软土狭长深基坑施工三维精细化模拟及二维等效分析方法

针对上海软土地区典型狭长深基坑建立三维精细化模型计算分析,采用修正剑桥本构并考虑结构-地层相互作用,分析结果表明,精细化数值模拟可以较好地反映基坑工程的力学性态;通过建立相应的二维等效分析方法,并结合三维精细化模拟得出的狭长基坑空间效应PSR分布规律,通过二维等效分析即可推断整个三维模型的分析结果,从而大幅提高分析效率。新方法解决了传统有限元分析时,过于简化的模拟无法反映基坑复杂特性,过于精细化的模拟则建模代价过高、分析效率较低,难以满足设计方案变更、施工风险预测的时效性要求的问题,为有限元分析提供了一种新的思路。

软弱破碎围岩隧道二衬施作的合理时机判别研究

为了合理判别软弱破碎围岩隧道的二衬施作时机,结合工程实践,通过洞室拱顶沉降和边墙变形收敛的现场监控量测,提出了利用围岩-初支系统变形实测数据判别软弱破碎围岩隧道二衬施作合理时机的考虑支护是否保守的五级速率比值法并研发了相应的软件,并通过工程实例进行了成功验证。研究表明:1研制的软件操作具有界面简洁、友好,以及操作简单易用的特点,具有测点围岩-初支系统位移和收敛的现场监测数据的录入、储存、修改和管理等功能,能方便地进行软弱破碎围岩隧道的二衬合理时机判别;2通过工程实例验证分析表明,提出的方法是可行的,与现行的二衬时机选择的方法本质上是相同的,但更加具有可操作性,研究成果可以为同类型隧道的二衬时机选择提供可资借鉴的方法。

Tcl/Tk与APDL混合编程的实现方法及应用

通用有限元软件因其理论性较强且价格不菲,在实际工程应用中存在一定的障碍。ANSYS具有强大的结构力学分析功能,并提供了良好的二次开发环境。针对ANSYS软件的专业化定制、工程化应用、跨系统平台、多版本兼容等方面需求,首先对非嵌入式的Tcl/Tk、APDL混合编程方法展开研究;结合多跨梁这一典型结构形式,对其进行参数化有限元分析,采用上述混合编程方法进行Multi-Span Beam Cal v1.0的设计开发;以此验证混合编程方法的可行性、适用性及一般性,为后续有关ANSYS复杂功能定制的开发奠定基础并积累经验。

CSM水泥土墙施工数值模拟及环境影响性分析

围护墙施工引发的地层变形在整个基坑施工变形中的占比不容忽视,CSM工法作为一种新型地层改良工法近年来在我国逐步得到推广应用,目前对其成墙施工数值模拟方面还缺乏深入的研究。首先根据CSM施工工艺分析了水泥土墙施工过程中双铣轮下沉注水切削成槽、上提喷浆搅拌成墙、水泥土硬化成墙3个主要施工工序流程的力学演化过程;结合某超深CSM深搅墙试验段项目的现场施工参数,建立对其合理描述的3D弹塑性有限元模型,对软土地层采用了修正剑桥本构模型,对砂性土地层采用了莫尔-库仑模型,分析超深CSM成墙施工对周边地层的变形影响性态;计算结果表明CSM施工的环境影响范围在槽段垂向为1.0倍槽段深度,沿槽段方向为1.5倍槽段深度;分析了泥浆重度γb=12kN/m3、流态水泥土重度γwcs=15kN/m3条件下施工过程中的土压力平衡情况;对不同流态系数下的槽壁稳定性以及周边地层变形量加以讨论。

塔吊运行状态安全监控系统研究与应用

结合规范,总结了塔吊安全状态监测的关键参数,在此基础上研发了一套塔吊运行状态安全监控系统。介绍了系统各关键参数相关的监测设备及工作原理,实现了一种基于物联网的群塔防碰撞实施方法,并根据项目应用现场施工管理人员的实际需求,构建了基于互联网的塔吊运行状态监控系统,实现安全风险的多重、多方监管,以期进一步降低塔吊安全事故的发生概率。

厄立特里亚Zara地区Koka金矿开采的地下水资源可持续性分析

在非洲干旱性气候条件下,水资源的补给量稀缺,做到地下水资源的有效平衡极其重要。在分析Zara科卡金矿水文地质条件的基础上,建立了准三维有限差分地下水流模型,模拟预测了科卡金矿开采期间和封场后,在丰水、枯水和平水3种气候条件下矿山供水对地下水水位降深的影响,并对有、无矿山供水条件下的地下水水位降深进行了对比分析。模拟结果表明:前1~3 a,日供水量约0.97×10~4m^3/a,在4~7 a,日供水量约在1.01×10~4m^3/a,矿山供水开采不会引起当地地下水资源枯竭,且矿山关闭后,含水层水位会很快恢复;即使在增加矿山供水和枯水气候同时出现的最不利条件下,井场中心出现最大地下水位降深为1.0~1.2 m,且距离井场中心距离约2km的边缘区域,地下水位降深仅为0.2 m。模拟结果可为高温干旱地区矿山的供水开采提供科学依据。

乡村住宅建设装备智慧维保技术分析及应用研究

随着乡村住宅施工机械化水平的不断提升,一些装备普遍面临着故障诊断不及时、维修保养水平差、备品备件调配慢等问题,导致工期延误并引发一系列安全问题。首先,对乡村住宅建设装备维保技术进行现状分析。然后,着重研究分析智慧化维保的关键技术要点:通过基于物联网的装备运行状态实时监控,实现装备故障的动态诊断;通过基于“互联网+”的维保计划流程平台化管理,实现维保工单智能化分派、单位人员的绩效评价;通过基于大数据、人工智能算法的维保历史数据挖掘分析,实现后续维保计划智能定制优化。智慧维保可以实现装备全生命周期的信息化管理,服务全过程可视化监管,有效降低装备维保成本与事故发生概率,推动乡村住宅建造技术水平的整体提升。

软土富水地层全断面管撑法的水平往复注浆装置设计研究

于软土富水地层中采用全断面管撑法施工,必须充分考虑施工过程引起的环境土工效应。因该工法存在对周围土体扰动持续往复以及推进过程中的水土流失难于控制等特点,若处理不当将导致地表隆沉、邻近管线变位、周边建构筑物破坏等一系列灾害发生。故对于地表降水条件不允许的情况下尤其是深层地下施工中,往往需要施作水平止水帷幕以保证施工作业面的水密性要求,然而又因前期施作的止水帷幕极易受后续施工作业的持续往复扰动影响而产生损伤导致止水性能下降,需对帷幕体进行往复注浆或局部补浆。针对这一情况,研究设计出一种新型水平往复注浆装置及其施工工艺,在一定程度上提高全断面管撑法在深层地下空间开发中的适用性,而作为一种普遍意义上的水平注浆技术也具有着广泛的应用前景。

基于MEMS传感器的高精度调垂用倾角仪设计

针对逆作法施工中的倾角测量问题,设计了一款基于MEMS双轴倾角传感器的高精度、高稳定度的倾角测量系统。系统的控制器型号为C8051F350,软件采用完善的温度补偿算法,测量精度达到1/1 000。同时,该系统具备无线通信功能,能够使用便携式触摸屏、电脑和智能手机作为人机界面,在逆作法施工中取得了良好的效果。