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关键词： 隧道通风   热位差   数值模拟   瓦斯浓度   自然风  

摘要： 随着我国交通强国战略的实施,隧道工程得到了快速发展,同时隧道工程的建设不断向西南地区延伸。然而西南地区地质状况复杂,在隧道修建工程中,经常会穿越煤矿地层,从而导致隧道中时常会有瓦斯溢出。此外特长公路隧道的长度较长,普通的风管通风不能满足施工的要求,为了加强通风保障隧道内施工人员的安全,因此一般特长公路隧道会修建斜井来加强隧道通风。但在带斜井特长隧道施工通风设计时,容易忽略掉斜井热位差对于整个隧道通风系统的影响。因此有必要对带斜井的公路隧道施工通风进行研究,从而有效利用自然风提高隧道通风的效率。 本文总结了国内外的相关研究文献,以重庆市北碚区中梁山隧道为依托工程,通过理论分析、现场数据测量、数值模拟等方法,分析了带斜井公路隧道热位差对隧道通风的影响,并展开了以下研究: (1)结合中梁山隧道,分析了中梁山隧道的通风方式和隧道结构,同时对隧道内外温度、隧道内风速和瓦斯浓度进行了测量。对隧道的通风网络进行了计算,得出了不同情况下,隧道内部的通风量大小。通过对现场测量的数据分析得出,在现有的通风方式下,夏季时隧道内部的通风受到斜井热位差的影响,通风速度较小;其次,在一年四季变化中隧道内温度较稳定,而环境温度变化幅度较大;最后,通过瓦斯浓度监测发现当前隧道工区属于高瓦斯区,隧道瓦斯的溢出具有突发性,且瓦斯浓度超过0.05%。 (2)根据中梁山隧道结构设计资料和通风方式,建立了斜井热位差隧道通风的物理模型,利用Fluent仿真软件对斜井热位差的公路隧道施工通风进行了模拟,分析了不同环境温度和隧道温度条件下,隧道内部的风速大小、风速方向和瓦斯扩散规律。在斜井热位差的影响下,总结得出,冬季时,斜井内部风流方向是由主洞流向斜井洞口,且瓦斯气体主要由斜井和右洞排出;夏季时,斜井内部风流方向是由斜井洞口流向主洞,且瓦斯气体主要由左洞和右洞排出。 (3)为了加强隧道内部空气的流动,提高瓦斯气体的排除速率,在隧道内部设置了射流风机。根据中梁山隧道内部的射流风机布置情况,建立了射流风机通风模型,利用Fluent仿真软件,在有射流风机的情况下对斜井热位差的公路隧道施工通风进行了模拟,分析了不同环境温度和隧道温度条件下,隧道内部的风速大小、风速方向、通风死区和瓦斯扩散规律。研究发现,在冬季时,射流风机与热位差产生的自然风风向一致,有助于隧道内部通风;在夏季时,射流风机与热位差产生的自然风风向相反,不利于隧道内部通风,斜井通风的效率变低,隧道内部风速减小,通风死区变大,瓦斯扩散速率减小。 (4)根据中梁山隧道目前施工通风存在的问题,结合了隧道的实际情况,提出了基于热位差利用的隧道施工通风优化方案。按照季节变化的规律,灵活利用射流风机,使射流风机风流方向与斜井热位差产生的自然风方向始终保持一致,对于射流风机风流与热位差产生的自然风方向不一致的工况进行了优化模拟。分析了优化后隧道内的风速大小、通风死区大小、瓦斯扩散浓度的变化,总结得出了在优化后隧道内整体风速提升,通风死区减小,瓦斯扩散速率变大以及瓦斯浓度变小。同时计算了局部射流风机的诱导长度,根据通风死区的位置,提出了局部射流风机的布置方案。

