基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究

目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5500 mm/s、频率400 kHz、扫描2次。结论通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现Ni60/WC涂层表面加工所需织构激光参数的准确预测,为涂层表面织构加工激光参数精确选择提供了理论依据。

弹性环梁支撑下圆形深基坑支护结构变形解析解

将环梁和支护结构分别视为弹性圆环和弹性圆柱薄壳,基于环梁和圆柱壳的变形协调,得到了具有任意数目弹性环梁支撑圆形深基坑支护结构变形的解析解.在验证解析解合理性和可靠性的基础上,针对某一实际圆形基坑工程,比较了在刚性和弹性环梁支撑下支护结构变形和内力的差异,并分析了支护结构底部边界条件、环梁弹性模量、尺寸和数量以及位置等参数对支护结构变形和内力分布的影响.研究结果表明:相对于刚性环梁支撑,弹性环梁支撑处内力变化较小,环梁弹性模量和尺寸的改变只对基坑挖掘面以上支护结构变形和内力影响显著,而对挖掘面以下的支护结构变形和内力几乎没有影响.该研究成果为圆形基坑支护结构设计提供了理论依据和指导.

圆形基坑极正交各向异性支护结构变形解析分析

考虑圆形深基坑支护结构轴向和环向配筋的差异,将支护结构简化为极正交各向异性圆柱薄壳,研究了分层土体中具有弹性支撑环梁约束的支护结构轴对称变形和内力特征.首先,将弹性支撑环梁的约束解除,代之以沿环向分布的未知集中力,基于弹性环梁和圆柱壳的边界条件和变形协调条件,得到了分层土体中具有弹性支撑环梁支护结构轴对称变形的解析解.其次,以上海地区某一圆形深基坑支护结构为例,揭示了支护结构环向和纵向弹性模量、环梁刚度、土体重度和静止土压力系数等因素对支护结构内力和变形的影响,结果表明:支护结构以环向承压为主,轴向弯曲为辅,故其环向刚度对径向位移的影响要明显大于其轴向刚度的影响,但材料参数对内力分布影响较弱;环梁刚度的增加可有效限制支护结构的变形,但会引起支护结构在支撑环梁处内力的显著增大;土层性质相差不大区域的支护结构可按均质土中支护结构进行分析,而土层性质有较大突变区域的支护结构分析则需考虑土层的分层效应.

某超深圆形基坑围护结构优化分析

针对佛山市某超深圆形工作井围护结构设计问题,结合地层特点采用数值模拟及现场实测手段对原设计方案进行分析.对围护结构厚度及嵌固深度进行优化分析,探讨相同条件下基坑稳定性随着围护结构厚度及嵌固深度的变化规律.结果表明:开挖面入岩的超深圆形基坑自稳性好,从经济角度考虑,围护结构嵌岩不宜深;足够刚度的内衬墙基础上,较薄的地连墙嵌固很浅也可检算通过,且有较大安全富余,可为相关工程提供参考.

超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系力学性能分析

为了定量研究超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系的受力和变形机理,通过Midas GTS建立超深圆形基坑施作过程的精细化有限元模型,通过改变地下连续墙局部弱化程度、地下连续墙先行幅和后续幅数量和嵌固深度等参数,对围护结构受力、变形和基坑周边地表沉降等规律进行了分析,分析结果显示:本工程的围护结构设计具有一定的优化空间;围护结构的水平最大变形和最大应力集中于第8~10道环梁处;围护结构的变形随幅间弱化程度和幅数的增加而增加,围护结构应力随幅间弱化程度和幅数增加而减小;基坑周边地表沉降随幅间弱化程度和幅数的增加而增加。分析结果对类似超深圆形基坑的设计和施工具有一定的借鉴意义。

某重大交通枢纽项目深基坑内环撑拆除技术分析

以某重大交通枢纽项目典型环形钢筋混凝土支撑为例,对环形支撑拆除施工过程中的技术进行分析,介绍了此交通枢纽工程基坑的复杂情况及拆除施工时的不利影响,对施工中与设计要求不一致的工况进行统计分析,选择并建立了合适的有限元结构模型,计算环形支撑内力情况,验算其安全性能,最终达到了指导支撑拆除施工、缩短施工周期的目的。

圆形深基坑地连墙侧向变形特性分析

以湖北某长江公路大桥南锚碇基坑工程为背景,运用数值模拟软件,分析圆形深基坑地连墙侧向变形的特性,并对其影响因素进行分析。研究结果显示:圆形深基坑地连墙侧向变形的总体表现为“中间大,两端小”,最大侧向变形出现的位置随着基坑开挖,不断向下移动,开挖完成后,最终稳定在墙体的中下部约2/3处。圆形深基坑地连墙厚度和插入深度对地连墙侧向变形的影响较大,因此,在设计时合理的取值,不仅可以节约工程造价,更能保证工程的安全。

