圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。

考虑拱效应的复合地层盾构隧道开挖失稳分析

根据盾构隧道开挖面的特点,考虑不同地层、不同隧道埋深条件下土体成拱效应,基于Paik圆弧拱理论建立失稳土体三维极限平衡理论分析模型。将经典三维楔形体模型改进为垂直面水平面均考虑拱效应的失稳土体三维模型,模拟盾构隧道开挖时前方土体的影响范围和影响大小,将上覆土压力计算方法扩展为三维形式,并采用土体条分法给出失稳土体极限平衡公式。最后利用MATLAB编程将模型计算结果与离心试验及其他理论模型进行了对比验证。结果表明:本文力学模型结果与离心试验结论更接近,可更准确地应用于开挖面最小支护压力参数的确定。

深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏的试验研究

为了研究深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏特征,利用TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机,对含直墙拱形贯穿巷道的立方体花岗岩试样进行了三向不等压加载试验,并借助微型摄像机实时监控围岩破坏情况。试验结果表明,花岗岩直墙拱形巷道围岩产生平行于直墙的板裂化结构,呈明显的拉伸破坏特征。随着板裂破坏沿巷道两侧围岩逐渐向深部发展,最终在围岩两侧距拱底(0.20~0.25)h(h为直墙拱形巷道的高度)处形成对称的V型槽。在相同应力条件下,与花岗岩圆形巷道破坏特征相比,直墙拱形巷道围岩初始破坏应力较高,主要表现为静态破坏,产生的岩片较大,呈细长条状,具有明显的层裂现象;而圆形巷道围岩破坏较为剧烈,属于动态破坏,产生的岩片相对较小,但是两种断面产生的岩片均表现出中间厚两边薄的特征。通过对比不同岩性直墙拱形巷道围岩破坏特征发现,花岗岩的破坏较为剧烈,红砂岩的较弱。对于千枚岩直墙拱形巷道,随着层理角度的增加,围岩的破坏模式从平行于层理面的拉伸破坏转变为平行于层理面的剪切滑移破坏,再到穿越层理面的剪切破坏,最后转化为穿越层理面的拉伸破坏。

3D打印技术在辅助主动脉弓部开窗中的应用

目的探讨3D打印技术辅助主动脉支架体外开窗在复杂主动脉弓部疾病全腔内治疗中的疗效。方法回顾性分析2020年12月至2023年3月郑州大学第一附属医院利用3D打印主动脉模型指导主动脉弓部体外开窗联合支架植入治疗的25例复杂主动脉弓部病变患者(包括12例胸主动脉夹层和13例胸主动脉瘤)临床资料。术前利用CTA重建数据制备3D打印主动脉模型,确定手术方案后在3D打印模型的辅助下进行主动脉支架体外开窗并结合束径技术完成胸主动脉腔内修复术。结果患者均成功完成体外开窗胸主动脉支架置入术。围术期及随访期内弓上分支血流通畅,无严重主动脉相关并发症、脑缺血事件及死亡事件发生。结论对于解剖复杂的主动脉弓部疾病,利用3D打印模型精准指导主动脉支架体外开窗可提高支架开窗孔与弓上分支血管开口对位的准确率,使主动脉弓部疾病的全腔内治疗更安全有效。

经会阴3D超声测量耻骨弓角度对阴道分娩的预测价值

目的:研究会阴测量耻骨弓角度(PAA)的分布特征及其对分娩方式、产程时长的预测价值。方法:收集2021年1月至12月在首都医科大学附属北京天坛医院住院分娩的301例孕妇的临床资料,使用3D超声经会阴测量PAA,采用回归研究分析其与分娩方式、产程时长的关系。结果:301例孕妇中,产前剖宫产组82例,产程剖宫产组49例,阴道分娩组170例(包括正常阴道分娩组155例和产钳组15例)。正常阴道分娩组和产钳组的PAA均大于产程剖宫产组(P=0.000和0.052)。PAA可显著正向预测正常阴道分娩(P=0.000),其曲线下面积为0.782(P=0.000,95%CI为0.717~0.848)。线性回归发现,PAA可正向预测第二产程时长(P=0.035)。结论:PAA可预测正常阴道分娩,并预测第二产程时长。