关键词： 富水砂层   锁扣钢管桩围堰   相邻基坑   现场监测   数值模拟  

摘要： 在我国西北地区,富水砂层分布广泛。这种地层的土质较为特殊,具有潜水含量高、渗透性好、自稳能力差以及区域差异性强的特性,为保证施工安全,该地层的基坑支护结构在受力变形方面有着较高的要求。相邻基坑工程的开挖不仅需要考虑自身基坑开挖的扰动变形影响,还须注意周边相邻基坑开挖引发的一系列相互影响作用。目前关于富水砂层地区相邻围堰的受力变形规律研究较少,可供参考的工程实例有限,因此在该地区开展相邻基坑开挖条件下锁扣钢管桩围堰受力变形规律的研究具有一定工程实用价值。 本文以西安地铁十号线渭河特大桥W06#锁扣钢管桩围堰为例,结合工程项目实际情况,采用实测数据统计分析与有限元数值模拟相结合的方法,研究富水砂层地质相邻基坑开挖锁扣钢管桩围堰的受力变形影响规律,以期为后续相关围堰的设计和施工提供参考与借鉴。本文的主要研究工作及成果如下: (1)基于工程实际情况,结合现场监测数据,分析得出富水砂层锁扣钢管桩围堰桩顶水平位移及沉降累计变化时程曲线和桩身沿深度方向的变化规律,并初步总结围堰内支撑轴力及周边地表沉降规律。 (2)通过理论计算施加在钢围堰上的土压力和水压力,利用MIDAS对锁扣钢管桩围堰建立了三维几何模型,分析各个不利工况条件下围堰的应力和变形,并与现场监测结果对比,发现模拟值与实测值吻合度较高,但模拟计算得到的围堰水平位移大于实测值,理论计算结果偏为保守。 (3)采用有限元分析方法对富水砂层相邻基坑在同步开挖和先后开挖工序下锁扣钢管桩围堰受力变形规律特性开展研究,研究结果表明:在基坑开挖过程中,由于受到相邻基坑施工与支护的影响,坑间围堰结构的受力变形特征与基坑远端存在明显差异。 (4)结合富水砂层相邻基坑在同步开挖和先后开挖工序下的锁扣钢管桩围堰变形结果,与单独基坑的围堰变形进行对比分析,相邻基坑间由于存在相互影响作用,单独开挖基坑变形大于相邻基坑工序下的变形,而相邻基坑同步开挖工序的变形小于先后开挖下变形,综合分析得出:基于变形控制考虑,相邻基坑在同步开挖工序的变形控制效果较好。

关键词： 筏板基础   大体积混凝土   水化热   温度裂缝  

摘要： 本文以某住宅建筑项目筏板基础大体积混凝土施工为例，对大体积混凝土施工技术的应用、施工难点以及预防处理措施进行分析，讨论如何有效保证工程施工质量，希望能为施工实践提供相关参考。

关键词： 毁伤效应   威力场重建   神经网络   代理模型   视景仿真  

摘要： 现代战场上由于弹药的快速消耗,弹药供应日益紧张,仅采用传统基于杀伤半径等威力指标进行弹药使用的决策带来了弹药浪费,如何获取准确的动爆威力时空场,高效利用弹药、提升精准毁伤效果已成为世界各国研究热点之一。本文针对杀爆战斗部首先开展了动爆条件下的数值仿真方法研究,获取不同装药参数、运动参数和姿态参数的威力场数据集,基于神经网络算法建立冲击波及破片的威力场代理模型,采用视景仿真技术实现了2D/3D动爆威力场可视化,开发的软件实现了杀爆战斗部动爆威力场的快速重构。主要研究内容如下: (1)为了获取动爆威力场数据,设计了6因素5水平正交仿真试验方案,利用LSDYNA仿真分析了不同当量柱形装药在不同动爆条件下的冲击波形成及传播,同时利用AUTODYN仿真分析了不同装药带壳战斗部爆炸后破片的形成及飞散,获得了杀爆战斗部起爆后冲击波及破片的分布规律。通过试验与工程计算验证了仿真结果的合理性,数据能够满足动爆威力场重构的精度需求。 (2)基于仿真获取的数据,利用BP神经网络算法构建了动爆威力场代理模型,研究了PSO粒子群法和迭代优化算法对BP神经网络的优化性能,进一步提出了迭代优化神经网络建模流程,提高了动爆威力场神经网络代理模型精度,实现了冲击波及破片威力场的重构。冲击波峰值超压、正压比冲量等毁伤元特征参数代理模型预测误差低于10%,破片初速、质量分布等毁伤元特征参数代理模型的预测误差低于5%。 (3)开发了动爆威力场快速重构系统,集成了测试方案规划、工程计算、数值仿真及试验测试数据的导入、数据集的构建及图形显示、冲击波与破片毁伤元特征参数及分布规律的预测、威力场的二维、三维时空场视景仿真等功能,实现了杀爆战斗部动爆威力场快速重构。 本文针对杀爆战斗部形成的动爆威力场重构方法以及开发软件的思路可为未来其它类型战斗部的威力场快速重构提供参考。

