计要求,根据分析结果改进后的新型节点已经用于实际工程实践。     

五轴高速高精加工的新型插补算法的研究

传统CNC系统提供的直线和圆弧插补功能不能满足曲线和曲面造型的加工要求.本文针对当前五轴高速高精加工复杂轮廓零件的需求,设计一种新型的四元数-五次样条插补算法.具有该插补功能的CNC系统在进行加工时,不仅缩短了程序处理时间,而且改善了速度、加速度和有限加加速度的平滑程度.将算法在MATLAB中进行仿真实验,实验结果证明了该算法的可行性和可靠性.     

四元数球面Bézier样条插补算法的研究

为了简化五轴CNC数控系统中的刀具定向运动的编程工作,提出一种基于四元数球面Bézier样条插补算法.该算法根据建立的刀具运动的空间数学模型,实时插补计算出刀具路径点和刀具定向矢量.实验结果表明,该算法不仅保证了刀具平移运动和旋转运动的同步协调性,而且有效的提高了加工精度,满足了五轴高速高精的加工要求.