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关键词： 深基坑   围护结构   变形规律   数值模拟   现场监测  

摘要： 以某深基坑工程为背景,通过数值模拟研究了基坑施工过程中围护结构的变形受力规律。研究表明,地下连续墙的最大水平位移位于开挖面附近,且开挖至基坑下方软弱土层区域时水平位移会明显增大,最大位移位置随开挖深度的增加而下移;地下连续墙弯矩在第九道支撑—基坑底部中间的位置达到最大值,横支撑轴力主要由混凝土支撑分担,同类型支撑中轴力呈现下方大于上方的规律。对比分析现场监测数据,验证了数值模拟结果的可靠性。对于软弱地层的基坑施工作业有必要加强监测力度,以保障基坑开挖的顺利进行。

关键词： 陶粒混凝土   冻融循环   细观损伤   数值模拟  

摘要： 硫铝酸盐水泥具有快凝早强特点,是冬季施工、抢修和抢建工程的首选水泥用料,由此对陶粒体积分数为40%的硫铝酸盐陶粒混凝土受冻融循环影响的动态力学性能进行研究.结果表明,冻融循环周次增加或其最低温度降低都会使材料的抗压强度下降.动态试验的数值模拟表明,未冻融硫铝酸盐陶粒混凝土试样的应力―应变曲线和破坏形态与试验结果吻合较好.动态压缩试验的细观仿真结果显示,陶粒混凝土中骨料与基体的界面过渡区是其内部结构的薄弱环节,在动态压缩过程中容易形成裂纹.

关键词： 全风化砂岩   围岩变形   数值模拟   大变形处治   监控量测  

摘要： 由于热带雨林地区常年降雨强度大、频率高,强降雨常导致岩土体自重增加,但强度和稳定性显著下降,是该地区隧道施工主要高风险源。依托马来西亚热带雨林地区某隧道工程,对隧道穿越土岩交界段初支侵限变形规律进行现场监测与数值分析,探究初期支护侵限应急处置及局部换拱施工等治理措施方法。研究结果表明,1)热带雨林地区频繁强降雨下渗造成岩土强度及承载力下降是隧道大变形发生的主要原因,地层含水率的变化主要受降雨时间及地表起伏的影响;2)采用径向注浆加固、反压回填、施加临时横撑及施作临时仰拱等措施能有效控制围岩变形发展;3)根据隧道初期支护变形侵限的纵向分布规律,使用局部换拱处置方法,能显著提升换拱施工的效率和安全性。现场应用表明所采取的隧道初期支护换拱处置措施控制隧道变形效果良好,可为类似热带雨林软弱围岩隧道提供施工借鉴和技术指导。

关键词： 土石坝   沉降   ABAQUS有限元软件   变形特征   调蓄池  

摘要： 为研究土石坝施工过程中应力及沉降问题,文章以滨州市某调蓄池项目为例,基于ABAQUS有限元软件,探究不同工况下坝体变形特征及沉降规律。结果表明,不同施工速率、地基加固深度、坝体填筑高度均会导致坝体及地基发生沉降,坝体沉降量随施工速率与填筑高度增加而增加,随地基加固深度增加而减少;随着施工速率增大,大主应力最大值降低,小主应力最小值增大。研究成果为后续土石坝施工方案动态调整提供借鉴意义。

关键词： 群组运行   重载列车   尾流   行车间距   数值模拟   虚拟连挂   重载铁路  

摘要： 重载列车群组运行已成为未来铁路运输的潜在发展方向。相比于单车运行列车,低间距运行群组列车存在后车头部抵近前车尾部运行的情况,从而导致后方列车气动特性随之发生改变。文章基于某典型型号机车与敞车构成的“五车编组”简化模型,采用SST k-ω湍流模型与基于SST k-ω的IDDES湍流模型的稳态、瞬态计算组合方法,分别针对80 km/h条件下单车运行和200 m间距群组运行的重载列车进行了有无前车的气动性能对比研究。研究结果表明,相比于单车运行,列车群组运行可有效降低群组中次位列车及其后方列车的气动阻力。在80 km/h车速下,后方列车整车气动阻力降低8.30%,其中头车气动阻力降幅达9.05%,尾车气动阻力降幅达7.91%;群组运行列车中前车尾部存在明显的长距离尾流拖曳区,并在向下游延伸过程中在后方列车头车前部与后方列车附面层汇合,形成联结前后列车的低速区域;后方列车头部受高速气流冲击得到明显的减弱。此外,群组运行次位列车前侧正压区同样出现压力小幅减弱的现象,这说明前车尾流可有效减小后方列车运行时受气流冲击形成的正压分布区。车身表面压力分布也体现相似特征,头车表面冲击气流形成的强正压区得到了一定缓解。因此,构建列车群组可有效改善列车运行过程中气动特性,进一步降低重载列车开行能耗,提升重载列车开行效率。