关键词： 多弹威力态势   目标毁伤建模   贝叶斯网络   目标毁伤评估   视景仿真  

摘要： 空战条件下的目标毁伤效果是评价弹药作战能力的重要指标。在实际战场环境中,由于战斗部起爆后破片空间飞散具有随机性和不确定性,同时弹目交会条件也是的不确定,这使得完成高效准确的目标毁伤计算与评估工作非常困难。因此,本文针对空战环境中多弹威力态势下的目标毁伤计算与仿真问题展开研究,主要内容如下: (1)基于对破片的威力参数和空间飞散特性的分析,利用相关参数建立战斗部威力态势模型。在此基础上,综合考虑编队内各作战单位的探测能力、生存能力及通信能力等能力参数以及参数之间的权重关系,建立了多弹威力态势模型。基于Ansys/Ls-Dyna平台对圆柱形战斗部的完整动爆过程进行数值模拟仿真,验证了破片的动态参数和空间飞散特性;同时截取威力场沿轴向的截面并对威力势能进行仿真,并分析了各项能力参数变化对威力势能的影响规律。 (2)选定目标并对其进行易损性分析,提出基于面积法对破片微元束能否命中目标的判断准则,并对多弹攻击单个目标的毁伤累积效应进行分析,提出了基于多弹威力态势的目标毁伤计算方法。对多弹攻击多个目标的作战任务分配问题进行分析,并通过模拟退火算法对作战任务分配求解得到最优解集。使用Ansys/Ls-Dyna平台对多弹连续多次打击飞机目标的毁伤过程进行数值模拟实验,得到目标整体毁伤概率随打击次数的变化规律。 (3)基于动态贝叶斯网络模型提出了多弹威力态势下的目标毁伤效果评估方法,基于目标易损性、威力势能、毁伤面积等相关参数建立目标毁伤评估模型和评估指标体系。通过Netica平台对不确定威力态势条件下的毁伤评估结果进行仿真,验证了模型和方法的准确性和可靠性。 (4)通过Blender软件对弹目进行三维建模并基于Unreal Engine引擎实现完整毁伤过程的可视化仿真,开发了较为完备的目标毁伤效能计算与评估的视景仿真程序。通过改变导弹、破片、目标以及弹目交会等参数改变威力态势,并调整多弹编队对单个目标以及多机编队的作战打击策略进而改变多弹威力态势,对不同条件下的毁伤效能进行计算和评估,得到了不同威力态势条件下的目标毁伤计算和等级评估结果,验证了目标毁伤效能随多弹威力态势的变化规律。

关键词： Timber  

摘要： This study aimed to investigate the influence of rotational resistance of dowel-type timber connections on the fire performance of timber frames, Eight large-scale tests were conducted under both ambient and fire conditions using simply supported timber beams and timber frames with dowel-type connections. The failure times of the frames were extended compared to those of the simply supported beams, as the rotational resistance of dowel-type connections reduced the bending moment of the connected beam. The influence of the rotational resistance was especially significant during the cooling down phase after a fire, extending the failure time by more than 60 minutes,. © 2024 Architectural Institute of Japan. All rights reserved.

关键词： 隧道工程   喷锚支护   隧道模型试验   锚岩承载拱   支护结构承载能力   总安全系数法  

摘要： 为验证总安全系数法中喷锚组合支护的计算模型与安全系数计算方法，从结构试验角度研制大型隧道结构模型试验系统，开展毛洞、不同间距系统锚杆下喷锚组合支护结构的加载试验。采用围岩、细砂材料的三轴试验、锚杆材料的拉伸、拉拔试验，明确模型试验中各材料的物理与力学参数，模拟毛洞与不同锚杆间距下喷锚组合支护的加载破坏全过程，试验中监测获取了围岩应力–应变、锚杆应变、喷层内外侧应变、喷层位移随外荷载的演变规律，分析毛洞、不同锚杆间距下喷锚组合支护的设计承载能力、极限承载能力以及变形受力特征，并与总安全系数法理论计算结果进行对比分析。研究结果表明：喷射混凝土与锚杆能有效地与围岩协同承载，提高围岩的侧限力，发挥锚岩承载拱的支护作用，提高围岩的变形与承载能力；试验得到的喷锚组合支护的承载能力、破坏特征均与理论计算结果较为吻合，表明总安全系数法的喷锚组合支护计算方法是合理的，且该方法偏安全。

关键词： 水库建设   除险加固   高压旋喷灌浆技术  

摘要： 伴随着经济社会的深入发展，各种水库建设工程项目不断涌现，水库建设过程中的防渗加固环节尤为重要，而高压旋喷灌浆技术目前已被广泛应用于水库基础防渗及地基承载加固等工序，通过高压旋喷灌浆技术的应用，能够很好的改造原有地层结构，进而增强水库防渗能力。通过这一技术在破坏土体时，浆液与土进行充分的混合，经过恰当时间的凝聚后，使得水库形成良好的硬度以及通透性的内部结构，进而使得水库防渗漏的能力得到大大的提升。因此，本文在分析了高压旋喷灌浆技术的基础上，以某水库除险加固工程项目实例为基础，指出了水库除险加固过程中，高压旋喷灌浆技术的应用流程方法及相应的技术要点，以供相关人士参考。

关键词： 新建桥梁   钢板桩围堰   基坑开挖   方案设计  

摘要： 该文主要探讨了在新桥梁建设过程中，钢板桩围堰的结构验算、施工工序及其工程效益。研究的核心目标是验证钢板桩围堰技术在提升桥梁施工的安全性、效率和成本效益方面的有效性。通过试验分析和案例评估，文章深入分析了在不同环境条件下，钢板桩围堰的设计要素、施工流程以及对环境的潜在影响。研究表明：经过精心设计的钢板桩围堰能够有效管理施工期间的水域环境，确保施工场地的安全，同时减轻对环境的负面影响。文章强调了钢板桩围堰技术在桥梁施工领域的重要性，并提出了针对施工方案优化的建议，以供相似项目参考。