数字钻孔图像岩体结构面自动化识别方法

数字钻孔摄像技术能准确获取钻孔中岩体结构面特征信息,针对现有数字钻孔图像分析人力需求量大、主观性强、计算量大的不足,研究提出方案实现数字钻孔摄像技术采集的钻孔内壁图像自动识别。首先,用二维伽马函数光照自适应矫算法对图像进行光照均匀处理,利用经过预训练的DexiNed网络对矫正后图像边缘进行特征提取;其次,提出Epremoval方法处理边缘点噪声提取感兴趣区域;最后,根据正弦曲线泰勒展开式对图像中的表征数据进行多项式拟合。通过对得到曲线进行计算、空间变换和数理变换得到岩体结构面参数。以某隧道工程的数字钻孔图像为例,研究提出的算法结果优于人工辅助判读结果。

隧道新型装配式临时支撑结构研发及技术研究

针对目前隧道传统临时支撑的不足,自主研发设计了一种全装配式竖直临时支撑结构,该结构采用预制装配式模块+现场拼装的方式进行施工。分别对该支护结构的横向支撑杆件及连接方式、挡土板及连接方式和顶部连接方式做了4种不同方案进行比选,最终分别采用水平板状横向支撑+插销式连接、挡板+T形插销式连接和顶部的螺栓连接。以桑园子隧道为背景,采用MIDAS/GTS数值模拟软件,对比分析了分部开挖施工中采用传统弧形支撑和新型竖直临时支撑的隧道围岩位移及支护结构力学特征,并结合现场实测数据对模拟结果进行验证。结果表明:从最终位移可以看出,两种临时支撑结构下拱顶和左、右边墙处围岩的变形近似相同,竖直临时支撑隧道围岩的拱顶以及左、右拱腰处的沉降相对弧形临时支撑较均匀,对隧道拱底变形的控制效果也更明显,且弧形临时支撑结构总变形量比竖直临时支撑大2.17倍;对比力学特征可知,竖直临时支撑参与的受力效果较好,其最大压应力为弧形支撑的29.88倍,从而减少了隧道拱顶和拱底的应力;对临时支撑24步开挖的变形进行分析得到,前20步开挖竖直临时支撑变形略大于弧形临时支撑,21步开始时弧形临时支撑变形迅速增大,导致施工段21~24步弧形临时支撑变形量均大于竖直临时支撑,说明竖直临时支撑结构自稳性更好,装配式临时支撑结构采用竖直形状更优,能满足隧道侧壁导坑法施工要求。

交通荷载对双井子堡古城墙振动影响的现场实测与数值分析

由于古建筑结构材料特殊、历史悠久且文化内涵丰富,其在交通振动下的动力响应规律研究成为古建筑安全性研究的重要内容。针对古城墙在道路车辆运行影响下的振动高程效应,以及结构的安全性评估问题,基于多种工况开展振动特性的现场测试和振动高程响应机制的理论分析,结合数值模拟方法,并根据相应的安全判据和允许标准进行了研究。结果表明:道路交通荷载影响下古城墙的振动主频率范围为5~25 Hz,城墙顶部振速大于底部振速,顶部的放大系数范围为1.08~2.21,振动放大效应主要受车辆载荷和行驶速度的影响;随着模拟车辆载荷以及行驶速度的增加,城墙质点峰值速度放大系数fPPV增大,振动放大效应明显,fPPV处在1.02~1.77之间。通过对fPPV增量ACI(Amplification Coefficient Increment)进行分析,表明车辆载荷对振动高程效应的影响程度大于车辆速度;对模拟结果以及现场实测数据进行拟合,发现在交通振动激励下城墙底部和顶部的振速存在一定的线性关系;根据现场实测数据与数值模拟结果,对古土城墙的安全性进行了评估,提出了基于通行车辆交通管理的古土城墙防振、减振措施。

ANSYS分析地道桥合理性试验研究

以厦门市疏港路立交式双仓框架地道桥实际工程为背景,建立地道桥和基础之间的接触采用弹簧单元,赋予弹簧单元不同的刚度值及将地道桥底面各节点全约束的ANSYS有限元模型,采用大比例模型的静载试验和模态试验,从自振频率、挠度、应力3个方面的ANSYS有限元值与模型试验实测值之间进行对比分析,对有限元模型的建模方法进行正确性佐证,研究双仓框架地道桥结构理论分析时运用ANSYS有限元分析软件的合理性.

