类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构力学性能模型研究

目的:类矩形无立柱盾构隧道结构能适用于隧道渡线段,但缺乏该新型结构的针对性力学性能分析模型,故有必要对此开展研究。方法:基于无立柱盾构隧道原型结构试验结果,初步分析了钢结构管片在设计运营工况下的整体变形及位移特征。进一步采用等效刚度均质环模型和梁-弹簧模型对结构的受荷响应进行了模拟,其中梁-弹簧模型的计算参数通过接头足尺试验来标定。将2种模型的计算结果与足尺试验结果进行对比,分析了不同模型的优劣,给出了不同模型的适用范围。最后,结合力法原理和2种计算分析模型对类矩形无立柱衬砌结构的变形机理进行了分析,探究钢结构管片不同部分的变形贡献。结果及结论:等效刚度均质环模型及梁-弹簧模型均可用于类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构的计算分析,其中梁-弹簧模型对于钢结构管片力学性能的模拟更加精确,尤其是在变形方面;等效刚度均质环模型对于钢结构管片响应的模拟精度稍差,但是用于结构设计仍然能保证足够的安全储备。针对结构变形机理的分析表明,类矩形无立柱盾构隧道结构的收敛变形主要来源于管片本体及接头两部分,其中接头变形约其占2/3。

一种裂纹扩展的有限元仿真分析方法及其实现

为分析含多裂纹体在任意载荷下的断裂过程问题,给出了一种基于有限元的仿真方法及程序。基于商业有限元软件的应力分析结果和合适的断裂力学准则,判断裂纹的扩展以及扩展角;通过对每一个裂纹尖端扩展影响区域进行单元重划分,实现了多裂纹任意扩展的几何描述有限元模型更新。由于只对裂纹扩展区局部进行有限单元更新,网格划分和前期网格结果到新网格的映射的工作量相对较小,典型的裂纹扩展分析实例表明本文方法和程序的有效性。

FMEA工作方法探讨与应用

针对大部分企业FMEA应用中的常见问题,利用FMEA工程技术分析其故障原因及影响,提出纠正措施,并在实际工程中改进,为企业FMEA应用提供参考。

基于CFD的齿轮箱迷宫密封机理研究

基于计算流体动力学(CFD)计算软件Fluent,应用k-ε湍流模型,分析计算了迷宫密封间隙宽度、齿型夹角、空腔深宽比以及直通式迷宫密封和错列式迷宫密封对迷宫密封内部流场和泄漏量的影响。在此基础上,对某型试验列车齿轮箱迷宫密封进行了6种不同的结构设计,对比分析了不同密封结构腔内压力场、速度场及泄漏量,为齿轮箱密封结构设计提供了参考依据。

镁质膨胀剂对混凝土工作性、强度、变形和耐久性影响研究

通过对比空白混凝土与掺入MgO膨胀剂的混凝土,研究了不同掺量与不同活性反应时间的MgO对混凝土工作性能、力学性能、变形和耐久性的影响。研究结果表明,掺入MgO膨胀剂后,混凝土的抗压强度、变形性和耐久性都有相应的提高。在活性反应时间一定及0~6%掺量范围内,MgO膨胀剂掺量为6%时,抗压强度最高,抗渗水性能最好。在MgO膨胀剂掺量一定时,5%100sMgO的混凝土渗水高度最小,5%50sMgO的混凝土抗压强度最高。

类矩形盾构隧道施工时对周边建筑物的保护

为进一步完善类矩形盾构法隧道的施工保护技术,以宁波轨道交通4号线类矩形盾构区间为工程背景,开展了建筑物保护施工配合研究。经工程实践检验证明,类矩形盾构法隧道施工技术在沿途近距离侧穿老旧建筑的情况下,对周边的地层环境有较好的保护效果,验证了类矩形盾构法隧道工法在城市核心区、老旧城区地下空间诸多限制条件下修建隧道的优越性。

基于耐久性要求的大体积混凝土贯穿裂缝化学灌浆工艺优化研究

化学灌浆工艺影响裂缝修复质量,若修复材料没有包覆钢筋时则存在腐蚀环境下的高锈蚀风险。依据现行操作规程进行混凝土裂缝化学灌浆时常出现复漏现象,表明腐蚀环境下混凝土结构的耐久性难以保障。通过试验分析了工程中常用的钻孔灌浆工艺的灌浆修复效果,并从耐久性保障角度出发,分别从钻孔间距和钻孔深度进行灌浆工艺优化试验。试验结果表明,缩短钻孔间距和增加钻孔深度有助于提升灌浆效果,其中钻孔深度为灌浆料极限覆盖深度值的关键因素,并基于耐久性指标要求提出了相应的工艺要求。

类矩形盾构法隧道内置式泵房设计研究

针对传统暗挖式废水泵房的不足之处,提出了一种适用于类矩形盾构法隧道的内置式泵房设计方案。在满足设计规范要求的前提下,该泵房可避免截面削弱对隧道开洞的不利影响,减少隧道外部泵房开挖的施工风险,降低造价,是一种性价比高、安全性高的泵房施作方法。结合宁波轨道交通类矩形区间隧道工程,开展了内置式泵房设计及应用研究。基于普通长枕道床和钢弹簧浮置板道床,分别形成了内置式泵房设计方法,确定了包含水泵规格、集水池规格和其他构造等在内的设计方案,并通过现场实测试验进一步明确了设计参数,验证了设计方案的可行性,形成了设计方案及配套规范,同时应用于工程实践。