聚合物三腔微管挤出口模结构对胀大变形的影响

聚合物熔体的模内流动状态与模外胀大变形直接影响微挤出制品的成型质量。文中基于Carreau模型,采用数值模拟方法,研究了聚合物三腔微管挤出过程中口模壁厚差与空心度结构特征对胀大变形行为的影响。结果表明,影响挤出胀大变形程度的关键因素是口模出口附近的轴向速度分布;内外壁厚差会导致较大壁厚位置处对应的型坯厚度增大,而较小壁厚位置处的型坯厚度减小,壁厚差变化对薄壁区域壁厚变形影响较大,达到91.4%;空心度减小能提升口模出口附近轴向速度分布均匀性,减小了70.1%的变形程度;基于胀大变形规律逆向补偿设计了口模形状与尺寸,明显改善了制品成型质量。研究结果对聚合物多腔微管的口模结构优化设计具有理论意义与工程应用价值。

开挖面失稳导致地下结构变形破坏的离心模拟

城市密集地下工程结构群下进行地下空间开发遭遇复杂地质环境时,可能会导致隧道开挖面失稳从而对既有结构的安全造成巨大威胁。开展了三个离心模型试验,模拟均质粉土地基和有黏土夹层的粉土地基中多层既有地下结构,研发了模拟隧道开挖面失稳的试验技术,再现了施工扰动引发的土体破坏模式和既有结构变形破坏机理。试验表明,控制开挖面位移(0.48H,H为开挖面高度)或者开挖面附近存在黏土夹层时,其附近形成的土拱有效地控制破坏区域,显著降低既有隧道的变形和应变,最终竖向变形为0.3~0.35 m,最大拉应变为850微应变;如果开挖面位移增大至0.86H,均质粉土地基出现整体失稳,既有隧道的最终竖向变形0.48 m,最大拉应变达到1900微应变。

有变形缝工况下地铁左右线盾构并行下穿对既有明挖公路隧道变形及应力的影响

[目的]为确保有变形缝工况下地铁盾构隧道并行下穿既有明挖公路隧道工程的顺利实施,须对该工况下既有明挖公路隧道的变形情况及应力特征进行分析。[方法]建立了济南济泺路下穿黄河隧道工程中市域轨道交通S2线左右线盾构隧道并行下穿既有明挖公路隧道的精细化模型,分析了既有明挖公路隧道车道结构底板的z向(竖向)沉降、x向(水平向)位移及车道结构底板的应力变化情况。选取有无变形缝2种工况,对2个施工步完成后测线的x向位移和z向沉降变化情况进行对比。进一步选取工程中的2号变形缝,分析施工过程中2号变形缝两侧的结构沉降差和变形缝的应力状态发展历程。[结果及结论]与无变形缝工况相比,有变形缝工况降低了既有明挖公路隧道结构的整体性,改变了其变形及受力特征;变形缝始终受到拉应力及剪应力的影响;有变形缝工况下,变形缝两侧沉降随地铁盾构掘进呈现出明显的变化,地铁盾构掘进至该变形缝正下方时,沉降达到最大值。

上海虹桥国际机场T1航站楼改造结构设计

上海虹桥国际机场T1航站楼历经多次改造和扩建,介绍了2018年实施完成改造设计的难点和特点。针对不同年代建造的结构单体共存问题,通过全面比较选择拆除或保留原结构,合理确定不同单体的后续工作年限。A楼出发大厅屋盖拆除新建,为减小改造对原结构的影响,采用钢屋盖-立面-雨篷一体化的结构方案;介绍了一体化结构的概念方案、分析结果和优化设计过程。1988年设计的B楼原结构抗震构造薄弱、抗震性能差,采用减少变形缝、改变结构体系、增设屈曲约束支撑等手段提升其抗震性能,满足大震不倒的设防要求。

浅埋暗挖隧道开挖对既有隧道衬砌结构的影响

浅埋暗挖隧道开挖会引起周边既有构建筑物变形,严重时会导致其变形过大而破坏。以某地下轨道交通工程为依托,利用仿真软件以及实地勘探,对既有隧道衬砌结构受力变形情况、实际施工过程中地表的下降情况、暗挖隧道位移和既有隧道衬砌结构位移情况进行研究。研究结果表明:1)采用隧道错距开挖的方式会造成隧道的沉降量变大;2)在隧道开挖后,既有隧道衬砌结构受新隧道影响,其左侧部分竖向位移整体大于右侧部分,竖向最大位移处在隧道初始位置,竖向最小位移处在隧道末端;3)对于浅埋暗挖上跨施工,当开挖距离大于新建隧道中轴线35m时,开挖新隧道对上跨既有隧道衬砌结构横向位移影响较小;4)当开挖深度到达一定距离后,拱底、左拱腰和右拱腰的应力基本保持不变;5拱底的应力不随开挖距离的深入而发生变化。

