PBA地铁车站小导洞双向相对开挖方案研究

在进行PBA地铁车站小导洞施工时,为了加快施工进度会从两侧横通道双向相对开挖,但两侧同时施工会对周围土体扰动过大,施工安全难以保证。对此,文章以北京某PBA地铁站为背景,以导洞施工顺序、台阶长度和开挖步距为研究因素,采用均匀设计法设计了6种工况,运用数值计算软件对多种工况分别进行模拟,结合现场监测数据,以地表沉降为分析对象对小导洞双向相对开挖方式进行研究,提出小导洞双向相对开挖的施工建议,为从业人员提供参考。

暗场共焦布里渊光谱探测系统

共焦布里渊光谱技术因其具有无创、无标记、高空间分辨等优点,被广泛应用在物理化学、材料科学、矿物学等领域。但自发布里渊散射强度弱,在探测系统消光比不足的情况下,布里渊信号光谱容易与弹性背景光发生交叠甚至是被湮没,因而无法实现对布里渊频移的精确测量。尤其在生物医学等前沿领域,浑浊介质粘弹性探测需求的日益增加对布里渊光谱探测系统的抗弹性背景光性能提出了更高的要求,解决共焦布里渊光谱探测系统消光比不足这一问题刻不容缓。为了提高共焦布里渊光谱探测系统的消光比,本文构建了一种暗场共焦布里渊光谱探测系统,将暗场照明应用于共焦布里渊探测中,利用光阑实现了中心遮挡的环形照明、中心通光的圆形收集的光路配置。照明光路与收集光路非交叉的特殊配置,保证了激发光强的同时避免了系统对镜面反射光的收集,因而使得弹性背景光被削弱,布里渊信号光谱显露,提高了系统的消光比。实验表明:相较于传统明场照明配置,暗场共焦布里渊探测系统的抗弹性背景光性能提升,消光比提高了20 dB;0.001%浓度的脂肪乳溶液在暗场配置下背景光得到明显压制,布里渊信号光谱显露,实现了对浑浊介质的布里渊频移数据的精确测量;选取蒸馏水、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅玻璃三个标准样品验证暗场配置下的非严格背向散射角,理论分析与实验相吻合,保证了后续轴向声速、纵向弹性模量等参数的计算结果的准确有效。暗场共焦布里渊光谱探测系统综合暗场照明与共焦探测的优点,既拥有共焦探测的高空间分辨率,又借助暗场光路配置提升了系统的抗弹性背景光性能,实现了高消光比、高空间分辨的布里渊光谱探测,为生物医学、材料科学等前沿领域实现对物质机械性能的实时无损探测提供了新的思路。

超精密回转运动误差测量方法与技术

高超精密回转轴在高端装备中应用广泛,而回转运动误差会影响这些设备的精度。第一类传统的回转运动误差测量技术往往需要一个高精度标准器件作为参考,由于标准器形状误差的限制,其不可避免地降低了回转运动误差测量精度,而误差分离技术又很繁琐且费时。第二类基于光学方法回转运动误差测量技术则无法获得高测量精度并且难以获得轴向运动误差。分析了超高精度非球面测量仪器中回转运动误差的影响,并概述了现有两类回转运动误差测量方法。最后分析了所提出的基于复合激光靶标的回转运动误差测量方法,该方法可以测量转轴在运动过程中五个自由度误差,具体包括轴向、径向和角度误差。在这种方法中,建造了一个包含激光点光源和激光准直光束的复合激光靶标,并将其安装在转轴上作为参考基准,其用于标记转轴在回转过程中的位置,通过测量复合激光靶标的位置和角度来获得转轴的姿态。差动共焦显微测量技术被用于测量激光点光源的轴向位置,以获得转轴的轴向误差;传统显微光路用于测量激光点光源的径向位置,以获得转轴的径向误差;准直测量光路用于获得激光准直光束的角度,以获得转轴的角度误差。对轴向和径向误差的分辨力分别为4 nm和2 nm,对角度误差的分辨力为0.2μrad。此外,该方法还在空气转轴上进行了测试,并证明了在使用该方法获得转轴运动误差的可行性。综上,该方法通过光学参考装置替代传统标准器件来获得转轴误差,而无需额外的误差分离过程。在超高精度测量设备中,该方法有利于实现回转运动误差的实时监测,有望在超精密加工和测量等领域进行更多实际应用。