变截面箱梁桥悬臂施工过程剪力滞效应

为了研究剪力滞效应对变截面箱梁桥悬臂施工过程的影响,以某新建(48+80+48)m变截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场试验的手段,对变截面箱梁桥悬臂施工过程中的剪力滞效应进行了研究。研究发现:变截面箱梁桥在施工阶段的自重荷载作用下,翼板出现负剪力滞效应,剪力滞效应在固定端最小,且随离固定端距离的增大而增大。在整个施工阶段,0号块截面和1号块截面的剪力滞效应变化规律基本一致,均在箱梁顶板位置出现负剪力滞,箱梁底板位置出现正剪力滞,随着施工的进行,剪力滞效应逐渐减小。梁体的合龙对底板的剪力滞效应影响较明显,其中0号块截面和1号块截面的底板剪力滞出现了由正剪力滞变成负剪力滞的现象。随着施工的进行,0号块截面顶板和腹板交接处的剪力滞系数逐渐增大,在底板和腹板交接处剪力滞系数逐渐减小,1号块梁端截面顶板和腹板交接处、底板和腹板交接处剪力滞系数逐渐减小。

标准节段箱涵流水线预制施工技术

在戈壁干旱地区的长填方、低填方路基路段,标准节段箱涵因具有施工标准化、工厂化、装配化等优势被广泛采用,本文在常规施工技术的基础上研发改进形成了一种移动式台座流水线预制施工技术,克服了戈壁地区养生难题,提升了施工质量。

箱梁体外预应力转向块受力分析

通过空间有限元分析软件ANSYS仿真分析,从体外预应力筋不同转角分析了肋式和块式转向块的受力特点,得到了随着预应力筋转角的增加,转向块竖向最大应力增加。根据模拟分析结果,对转向块的设计提出了一些切实可行的建议,研究结论可供类似结构参考。

基于有限元模型的箱梁现浇支架拆除顺序研究

针对现浇连续箱梁桥现浇支架拆除顺序的问题,以(20+26+20)m三跨等截面连续箱梁桥为计算模型,运用Midas civil软件计算出四种不同的支架拆除顺序的梁截面应力、挠度及支架轴力,根据结构受力及技术经济性原则,提出由边跨跨中及中跨跨中同步向两侧拆除并结合循环卸载支架顶丝的支架拆除方法,并将此运用到工程实际中,得到良好的应用效果.

分部开挖法施工隧道中隔壁优化研究

针对大跨度公路隧道施工采用分部开挖法时,其临时支撑施工速度慢、加工困难等问题,以G312线清水驿至傅家窑公路隧道为依托,将弧形中隔壁替换为竖直中隔壁,采用MIDAS GTS软件分别对两种中隔壁进行对比分析,并结合现场实测数据对数值模拟结果进行验证.研究相同结构不同材料强度中隔壁对大跨度隧道施工的变形及受力影响情况.结果表明:(1)两种中隔壁支护均能满足施工稳定性要求,竖直中隔壁的竖向应力相比弧形中隔壁增大了97.16%,采用竖直中隔壁时隧道围岩和中隔壁的位移变形相比弧形中隔壁更小;(2)对比大跨度隧道施工中分别采用I18和I22b两种不同型号的竖直中隔壁,得到采用I22b钢架的中隔壁产生的最大应力能降低23.09%.

基于标准施工工艺的隧道二衬背部空洞预防与处置技术

二次衬砌作为隧道的主体结构,兼有加固支护功能和美化洞室的作用,在隧道工程二次衬砌结构施工中,由于混凝土由下向上泵送,往往会因为混凝土不能填充全部断面而造成背部空洞,背部空洞的存在对隧道结构全寿命正常运营影响较大,二次注浆处理措施不但对二衬表观造成一定的影响,而且增加施工成本。本文基于标准施工工艺,探讨一种在施工过程中预防二衬背部空洞的预防及处置技术,提升了二衬施工质量,提高了隧道二衬结构的稳定性和耐久性。

三缝合一对隧道工程结构标准影响研究

隧道工程是一种地下结构物,其中二衬结构既有美化洞室的作用也有支护安全的功能,其结构安全稳定性容易受基础不均匀沉降、地壳运动、温差等因素的影响而导致结构破坏或受损。笔者研究后得知,在施工时将隧道主体结构各构造物施工缝、变形缝调整到同一标准位置,进行三缝合一处理,能够有效减少二衬结构表面裂缝,提升了二衬结构的安全性和美观性。

石灰改良黄土路基薄层静压路拌施工技术

黄土具有湿陷性,用其修筑的路基常出现承载能力不足现象,一般工程常通过掺杂石灰改良土质。目前路拌施工中常采用的拌合设备为装载机和旋耕机配合,碾压方法常用振动碾压法。该设备搭配具有石灰拌合均匀性存在不良的风险大,且震动碾压会对周围建筑物的结构造成一定的伤害。本文将介绍石灰改良黄土路基薄层静压路拌的施工技术。

上台阶无预留核心土钻爆法机械集群隧道施工技术探究

基于工程案例,围绕施工操作组织模式、主要工程机械和人员配置状态,对上台阶无预留核心土钻爆法机械集群隧道施工技术进行系统梳理,并通过该技术的主要施工功效分析验证其工程应用价值。