超近距箱涵顶进上跨既有地铁线路施工关键技术

以北京芙蓉路匝道箱涵顶进为工程背景,通过数值模拟、理论计算及现场监测等方法研究了箱涵顶进对既有地铁线路的影响。对工作坑支护、滑板施工、箱涵制作、箱涵顶进等施工要点进行把控,制订了科学、合理的防控措施。研究表明:箱涵顶进施工穿越既有地铁线对结构竖向和水平变形影响较大,顶推完成后结构变形呈椭圆形。采取“袖阀管注浆+非全嵌固桩”进行底板及基坑加固的方法可显著提高地基承载力,降低箱涵顶进对既有地铁线路的影响。

数字孪生驱动的射电望远镜结构热变形补偿系统

为解决在日照热载荷作用下大型射电望远镜结构变形无法实测与动态补偿的问题,研究了一种数字孪生驱动的射电望远镜结构热变形补偿系统。提出了基于实测数据与仿真数据融合的射电望远镜热温度场构建方法,建立了射电望远镜结构热变形仿真预测机理模型、结构热变形动态补偿机理模型,开发了射电望远镜结构热变形动态补偿数字孪生系统,通过微型实体模型实验对所提出的技术与系统进行了有效性验证。结果表明:将数字孪生技术应用于射电望远镜等大型天文装备,实现了其结构热变形的近实时监测和动态补偿,且补偿方案具有良好的时效性,有助于提升射电望远镜运行性能。

软土地层大断面矩形顶管施工诱发既有结构变形特性研究

为研究矩形顶管穿越软土地层诱发既有结构变形特性,进一步弄清软土地层中顶管施工引起的变形规律,依托南京某出入口顶管工程,首先开展了矩形顶管施工现场试验,分析了矩形顶管下穿桥基和管线引起的地表及结构变形规律。在此基础上,考虑地层损失对结构变形的影响,构建了矩形顶管动态顶进数值分析模型,分析了土体收缩率、箱涵与顶管间距和掌子面压力对既有结构变形的影响规律。研究结果表明:随着顶管管节逐级推进,地表横截面与管线呈现中间沉降大、两侧轻微隆起的变形特征,桥基变形特征主要表现为背离管节方向发生偏移;相较于箱涵与顶管间距和掌子面压力,土体收缩率变化对既有结构变形的影响最大。

航空发动机外部管路支架优化设计与应用

针对某发动机管路支架安装边裂纹问题,通过对支架裂纹处断口的分析及对支架组件进行了静强度受力分析,明确解决失效问题。从零件设计、加工、装配3方面着手,确定失效原因为支架与管路之间存在相互作用力,支架工作时除受振动应力影响外还承受装配时引入的额外应力。因支架组件刚性较强,受力后缓冲较弱,支架弹性变形所产生的作用力会传递至孔边,易产生裂纹。设计了增加浮动结构的改进方案,其具备轴向变形补偿能力,可以大幅降低传递至孔边的作用力。经试验验证,该措施可行、有效。

改建道路下穿既有高铁桥梁结构的变形影响研究

为了解决改建道路对既有运营铁路的安全评估问题,以上海市浦星公路(南行港路-人民塘路)改建工程下穿浦东铁路为研究对象,在分析现状道路与既有线铁路的交叉关系基础上,提出改扩建工程方案,并运用数值模拟方法,研究了改扩建道路在施工阶段和全断面运营阶段对既有铁路线结构变形的影响。研究结果表明,改扩建道路在施工阶段和全断面运营阶段对既有铁路线结构的变形影响均不超过2 mm,在规范的控制范围内。

钢框架结构商砼搅拌楼高位纠偏加固研究

纠偏技术是既有建筑工程结构纠偏加固的主要工程技术之一。文章以兰州地区某商混站钢结构高位顶升纠偏加固为背景,分析发现该钢框架结构商砼搅拌楼C轴较E轴沉降变形大,C轴向E轴方向倾斜变形,倾斜变形与沉降变形方向相反,故提出应力释放法对该楼进行高位顶升纠偏,最大顶升纠偏值为365 mm,该方法既可以消除因应力集中引发的工程事故,也可以纠偏到建筑物变形范围内使之正常使用,且工期短、经济、安全可靠。纠偏后经半年的变形观测数据分析结果,未发现明显继续变形,加固效果良好;该成果可为类似既有钢框架结构建筑物高位顶升纠偏加固提供经验依据。