山岭隧道拱脚塌方三维数值模拟分析

山岭隧道拱脚塌方破坏前兆较为隐蔽,加固难度大、成本高,选取合适的加固方案是关键.文中结合高宝隧道施工过程中出现大面积拱脚塌方,采用FLAC3D建立三维数值模型,从围岩应力分布、位移情况以及混凝土衬砌内力分布3个方面分析了隧道拱脚塌方对周围围岩稳定性的影响,分析结果表明,拱脚塌方影响范围可以达到20m左右,范围内的围岩应进行重点加固和监测,同时塌方一侧的拱脚是重点加固的部位,采用小导管注浆封闭围岩,单侧壁导坑法开挖,再配合"工字钢+系统锚杆和锁脚小导管"的综合加固处置措施方案实施可行,加固后围岩变形及应力均得到较好的控制.研究结论可为类似条件下隧道加固设计、施工和监测提供借鉴意义.

张弦拱桁架结构在多维地震作用下的抗震性能

利用SAP2000软件建立张弦拱桁架结构整体模型,研究了隔震结构与铰接结构在多维地震作用下的底部剪力、杆件内力及结构变形等特性。隔震结构除低阶振型以结构整体振动为主外,具有显著的空间扭转振动特性;相比于铰接张弦拱桁架结构,采用隔震技术后张弦拱桁架结构的基底剪力有所减小,表现出了不同程度的减震效果;多维地震输入对隔震结构的基底剪力无明显影响,但隔震结构由于拱脚缺少侧向约束,导致隔震结构在地震作用下的最大竖向位移比铰接结构更大,且在水平方向上的空间扭转变形特性也较为明显。

桩承式路堤土拱效应的三维数值模拟

结合模型试验结果,建立了三维有限元数值模型,对桩承式路堤中土体竖向应力分布规律进行了分析,计算结果和实测结果具有很好的一致性,而且反映出了土体竖向应力随深度的分布规律、土拱作用机理以及土拱的作用范围.模型试验和计算结果显示:桩承式路堤中土拱内部竖向应力随深度非线性减小,而土拱上部路堤中土体应力随深度近似线性增加.研究还发现,随着荷载水平和桩体-桩间土沉降差的变化,土拱的发生区域也在变化,实际土拱作用的影响范围在路堤底面以上约1倍桩间距的区域,要大于目前理论解答所做的假设.

三维容积超声结合彩色多普勒技术在正常胎儿主动脉弓和头臂血管发出检查中的应用

目的探讨二维及三维容积超声结合彩色多普勒技术在显示正常胎儿主动脉弓及头臂血管发出中的价值。方法随机选择2014年9月至2015年9月于中国医科大学附属盛京医院门诊进行常规产科超声检查的150例孕妇（150例正常胎儿）为研究对象。将胎儿按孕周分为19～22周、23～26周、27～30周、31～34周4组。胎儿矢状面连续超声检查,观察并计数主动脉弓及头臂血管;胎儿矢状面采集心脏三维容积数据,同时开启彩色多普勒功能。利用图像后处理软件对容积数据分析重建,获取胎儿主动脉弓及头臂血管的三维图像,观察并计数主动脉弓及头臂血管。比较两种方法显示主动脉弓及头臂血管情况。结果孕〈31周胎儿三维容积超声较二维超声能够显示更多的头臂血管;而孕≥31周胎儿二维超声明显优于三维容积超声。结论利用二维超声心动图对胎儿矢状面行连续超声检查可有效显示胎儿主动脉弓及头臂血管的发出。在孕周较小时,利用三维容积超声结合彩色多普勒技术可更好地显示胎儿主动脉弓及头臂血管的发出,且三维重建图像直观、立体,有助于理解心脏大血管的空间立体结构。

