教学课程资源库 更多>>

关键词： 盾构隧道   管片裂缝   数值模拟   断裂力学   应力强度因子   稳定性  

摘要： 管片裂缝是盾构隧道结构最常见的病害之一,裂缝的存在导致管片结构的受力形式发生变化,同时也对管片结构的安全性造成不利的影响。以某软土地区地铁隧道为例,基于荷载-结构法建立带纵向裂缝的隧道结构计算模型,对其力学和几何特征进行分析计算,运用断裂力学理论和有限元数值模拟,提出管片损伤量化方法,研究隧道裂缝在不同位置和深度下的承载能力和稳定性,分析裂缝对管片结构安全的影响。结果表明,裂缝在不同位置和深度情况下对管片结构安全的影响有所差异,拱顶裂缝是导致结构承载能力下降的主要因素,其危害程度大于拱肩和拱腰裂缝。裂缝的稳定性是判断裂缝是否发生失稳扩展的重要参数,裂缝深度的增加,降低了管片的稳定性,并通过拟合可得到裂缝在拱顶,拱肩和拱腰处的失稳扩展的临界深度。

关键词： 铁路隧道   岩溶   超大直径盾构   数值模拟  

摘要： 为了对密集溶洞工况下隧道变形规律以及岩溶空腔处治问题进行研究，以深汕铁路盾构穿越岩溶区工程为背景，采用FLAC 3D软件对隧道盾构过程进行数值模拟，建立顶部-侧部双溶洞模型，得到以下结果：通过对由溶洞存在产生的塑性区进行分析，岩溶处治范围选择在隧道周围5m内是合理的；对于双溶洞存在的工况，随着侧部溶洞与隧道的距离的增加，拱腰位移呈现先增大后减小的规律，且随着溶洞直径从1m增大至6m，拱腰位移峰值出现位置也从侧边溶洞距离隧道2m处转移至4m处，而顶部溶洞则对拱腰及拱顶位移无明显影响。另外，当溶洞直径为6m时，随着侧部溶洞距离由1m增至5m，隧道拱顶位移单调递减2～3mm；最后，通过对水泥砂浆以及素混凝土两种材料的比选，确定素混凝土处理较大尺寸溶洞具有更好的效果。对于盾构穿越密集岩溶区出现的双溶洞工况进行研究，明确侧部溶洞对于隧道围岩变形的控制规律以及对不同尺寸溶洞采取的处治措施，为实际施工提供技术参考。

关键词： 人工冻结法   理论计算   数值模拟   冻结壁厚度  

摘要： 研究以三亚河口通道工程为依托,以强度控制法与力法为计算基础,考虑相关安全系数,确定了含砂淤泥质土层冻结壁厚度;研究利用数值模拟方法分析了冻结壁厚度(3m、4.5m、6m)对地层变形及支护结构力学性能的影响规律。根据强度控制法计算了冻结壁的最小厚度为4.36m;基于数值模拟和理论计算结果,并综合考虑施工安全和工程造价的情况下,冻结壁厚度建议取为4.5m。

关键词： 新建隧道   下穿   既有道路   数值模拟  

摘要： 在新建隧道下穿既有道路过程中通常采用暗挖施工,既有道路下方的岩土体在受到扰动后会达到新的应力平衡状态。为了研究新建隧道施工过程中的地层变形规律,本文以某城市隧道工程为例,采用数值模拟方法,对隧道下穿既有道路的节点建立了数值分析模型,分析隧道施工和运营工况下地层及其顶部城市道路的变形规律。结果显示,隧道开挖后,土石方开挖会对地层形成一定程度的卸载,因此施工期间地层会产生一定程度的隆起变形。城市隧道运营后,在车辆荷载作用下,隆起变形程度先降低、后逐步趋于稳定。根据项目实施期间的监测数据验证数值模拟,实施期间道路未发生明显开裂,研究成果能够为实施类似项目提供借鉴。

关键词： 水闸   水工建筑物   底板基础   大体积混凝土   质量控制   BIM  

摘要： 防洪排涝工程建设对于保障城乡防汛安全及改善城乡农业灌溉和城乡居民用水条件至关重要,其配套的泄水闸、钢坝闸、泵站等水工建筑物工程对结构的安全性、稳定性、防渗性及地基承载能力有较高的要求,其基础垫层往往需要大量的混凝土浇筑。结合某城乡防汛排涝水闸底板基础大体积混凝土工程施工案例,详细阐述了水闸底板基础施工在混凝土比选、配合比设计、混凝土施工技术及养护方面的质量控制方案,并基于BIM(建筑信息模型)介绍了数字化施工质量控制技术在水闸底板大体积混凝土浇筑中的应用,以期为水工建筑物底板基础大体积混凝土施工提供案例参考。