不同围护结构变形模式对坑外既有隧道变形影响的对比分析

随着越来越多的地铁建成并投入运营,既有地下隧道受邻近基坑施工的影响及控制成为越来越重要的问题。通过建立考虑土体小应变的有限元模型,针对4种典型围护结构变形模式引起的坑外不同位置处隧道变形特点以及位移影响范围进行分析,结果表明:在围护结构最大变形相同而变形模式不同的情况下,坑外既有隧道的变形也会存在较大的差异。根据隧道拱顶拱底的竖向变形特点,可将基坑外不同位置的隧道根据其变形分为沉降区、变形过渡区及隆起区。悬臂型模式对坑外隧道的位移影响范围最小,内凸型与复合型模式影响范围基本相同,分布大于悬臂型,而踢脚型模式下范围最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外,尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式,并尽可能避免出现踢脚模式变形。

新建盾构隧道近距离下穿既有车站诱发结构变形特征研究

文章以北京地铁8号线二期新建盾构区间隧道下穿北京地铁2号线既有鼓楼大街站结构工程为依托,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,分析了新建双线盾构隧道近距离下穿施工过程中诱发的车站结构变形特征。研究结果表明,双线盾构掘进的影响区域主要在隧道附近的两道沉降缝范围内,车站结构的变形总体上符合正态分布,两道沉降缝之间沉降槽体积约占到总体积的80%,左线隧道施工引起的车站结构变形略微大于右线隧道。道床结构最大沉降发生在隧道中心处,轨面的最大变形发生在双线隧道的中间。道床和轨面结构变形主要发生在盾尾脱出后,而隧道壁的沉降变形主要发生在盾构刀盘到达至盾尾脱出过程中。该研究结果对指导盾构隧道施工及反馈设计具有重要理论与实际意义。

盾构隧道斜交下穿地铁车站的影响与监测研究

结合工程实例对盾构隧道斜交下穿既有地铁车站的相互影响进行分析,同时通过穿越过程中的施工参数、结构变形监测数据等方面的分析,研究穿越中关键施工参数的选取和对既有车站的影响。控制盾构掘进参数,合理设定推进力、推进速度和土压力,加强同步注浆和二次补浆是控制既有地铁结构变形的有效措施。另外,通过实测数据分析总结既有车站结构变形规律,此次一端斜交下穿使得既有结构变形由垂直下沉变为扭转下沉,结构侧墙半槽形沉降曲线表明结构变形对列车的行车安全造成很不利的影响。研究结果为今后类似的下穿既有地铁设计和施工提供了参考。

塔里木盆地断裂构造分期差异活动及其变形机理

本文的目的是探讨塔里木盆地断裂构造分期差异活动过程及其变形机理。在地震剖面解释、钻井资料和地质资料综合分析的基础上,通过编制塔里木盆地不同时期断裂系统图,提出控制塔里木盆地断裂构造形成和演化主要构造活动期次为:加里东早期、加里东中期、加里东晚期-海西早期、海西晚期、印支期、燕山期和喜马拉雅期。加里东早期断裂活动受伸展环境制约,沿先存基底断裂带形成张性正断层。加里东中期、加里东晚期-海西早期断裂活动以逆冲作用为主,在塔东、塔中、塘古巴斯、巴楚和麦盖提地区最为发育。海西晚期断裂活动也是以逆冲作用为特征,并从早期断裂强烈活动的塔中、塘古巴斯、玛东等地区,迁移到塔北隆起和东部地区。印支、燕山和喜马拉雅期,前陆地区断裂构造发育,形成叠瓦冲断带、褶皱-冲断带、双重构造、盐相关构造等;但在盆内稳定区,断裂构造不发育,活动性弱。古生代断裂构造发育分布的控制机理,主要与区域大地构造环境的变化和构造转换、先存基底断裂带、大型区域性不整合、滑脱带等要素密切相关。区域大地构造环境的变化和构造转换主要受控于塔里木周缘洋盆的伸展裂解、俯冲消减和洋盆闭合的时限和强度。先存基底断裂带或基底构造软弱带往往控制着后期断裂的发育位置和展布方向。大型区域性不整合和滑脱带控制着断裂构造的发育和分布层位。中、新生代断裂构造发育分布的控制机理,与区域大地构造环境及其构造转换、区域构造位置有关。中、新生代塔里木断裂构造主要分为三种环境,即前陆构造环境、盆内稳定区构造环境和隆升剥蚀区构造环境。盆内稳定区断裂构造不发育,活动性较弱。中、新生代断裂构造主体发育在前陆构造环境中,主要受控于周缘造山带强烈隆升、挤压冲断、走滑-逆冲或逆冲-走滑作用,同时与喜马拉雅晚期盆-山耦合作用及滑脱层的发育有关。