Nance弓和横腭杆在拉尖牙远移中支抗效果的研究

目的:研究Nance弓和横腭杆在拉尖牙远移过程中,二者在三维方向上磨牙支抗效果的比较。方法:选择Angle I类中度拥挤,或Angle II类I分类软组织侧貌前突不明显者40人,随机分组,上、下颌减数双侧第一前磨牙,设计方案为中度支抗,两步法关闭拔牙间隙。排齐整平后和治疗阶段结束时取模型,拍摄口内像和头颅侧位片。测量各标志点的线距和磨牙角度变化。应用SPSS 17.0统计软件对测量结果行统计学分析。结果:2组在阻止上颌第一恒磨牙近中前移、水平宽度或垂直方向、近中倾斜差异无显著性,但在磨牙旋转的控制上,Nance弓组磨牙向近中舌向旋转3.70°±1.20°,横腭杆组向近中舌向旋转8.50°±3.59°(P<0.05)。结论:在磨牙旋转支抗控制上,Nance弓明显优于横腭杆。

基于三维土拱效应的预应力锚拉桩锚头间距确定

讨论了传统预应力锚拉桩支护结构荷载传递路径存在的不足,根据其受力特性,首次提出了基于三维土拱效应的力学计算模型,并对该模型的正确性进行了验证。分析了土拱的形状、土拱的拱高,进而提出了该模型的数学表达式。同时对三维土拱的形成条件进行了论证,建立了形成土拱的静力平衡条件及土的强度条件,在此基础上确立了锚头间距的控制方程,分析了抗剪强度参数c、φ及桩板后土压力q的对锚头间距的影响。最后,将上述分析成果应用于一工程案例,节约了工程造价效果。

摇椅弓角度和弧形深度对牙齿垂直向受力的影响

目的:分析摇椅弓角度和弧形深度的变化对前后牙垂直向力的影响。方法:采用ANSYS有限元软件建立下颌牙列、牙周支持组织以及不同角度、不同弧形深度的0.46mm×0.64mm不锈钢下颌标准弓形摇椅弓的三维有限元模型,将摇椅弓变形前后的位移差作为荷载施加于有限元模型,通过多次迭代使其满足变形协调条件,计算出牙齿垂直方向的受力情况。结果:获得较理想的三维有限元模型。摇椅弓对牙齿产生的作用力在尖牙、第二前磨牙和磨牙处较大,在切牙处较小。当摇椅弓角度不变时,随着摇椅弓弧形深度的增加,切牙和磨牙压低力增加,尖牙经历一个由升高到压低的过程,前磨牙经历一个由压低到升高的过程。当摇椅弓弧形深度不变时,随着摇椅弓角度增加,切牙和磨牙压低力增加,尖牙经历由压低到升高的过程。结论:摇椅弓角度和弧形深度的变化对施于牙齿的垂直向力产生显著影响。

桑郎拱坝整体稳定安全度数值分析

采用三维弹塑性有限元方法,利用超载法、强度储备系数法和综合法分析了桑郎拱坝的失稳破坏过程,得到其整体破坏特征和整体安全系数.计算结果表明,模拟破坏的方法不同,其渐进破坏过程和失稳模式不同,但各种方法都同时反映出两侧拱端是坝体最薄弱的部位,而根据收敛性和突变性综合判断得到大坝的整体安全度,该稳定安全度满足要求.

立体桁架拱结构的稳定性分析

本文分别采用单拱单元和多拱单元子系统,对有支撑和无支撑的两种立体桁架体系进行了稳定性研究,对桁架结构的线弹性稳定性、几何非线性弹性稳定性、弹塑性稳定性和有初始缺陷的桁架结构几何非线性稳定性进行了系统分析,研究结果可以为桁架拱结构的设计提供理论指导和设计参考.