超大规模深基坑钢筋混凝土圆形内支撑结构设计研究

超大规模深基坑,受周边环境紧张等多种因素影响,一般采用水平对撑、角撑、水平斜撑、圆环形支撑等钢筋砼结构。因此,本文提出超大规模深基坑钢筋混凝土圆形内支撑结构设计研究。通过对深基坑支撑数据进行计算,以此提高深基坑支撑结构的稳定性,对支护结构进行要点研究,确保坑壁结构稳定,最后完成钢筋混凝土内支撑设计。计算结果表明,该研究方法计算结果较为准确,安全性高,经济行好。

基于强度折减法的圆形顶管井基坑变形及稳定性分析

现行规范中有关圆形顶管井基坑的设计方法主要采用平面弹性支点法,考虑到三维空间下环形基坑支护结构的拱效应和周边土体的土拱效应,平面计算结果较实际偏于保守。为此,基于强度折减法,通过建立圆形顶管井基坑的二维、三维有限元计算模型,得到了基坑安全系数和变形量,并将计算结果与规范方法进行了比较分析。分析表明:在深径比h/r>0.9时,坑底土主要产生隆起变形;当深径比h/r小于0.9并逐渐减小后,坑底出现圆弧滑动面,土体破坏呈整体滑移模式;在三维模型下,围护结构的拱效应阻隔了坑边超载对圆弧滑动面分布的影响,周边土体的土拱效应减小了地表沉降量和围护结构变形量;基于强度折减法的基坑安全系数是规范方法中坑底抗隆起安全系数的2~3倍。

单层大直径圆环支撑在软土深大复杂基坑工程中的应用与研究

以浙江省台州中心城区某深大复杂软土基坑工程为背景,根据基坑周边环境,结合工程特点及方案选型分析,采用大直径圆环支撑结构体系,有效解决了周边环境复杂、施工场地狭小及支撑下土方开挖效率低等问题。通过数值模拟分析基坑开挖对周边道路及建筑物的影响,计算结果和实际监测数据显示,采用单层大直径圆环支撑体系能较好控制基坑变形,确保基坑周边环境的安全,为类似地质和边界条件下深大基坑工程设计提供一定经验。

锚碇基坑地下连续墙围护结构作永久受力结构的应用研究

随着地下建设空间的进一步利用,地下连续墙应用范围不断向下拓展。目前,地下连续墙已经作为永久受力结构应用于建、构筑物主体结构中。基于上海远方相关地下连续墙锚碇基坑实践,对地下连续墙作永久受力结构的应用进行探讨,并针对框架式地下连续墙、桩-墙咬合式地下连续墙、圆形地下连续墙施工关键技术进行阐述。结果表明,作永久受力了的地下连续墙结构通常较为特殊,部分为特殊结构形式,部分包含特殊接头形式,在目前的施工技术下是可以实现地下连续墙作永久受力结构的。用集约高效,推进城市功能复合。创建“就近职住、功能复合”的现代城市,在规划及设计中进行街道一体化设计。

复杂地质盾构始发工作井围护结构施工关键技术

深圳至惠州城际大鹏支线的坪山至燕子湖区段,地质复杂,工程难点包括基坑涌水砂、深坑挖掘、土层稳定性及岩层影响。面对挑战,提出相关措施包括质量与防水控制、挖掘效率优化、稳定性监测及支护,以及提升岩层挖掘安全性,确保施工安全高效,顺利完成。

土岩复合地层超深圆形基坑内衬墙作用效果及优化

为选择合理的支护方案,满足复杂地层条件下基坑的安全稳定和高效施工,以佛山市某超深圆形基坑为研究背景,采用数值模拟及现场监测手段,对土岩复合地层内衬墙作用效果进行分析,并分别对内衬墙厚度、施工方法、内衬墙布置形式进行优化。研究表明:内衬墙对地连墙受力变形起有利作用;相比有内衬墙支护,无内衬墙支护时地连墙受力变形增加较多,但均未超过规范要求预警值,表明该复合地层内衬墙具有一定的优化空间;地连墙水平位移、地连墙环向应力、坑外地表沉降量最大值与内衬墙厚度呈负相关,内衬墙厚度减小至0.80~0.60 m之间时,地连墙水平位移及环向应力作用效果减弱,内衬墙厚度减小至0.60~0.40 m之间时,坑外地表沉降量作用效果有所减弱;在最优厚度基础上,采用顺逆结合的施工方法既可保障基坑安全稳定,又可提高施工便利性。提出了不连续内衬墙布置形式,即,在最优厚度基础上,采用受压区较小时隔两层施作一层、较大时隔一层施作一层的布置形式,既安全又经济合理。

圆形竖井变形特性及其计算分析方法

圆形竖井支护结构的受力变形特性与一般基坑支护有着显著的差异。结合珠三角水资源配置工程中一超深圆形竖井支护的计算分析,讨论类似问题的有限元法及增量法计算模型及计算方法,并将计算结果与现场实测进行对比,研究此类问题计算模型构建时需考虑的因素,及圆形竖井的变形特性。计算对比表明,无论采用有限元法还是增量法,适当选取计算模型参数,对此问题均可给出较为符合实际的计算结果。圆形地连墙加逆作内衬的支撑方式,可以有力发挥支护墙体的环向支撑作用,特别是在小径深比情况下。墙体内的环向内力主要是轴压力,而竖向内力主要是在地连墙的嵌岩部位发生外侧受拉的较大弯矩,而在此部位上方一定范围发生内侧受拉的较大弯矩。