盾构法隧道下穿既有结构三维数值模拟分析

以北京地铁10号线9标段盾构法开挖隧道穿越城铁13号线芍药居车站工程为依托,采用三维有限差分软件FLAC3D对盾构施工过程进行数值模拟,分析盾构穿越既有结构时对其沉降的影响规律。研究结果表明:既有线车站结构的沉降随地基变形模量的提高而减少,且沉降趋势逐渐变缓;既有结构最大沉降增大的速率比围岩荷载释放率增大的速度快;增大开挖面的控制压力,可有效减小既有结构的沉降,但过大的控制压力会使前方土体隆起,产生负地层损失,并且随着开挖面控制压力的提高,差异沉降明显增大。通过施工参数的优化可以减小既有结构的沉降,达到保护既有结构的目的。

新建地铁车站上穿既有地铁结构的变形控制

以北京地铁4号线西单站上穿既有1号线区间隧道工程为背景,对新建地铁车站近距离上穿既有线过程中既有地铁结构的分步变形控制标准及技术进行研究,主要得到以下结论:(1)施工前对既有地铁结构进行检测与评估,既有1号线区间结构已超出安全临界状态,需对既有结构二衬进行加固。(2)采用FLAC3D软件建立三维地层-结构模型,基于变位分配原理,将上浮变形控制值按关键施工步序分解,按照控制值的70%、80%作为预警值、报警值,制定分步变形控制标准。(3)施工过程中,按照浅埋暗挖法"十八字"方针,采取既有结构周围土体袖阀管深孔注浆加固、中空预应力抗浮锚杆等技术抑制既有结构的上浮变形等措施。(4)既有结构的最大上浮值为2.1 mm,左、右线第2层、第3层导洞的开挖是引起既有线上浮的主要原因,纵向变形模式基本符合正态分布曲线;轨道结构累计最大上浮值为2.9 mm。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

基坑施工对下方既有盾构隧道结构变形影响分析

文章针对骑跨于既有盾构隧道之上的基坑工程,按实际工况进行了开挖支护的平面应变有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型。计算结果表明:隧道开挖致使周边土体呈X形的塑性区,且地下连续墙对于该塑性区开展有遮挡效应;当隧道位于基坑开挖中心线正下方时,隧道几乎不发生水平位移,且基坑开挖对位于其下方的已建隧道的竖向位移的影响较水平位移大,故当地下连续墙端部与隧道竖向间距足够大,隧道拱底与拱顶水平位移逐渐趋于相同。

基于B3模型的竖向构件差异变形分析

为研究巨型框架伸臂核心筒结构中由收缩和徐变引起的巨柱和核心筒的竖向差异变形,基于B3收缩徐变模型,采用应变增量法进行MATLAB编程,模拟荷载逐层施加的实际施工过程。对某一巨型框架伸臂核心筒结构进行了研究,考虑施工过程、混凝土收缩和徐变影响,对高层混凝土结构构件在竖向荷载作用下的竖向变形进行了计算;计算构件在楼板施工前后巨柱和核心筒的弹性、非弹性缩短以及竖向差异变形;进行了差异缩短变形分析,采用逐层修正法进行补偿。结果表明:考虑重力荷载、混凝土收缩和徐变时,巨柱和钢筋混凝土筒由收缩和徐变产生的非弹性变形占总变形的50%以上,且该比例随时间呈增大趋势;巨柱和核心筒的收缩变形远小于徐变变形,收缩和徐变变形最终趋于一定值;楼板施工结束时竖向变形近似相等的构件,在楼板施工后一定时期的竖向差异变形很大;若顶层楼板施工结束时荷载全部施加完毕,则楼板施工后的最大竖向变形值出现在中间某一层;对于有具体要求的特殊结构,采用逐层修正法可降低差异变形在伸臂桁架中引起的附加内力。