关键词： 堆载预压   应力路径   施工监测   安全系数   数值模拟  

摘要： 软土地基具有含水量高、压缩系数大等特点,采用堆载预压进行软基加固时,极易发生土体失稳,必须进行施工安全监测。为研究堆载施工过程中的监测预警控制标准,首先分析加载过程土的应力路径,提出重点监测孔隙水压力增加阶段,然后基于安全系数建立加载过程中判断软基稳定性的计算方法。当加载安全系数F_(S)>1时,加载处于安全状态;当F_(S)=1时,加载处于极限平衡状态;当F_(S)<1时,应立即停止加载并采取减载措施。结合某堆载预压处理软基实例,采用数值模拟及室内土工试验得到相关计算参数,计算出各级加载过程的安全系数均大于1,表明加载处于安全稳定状态,结合现场监测数据及加载过程中土的强度包络线,验证了安全系数法控制加载的可行性。

关键词： 群采空区   数值模拟   稳定性分析   采空区治理   3D建模   崩落法   应力集中   补强支护  

摘要： 为了解某地下矿山群采空区的存在对二、三中段主平巷的稳定性影响,采用3Dmine软件建模,统计分析采空区现状,并由此建立三维数值模型进行相关计算,分别从群采空区对主平巷的最大、最小主应力,位移及塑性区进行分析。分析结果表明:最大拉应力分别约为0.85 MPa和1.34 MPa,绝大部分区域的沉降位移小于2.0 cm,塑性区呈零星分布,无贯通现象及趋势,发生大范围塑性破坏的可能性较小。根据采空区大小、形态及矿山后续实际回采方案,提出采用崩落法及钢筋混凝土全封闭阻波墙等手段处理采空区,同时建议矿山根据实际情况对应力集中区域进行补强支护,以确保主平巷及回采安全。

关键词： 磁流变液阻尼器   结构设计   数值模拟   阻尼性能  

摘要： 磁流变液阻尼器具有结构简单、响应速度快、阻尼可调等特点,在工业中得到了广泛的应用。设计了一种弯折流道型的磁流变液阻尼器,提高了磁场利用率,能够在体积尺寸较小的情况下,展现较好的阻尼性能。阐述了阻尼器三维建模及结构设计和工作原理,通过Maxwell进行磁场建模分析磁路,结合磁场数据与磁流变液本构方程,构建磁流变液阻尼器单向耦合数值仿真,编入UDF进行Fluent瞬态动网格数值计算。对磁流变阻尼器的各项性能进行研究,包括阻尼力峰值、力速图、阻尼力可调范围进行数据分析。结果表明,电流由0 A增加到2.0 A的过程中,输出最大阻尼力为12.8 kN,动态可调范围为1~69,为优化磁流变液阻尼性能提供了有价值的见解。

关键词： 基坑   软土   分区开挖   数值模拟   变形   监测  

摘要： 城市复杂环境下软土基坑分区施工策略及开挖顺序对基坑空间变形规律和施工安全性具有显著影响。基于杭州某临水西岸公园基坑工程,运用ABAQUS数值分析软件构建三维实体非线性有限元模型,探讨了基坑开挖不同施工顺序对其侧向变形的影响规律。根据数值分析结果并结合工程现场情况,制定具体的施工策略,并对开挖过程进行全程监测,评估复杂环境下基坑分区开挖方式对其变形的影响。研究结果表明,合理的分区开挖方式可以显著减小基坑变形,而不合理的施工策略则会增加变形控制和支撑轴力的负担。建议采用分区开挖、优化施工顺序、减少基坑暴露时间等方法,在施工过程中要加强监测,及时发现和处理问题,以减轻施工对基坑自身变形及周边环境的影响。

关键词： 隧道爆破   围岩累计损伤   监测方式   数值模拟   优化方案  

摘要： 隧道爆破引发的围岩累计损伤对结构安全构成重大隐患,现有监测手段难以快速评判围岩损伤。基于Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型,采用数值模拟方法揭示了隧道循环爆破下围岩累计损伤的演化规律,再结合有效应力变化特征,提出了围岩累计损伤监测方法,最后通过现场试验验证了该监测方法的准确性。研究结果表明:基于围岩动态损伤与有效应力变化特征,提出了围岩累计损伤监测方法,并通过现场试验验证了该监测方法的有效精度为90.6%;在第2次爆破时,围岩损伤相比第1次增加了14.8%,其中周边孔对损伤的影响最大;基于现场试验监测结果,科学优化了吉林蛟河抽水蓄能电站的交通洞爆破方案,优化后围岩超挖减少了5.25 cm,装药量减少了31.2 kg,炸药单耗降低了0.20 kg/m^(3)。