关键词： 地震-滑坡涌浪耦合   高拱坝   动力响应   连续损伤模型  

摘要： 强震会大幅降低库区边坡稳定性,极易诱发滑坡地质灾害,地震及其诱发的滑坡涌浪荷载叠加极大威胁坝体安全。为探究地震-滑坡涌浪叠加下高拱坝动力响应与损伤演化,以某高拱坝为对象,构建分段坝体-地基有限元模型,确定地震-滑坡涌浪荷载计算模型,分析拱坝的模态变化规律、位移响应特征及损伤演化趋势。结果表明,动水附加质量使得拱坝湿模态频率显著降低,降幅为18%~23%,高阶振型变化显著。地震与涌浪叠加时,拱顶中点位移峰值R_(d)与地震峰值加速度、最大涌浪高度正相关,在地震峰值加速度由0.2g提升至0.6g时,R_(d)增幅达89.7%。不同工况下最大位移时刻受多种因素影响而变化。不同工况下坝体损伤程度差异较大,上游面损伤对涌浪高度变化敏感,在涌浪高度相差40 m时,上游面加权损伤面积比变化幅度达到27.1%;从工况一至工况三悬臂面加权损伤面积比从9.99%增至25.76%,坝体出现贯穿裂缝;损伤耗散能随荷载强度提高而急剧增大。

关键词： 膏体连采连充   支巷支护参数   数值模拟   开岔口支护  

摘要： 针对膏体连采连充支巷掘进效率低、支护成本高等问题,以连采连充工作面为背景,提出了连采连充支巷不同支护方案,分析了各方案组合预应力场分布特征,优化了充填支巷支护参数,研究了充填支巷围岩移动变形特征,提出了充填支巷开岔口补强支护方案。研究结果表明:锚杆、锚索联合支护方案,锚索呈“1-0-1”布置,在充填支巷围岩形成连续均匀的压应力带,有利于围岩浅部承载压力拱的形成,且在顶板泥岩上部的中细砂岩层位出现压应圈;在锚杆与锚索联合支护区域应力降低,预应力锚杆增加了围岩抗拉与抗剪能力,顶板泥岩基本未出现塑性破坏;支巷顶底板移近量为30 mm,两帮移近量为22 mm,支护效果良好。

关键词： 全金属螺杆泵   运行参数   空化现象   数值模拟  

摘要： 为了探究不同温度、压差、转子转速、油液黏度和间隙值对全金属螺杆泵泵内空化现象的影响,基于PUMPLINX软件进行了空化流场的数值模拟,对不同因素条件下的气相体积分数、空化流场分布规律、湍流动能规律展开研究.结果表明:空化对高温变化极为敏感,温度升高易于空化的产生且温度达到一定程度后,空化程度保持稳定;压差的增大、黏度的降低、间隙值的减小会使螺杆泵空化强度减弱,转速对空化强度作用不明显,但会增加达到稳定状态的时间,1000 r/min比200 r/min所需时间增加了约0.2 s;压差的提高、黏度的增大、间隙值的增加会使湍流动能加强,且频率保持不变,均值和最大脉动幅度增大,转速增大会迟缓(约0.18 s)达到相对稳定湍流状态的时间.运行参数对空化现象的影响分析可以为全金属螺杆泵的优化设计提供参考.

关键词： 抗拔桩   侧摩阻力   软土夹层   数值模拟   现场测试  

摘要： 作为抵抗上拔力的构件，抗拔桩在地下结构工程中应用广泛。抗拔桩通过桩侧土层提供的侧摩阻力保证结构稳定性，其中软土夹层对桩侧摩阻力发挥的影响机制亟待深入研究，这对抗拔桩的承载性能至关重要。通过对杭州典型软土夹层分布区抗拔桩的现场测试数据分析，结合数值模拟，研究了钻孔灌注桩上拔过程中软土层对其承载力发挥的影响。结果表明：（1）一方面，软土层本身物理力学性质差，侧摩阻力较低；另一方面，软土层也对上下相邻的硬土层侧摩阻力产生影响。（2）基于模拟研究，提出了软土夹层检测中侧摩阻力曲线的绘制建议，该成果可为正确评估软土夹层条件下钻孔灌注桩的抗拔承载力提供帮助。（3）随着软土夹层深度的增加，其侧摩阻力骤降幅度增大，导致抗拔桩的极限承载力逐渐降低；然而，软土夹层深度对抗拔桩上拔量的影响相对较小。

关键词： 聚氨酯发泡颗粒   数值模拟   温度效应  

摘要： 为研究聚氨酯发泡颗粒外墙外保温性能,通过ABAQUS有限元软件建立模型,模拟分析在热雨循环温度变化和热冷循环温度变化作用下聚氨酯发泡颗粒外墙外保温系统的温度、沿墙厚方向温度、墙体各层应力变化规律。研究表明,在热雨循环作用下,墙体温度从内向外递增,保温层内外温差显著,保温层内表面温度波动小,基层墙体温度稳定在约20℃,与室内及保温层内表面温差小;墙体各层面温度应力中抗裂砂浆层承受最大温度应力为6.196MPa,而保温层温度应力最小,为0.064MPa;在热冷循环作用下,墙体温度从内向外逐渐升高,基层墙体内表面温度变化幅度较小,不超过2℃,且在14h后墙体各层次温度趋于稳定;当墙体厚度达到约0.058m时,内部温度稳定,表明保温层对温度稳定性具有重要作用;在墙体各层面中,涂料饰面层、抗裂砂浆层和基层墙体内表面的应力变化范围分别为-1.403MPa~1.861MPa、-3.711MPa~5.033MPa和0.431MPa~3.015MPa。