摇椅形唇弓打开咬合前后上颌牙的三维变化

目的:使用激光扫描三维成像技术研究咬合打开前、后上颌牙的三维变化。方法:选取山东大学口腔医学院正畸科收治的15～21岁恒牙期安氏Ⅱ类1分类错并同时伴深覆患者40例,随机分为2组,每组均在用不同的方法打开咬合后留取石膏牙颌模型,用激光扫描三维成像技术建立数字化研究模型,测量上颌牙在打开咬合前、后的三维变化。采用SPSS13.0软件包对数据进行t检验。结果:在矢状向上,切牙表现为唇向倾斜趋势,尖牙及第一恒磨牙表现为远中移动趋势,第二前磨牙变化不明显,摇椅形唇弓有无弓丝末端回弯及尖牙向后"8"字结扎所引起的切牙和第一恒磨牙的变化有显著差异(P<0.05),而尖牙和第二前磨牙的变化无显著差异(P>0.05);在垂直向上,切牙及第一恒磨牙的远中颊尖表现为龈向压低趋势,第二前磨牙表现为向升高趋势,尖牙及第一恒磨牙近中颊尖变化不明显,各组之间无显著差异(P>0.05);在横向上,磨牙区牙弓宽度有增加趋势,尖牙及前磨牙变化不明显,各组之间无显著差异(P>0.05)。结论:标准镍钛摇椅形唇弓打开咬合可引起上颌牙在矢状向、垂直向及横向上的变化,矫治深覆效果显著。

桩承式路堤土拱效应分析

基于单桩等效处理范围内堤身土体受力平衡,改进了传统的HEWLETT极限状态空间土拱效应分析方法,求得了桩体荷载分担比计算的解析表达式。研究了桩间距、桩帽大小和填料内摩擦角对桩体荷载分担比的影响。研究表明:土拱处于弹性状态时,改进方法计算出的桩体荷载分担比小于HEWLETT极限状态计算结果;土拱处于塑性状态时,改进方法计算结果与HEWLETT计算结果相同。设计桩承式路堤时,若填料内摩擦角较大,则应优先考虑增大桩帽宽度来提高桩体荷载分担比;若内摩擦角较小,则可适当减小桩距来提高桩体荷载分担比。大内摩擦角填料有助于提高桩体荷载分担比。给出了桩体荷载分担比计算图,便于工程应用。最后对一个工程实例作了分析。

水垫塘反拱型底板衬砌结构的非线性分析

反拱型底板的稳定性是实现消能防冲的关键所在,其受力过程表现为一种高度的非线性.为此,采用AN-SYS程序中三维非线性弹簧单元模拟锚固钢筋的黏结滑移,接触单元模拟水垫塘底板结构之间的接缝以及底板、拱座与基岩之间的接触面,建立反拱型水垫塘的有限元模型,通过长潭岗水垫塘的工程实例说明了该模拟方法的合理性,并应用该方法对拟建的拉西瓦反拱型水垫塘进行稳定性分析,结果表明,反拱型底板具有较好的受力条件,其稳定性能够得到保证.

钢丝结扎固定颧骨颧弓整形术稳定性研究

目的:观察钢丝结扎固定颧骨颧弓整形术的稳定性。方法:随机选取颧骨颧弓肥大者59例,于术前、术后10天、术后3个月分别做三维CT检查并进行三维CT重建,用图像分析软件进行测量颧弓宽度。结果:颧骨颧弓整形术后,颧弓宽度明显缩小,且颧弓宽度术后10天和术后3个月无明显变化。讨论:在颧骨颧弓整形术中,运用钢丝行截骨段两端固定,颧弓缩小效果显著且具有良好术后稳定性。

下颌固定舌弓调整牙弓对称性的临床初探

目的探讨利用下颌固定舌弓作为支抗矫治下牙弓前中部不对称。方法选择正畸临床下颌牙弓不对称患者6例,借助于固定舌弓作为支抗调整下颌牙弓形态,收集调整前后石膏模型并进行模型扫描,通过Dolphin 11.0软件建立三维数字化模型后进行测量。结果 6例患者使用下颌固定舌弓平均1~3个月,下颌牙弓基本对称,矫治前后两侧下颌第二前磨牙颊尖、尖牙牙尖、侧切牙切缘中点到矢状面距离的差值明显减小,并有统计学意义(P<0.05),两侧第一恒磨牙近中颊尖到矢状面距离的差值变化不显著(P>0.05),且第一恒磨牙间宽度治疗前后差异无统计学意义(P>0.05)。结论下颌固定舌弓作为舌侧支抗可有效调整下颌牙弓前中部的不对称,帮助建立正常的咬合关系。

双曲拱桥横向分布系数研究

采用三维实体有限元法、弹性支承连续梁法及实测方法 ,研究双曲拱桥的横向分布系数 ,结论是 :宜采用弹性支承连续梁法计算双曲拱桥横向分布系数。