超大环形支撑深基坑支护设计与监测分析

以淮安黄泛平原区某超大深基坑工程为背景,根据地质和周边环境等条件,对基坑支护结构进行选型和设计,并对基坑开挖过程中支护结构和周边环境变化进行监测和分析。基坑采用地下连续墙和钻孔灌注桩加等厚度水泥土搅拌墙(TRD)作为围护结构,采用两层三圆环钢筋混凝土作为支撑结构。结果表明:基坑各边围护结构和周边地表变形趋势基本一致,变形量小,呈现明显的时空效应;地下连续墙和TRD作为全封闭止水帷幕止水效果良好,基坑施工期间的坑内降水对坑外地下水位影响较小;在环形支撑体系中,环梁支撑轴力大于辐射撑和角撑轴力,围护结构传递过来的荷载主要由环梁承担。

城市地铁车站深大基坑分区开挖顺序优化研究

对于由不同形状组成的深大基坑工程,开挖的顺序会对基坑及其围护结构的变形产生较大的影响。为了确定深大基坑不同开挖顺序对施工稳定性的影响并得出最佳开挖顺序,依托福州地铁船政文化城站基坑工程,应用有限元软件,针对由圆形和条形组成的基坑工程,对不同分部开挖的方案进行数值模拟计算,得出不同开挖顺序下基坑附近的地表沉降及围护结构变形规律,得出结论:1)对于小里程基坑,先开挖条形基坑再开挖圆形基坑的顺序造成的小里程基坑外的地表沉降大于先开挖圆形基坑再开挖条形基坑,而对于圆形基坑和大里程基坑,先开挖条形基坑再开挖圆形基坑顺序更优;2)先开挖条形基坑再开挖圆形基坑所造成的边墙最大水平位移要小于先开挖圆形基坑再开挖条形基坑;3)对于圆形基坑部分的开挖,盖挖优于明挖,保留核心土的开挖顺序更优。总体来看,采用先开挖条形基坑后开挖圆形基坑,且圆形基坑采用盖挖保留核心土的开挖方式为更优方案。

反压土作用下超大圆形基坑灌注桩变形响应

由于矩形和不规则多边形基坑开挖时容易产生坑角效应,通常采用具有明显空间拱效应的圆形支护形式进行超大基坑开挖。为了提升反压土计算方法在基坑支护体系的应用,本文提出了适用于深厚软土地区超大圆形基坑灌注桩变形分析的反压土简化理论,并采用数值分析及现场实测对理论分析进行了验证。结果表明:(1)推导得出的折减系数α在反压土平台及支护结构深度范围内均保持连续,仅为深度z的函数;(2)简化理论与土层结构法在计算结果上趋势一致,且在现场实测数据范围内,证明了简化理论具有实用性和可操作性;(3)在基坑反压土预留时,土体对称平衡布置更有利于控制基坑变形。简化理论促进了反压土在基坑工程中的应用,提高了基坑开挖的效率。

基坑设计计算中冠梁刚度取值探讨

冠梁作为基坑支护措施的构造结构,对基坑的变形控制有着不可忽视的作用。冠梁刚度如何取值现行规范尚未明确规定,基坑支护设计的商业软件说明亦较为笼统和简单。本文基于结构力学原理,通过分析在不同支护结构中冠梁的受力特性以及冠梁自身的惯性矩,提出了冠梁刚度的取值计算方法,同时针对特殊的环形基坑支护结构,本文亦给出了环形冠梁刚度的取值方法,可供设计参考。

圆形基坑内衬墙堵漏方法

在基坑施工过程中,由于受到地下水的压力影响,常常会出现衬墙渗漏的问题。衬墙渗漏不仅会影响基坑稳定性,还会影响内衬墙的使用功能。为了解决衬墙渗漏问题,通过在内衬墙根部进行钻孔注入环氧树脂的方式达到堵漏效果。详细介绍了钻孔注入环氧树脂的堵漏方法,包括钻孔位置、孔径和深度的设定,环氧树脂的选用和注入方法等。通过该方法验证了钻孔注入环氧树脂堵漏的方式可行。

圆形深基坑环撑刚度计算分析及应用

通过圆形基坑实例,推导单个环形支撑的水平刚度系数,提出了圆环支撑刚度系数的简易计算公式,利用其解析解作为支护结构单元计算刚度输入的初始数据,并通过启明星BSC计算软件及迈达斯GTS-NX三维有限元软件计算出的位移和内力及基坑开挖后实测的位移和内力对环撑水平刚度进行反推,并与解析解对比。结果表明:解析解计算出的环撑水平刚度系数较反推计算结果偏大。根据对比分析,对环撑水平刚度系数计算公式进行了修正,修正结果能基本与反推结果吻合,可为今后类似圆形深基坑的设计、施工提供参考。