沉管隧道的ANASYS三维有限元分析研究

随着社会经济的发展和交通的日益发达,越来越多的水下隧道走入人们的生活,采用沉管法修建水下隧道是一种常用而且先进的施工技术方法。近几年,在国内和国际上采用这种方法的水下隧道越来越多,在设计沉管隧道时,需考虑结构的样式、施工方法、水文地质情况等诸多因素。文中结合广州黄沙至芳村珠江水下隧道工程的工程实例,介绍了基于大型通用有限元软件ANASYS的沉管隧道的三维有限元模拟分析。根据从实际工程中提取的资料和数据,首先对沉管隧道周围(如水、土等)的介质进行了相互作用关系和力学分析的研究,并对其进行了基础理论计算,然后以计算结果为依托,通过建立模型、进行网格的划分、荷载和边界条件的约束和施加对沉管隧道进行数值仿真模拟,从而得到准确合理的分析结果。通过分析结果中的应力、应变图形可以直观的判断出沉管隧道的应力和应变分布情况,从而知道沉管隧道结构容易变形和破坏等的部位和破坏机理,以便于对沉管结构的设计与研究,并为以后的沉管隧道设计研究工作提供参考。     

福州地铁1号线典型软土的工程性质

为研究福州地铁1号线典型软土的工程性质及其影响,用电子显微镜进行了典型软土试样的扫描、X射线衍射分析及室内物理力学试验.基于工程地质条件和施工经验,就软土对地层环境影响进行了ABAQUS数值模拟分析.研究结果表明:该软土是由含有较大孔隙的微团聚颗粒组成,不同放大倍数图像具有一定的自相似特征,试样含石英成分,工程性质较差;盾构隧道开挖20m后,沉降历时800d的地层沉降和管片应力符合工程实际,地表最大沉降达18.5mm,且没有完全收敛.     

Interference of vortex-induced vibration and transverse galloping for a rectangular cylinder

The phenomenon of interference between vortex-induced vibration (VIV) and galloping in the transverse degree of freedom was studied in the wind tunnel in the case of a spring-mounted slender rectangular cylinder with a side ratio of 1.5 having the short side perpendicular to the flow. The tests were carried out in a wide Scruton number range, starting from low values and increasing it in small steps by using eddy-current viscous dampers. This study helped understanding the dynamics of the interaction between the two excitation mechanisms and clearly highlighted the transition through four regimes of VIV-galloping interference. It was found that a high value of the mass-damping parameter is required to decouple the ranges of excitation of vortex-induced vibration and galloping completely, and for the quasi-steady theory to predict the galloping critical wind speed correctly. This conclusion is also relevant from the engineering point of view, as it means that structures and structural elements with ordinary mass-damping properties can exhibit sustained vibrations in flow speed ranges where no excitation is predicted by classical theories of vortex-induced vibration and galloping. Although most of the experimental tests were conducted in smooth flow at zero angle of attack, the paper also discusses the sensitivity of the results to a small variation of the mean flow incidence and to the presence of a low-intensity free-stream turbulence.     

探地雷达在汕昆公路隧道掘进中的应用

介绍了探地雷达技术在我国的隧道超前地质预报及隧道掘进中的应用,应用探地雷达的探测原理对隧道开挖前方地质状况做出科学判断,为隧道工程的有效掘进提供科学依据。     

The experimental results of micro-structure in grid-produced turbulence

The variation of main turbulent quantities in an isotropic turbulent flow, such as the decay of turbulent energy and the variation of Taylor microscale of turbulence with time are obtained, by employing a hot-wire anemometer and a nearly isotropic turbulent flow which is produced by a gridscreen located at the entrance of the test section in a low-level turbulence and low-speed wind tunnel in Peking University. The experimental results of the decay of turbulent energy and the variation of Taylor microscale of turbulence with time at the whole period from initial to final stage, normalized in an non-dimensional form, are consistent quite well with the computational results by the theory of the statistical vorticity structure^[1]. The experimental results presented in this paper also agree with Townsend's results obtained in earlier years^[2] as well as with Bennett's in the seventy's^[3].     

响应面重构的若干方法研究及其在可靠度分析中的应用

在地下隧洞稳定的可靠性分析中，得到极限状态方程的解析表达式往往是非常困难的。因而本文基于数值模拟研究了响应面重构的若干方法，以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。重点探讨了有理多项式技术和人工神经网络方法在响应面重构中的应用，并与目前常用的两种响应面方法进行了比较分析。最后,通过程序编制和算例分析对响应面重构的若干方法研究进行了验证。     

高超声速钝锥流场红外辐射实验研究

报道了在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞中开展的再入流场红外辐射实验研究. 风洞的试 验状态为：驻室总压19.6MPa, 总焓15.5MJ/kg, 自由流速度约5 km/s. 实验以锑化铟多元红外成像系统为测量手段，以球头钝锥体为试验模型，测量激波层与近尾流中红外辐射功率 的横向分布剖面. 试验数据呈现明显的规律性. 试验结果表明，激波层内壁面附近的红外辐 射功率较小，中间有一区域辐射较大且相对均匀，激波层外缘辐射单调减小；尾流中红外辐 射功率在轴线附近的核心区最大，随着离轴线距离的增大而单调减小.     

铁路深埋隧道区岩溶发育特征研究

对圆梁山隧道毛坝向斜段揭露溶洞进行分析的基础上 ,结合向斜区岩溶分布的勘察 ,对毛坝段深层岩溶发育特征及影响因素进行了研究。认为岩溶水在水力坡度或压力水头 ,尤其是水重力的作用下有不断向深层运移的趋势 ,所以在水具有侵蚀性的前提下 ,岩溶也具有向深层发育的趋势 ,并在厚层隔水底板及排泄基准面附近形成岩溶较发育带。而岩溶分布的层位及构造部位 ,在同一地质单元中的浅层和深层区具有类似性     

沉管隧道地震响应分析中的三维接触模型与算法研究

针对土体与埋置在土体中的管段以及沉管隧道各个柔性接头处不同构件之间的动力相互作用,采用基于超级计算机的三维接触模型对上海某沉管隧道进行了地震响应分析,并进行了三维接触算法的研究。整个模型单元数超过了120万,节点数超过了100万。研究证明,应用文中提出的接触模型和算法可将接触处理的CPU时间大大缩短。地震波载荷选用调幅后的唐山地震波,应用通用非线性动力分析有限元程序LS-DYNA进行求解,计算结果可为隧道的抗震设计提供有力依据。     

公路隧道防排水技术进展

综述了公路隧道近几十年防排水技术的进展。其内容包括 :公路隧道防排水技术标准 ,复合式衬砌防排水技术 ,断层、破碎带地层中的防排水技术 ,隧道导排水结构。并结合某些工程问题进行了讨论。