土体含水率对黄土隧道施工过程稳定性的影响

第四系黄土隧道因围岩整体性较差,在开挖施工过程中往往容易造成掉块、塌方等现象。本文通过对黄土隧道土体含水率与围岩稳定性的关系进行研究,得出土体含水率在10%-11.6%时开挖后围岩最稳定、变形量最小这一结论,可通过隧道开挖施工过程中快速检测含水率及时调整循环进尺和预留变形量,从而加快施工进度和节约施工成本。

隧道二衬结构背部空洞预防监测技术研究

隧道二衬结构不仅是主体支护结构的重要组成部分,也影响着隧道结构整体外观质量和美感,二衬结构背部空洞作为一种常见质量通病,施工过程中往往难以解决,现基于混凝土导电的特性和弹性波回波法开展隧道背部空洞预防监测技术研究。2种方法都能实现隧道二衬结构背部空洞预防,但弹性波回波法存在现场施工人员不好判断、专业技术要求高等弊端;基于混凝土导电性的隧道二衬背部空洞预防监测技术将隐蔽工程的施工质量可视化,通过指示灯来判定二衬混凝土浇筑情况,能够有效预防二衬结构背部空洞,技术使用便捷,已在多座隧道工程中推广应用,效果良好。该方法可以为同类型工程预防二衬结构背部空洞提供借鉴。

考虑角隅影响的简支U型梁剪力滞效应分析

为研究角隅对U型梁剪力滞效应的影响,引入角隅特性参数η,并选取考虑轴力自平衡的二次函数定义道床板翘曲位移差函数,同时考虑剪滞剪切效应,建立了角隅影响下的U型梁剪力滞效应控制微分方程,推导出了考虑角隅影响的U型梁剪力滞的解析解,并通过算例分析,验证了解析解的正确性和适用性,同时分析了角隅及其参数变化对U型梁剪力滞效应的影响,结果表明:解析解与有限元计算结果吻合良好,且精度较高;剪力滞横向分布在道床板中心位置最小,在道床板与主梁交界处最大;剪力滞纵向分布在跨中最小,在支座处最大且出现突变;在角隅影响下U型梁剪力滞减小4.14%,角隅对剪力滞有明显削弱作用;随着角隅特性参数增大,剪力滞近似呈线性减小,在此结构设计计算时,应合理考虑角隅影响。

西北寒旱地区水泥混凝土路面面板合理平面尺寸研究

以普通水泥混凝土路面为研究对象,结合西北寒旱地区特有的气候特征,运用有限元法分析了不同平面尺寸、不同厚度尺寸的水泥混凝土路面板的温度翘曲应力和汽车荷载应力。经分析,得出了四边自由的路面板荷载应力和温度翘曲应力的尺寸效应规律和服役期内普通水泥混凝土路面的尺寸设计原则,并推荐了不同条件下普通水泥混凝土路面平面尺寸组合。

三车道公路岩土混合隧道单侧壁导坑法快速施工

为研究单侧壁导坑法快速施工技术,以甘肃省兰州市榆中县来子堡乡境内大水洞村公路段的拟建三车道公路岩土混合隧道为依托,该隧址上覆地层为第四系上更新统风积黄土(Q3eol),下伏基岩为前寒武系皋兰群角闪片岩(AnC-gla)。采用MIDAS/GTS有限元软件对单侧壁导坑法中隔壁进行半幅施工优化,通过二维数值模拟对比分析原单侧壁导坑法和优化单侧壁导坑法结构受力特征和位移变化规律。结果表明:两种工法下各个阶段的支护结构受力相似,且最终沉降和收敛也相同;施工过程中位移规律相似,且均能够满足施工稳定性要求;采用优化后的单侧壁导坑法在施工进度和经济效益方面更有优势。

大尺寸框架涵构件预制拼装力学性能研究

采用明挖结合大尺寸框架结构多向分块预制拼装工艺进行框架涵施工具有施工速度快、施工期间对交通干扰较小等优点。以厦门市疏港路下穿通道工程为背景,考虑到结构的运营安全性、耐久性需要,结合大比例缩尺模型试验,并采用ANSYS软件对框架涵结构进行受力分析,确定结构最适埋深为1.3m,并根据结构各个尺寸的变化影响,优化了结构截面尺寸。

黄土地层条件下隧道衬砌结构受力变形分析

针对黄土隧道建设过程中黄土地基湿陷引起的衬砌结构病害,以某实际工程为依托,结合现场模型试验,对不同地层条件下隧道结构的受力变形进行研究。试验结果表明:在天然黄土地层上,隧道浸水湿陷使衬砌结构发生不均匀沉降,且仰拱中心处的变形最大,从而导致衬砌开裂,经三七灰土处理后,隧道基底承载力得到显著提高,有效缓解了仰拱的不均匀变形,使隧道衬砌的受力变形得到了明显的改善,从而保证隧道的安全运营。试验结果以期为黄土湿陷性地区的隧道建设提供一定的参考与指导。