开挖宽度对异形基坑L形转角区支护结构变形影响研究

为研究不同开挖宽度对基坑L形转角区支护结构变形规律的影响,基于滨州市某异形深基坑工程项目的现场实测数据,分析了基坑开挖过程中L形转角区阴阳角位置处支护结构变形规律的差异性;建立了不同基坑宽深比(B/H,B和H分别为基坑宽度和深度)的L形转角基坑模型,研究了不同宽深比条件下转角位置处阴阳角相互作用条件下支护桩水平变形的空间分布规律,进一步明确基坑L形转角区支护桩不同深度处水平变形受影响范围。结果表明:当B/H<1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围随B/H的增加呈现出明显减小的趋势,其值近似满足2.4H-B;当B/H>1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围约为1.5H;坑内底部支护桩水平变形受基坑宽深比影响不明显,受转角效应影响的范围约为0.6H;当B/H<1.0时阴角侧支护桩浅部水平变形受影响范围约为1.6H,当B/H>1.0时其水平变形受影响范围约为0.6H+B;坑内开挖底面位置处阴角侧支护桩水平变形受影响范围约为0.6H+B,受宽深比变化影响不明显。

上海超深基坑地下连续墙的空间变形特性实测分析

基于大量现场实测数据,对上海城区某大型通道工程超深基坑在开挖和降水耦合作用下地下连续墙的空间变形特性及规律进行了详细分析与研究。结果表明:①当基坑长深比、长宽比较小时,受坑角效应影响,地下连续墙变形呈现显著的三维效应,且局部出现较大横向挠曲,其中靠近坑角两侧的局部挠跨比大于中部,靠近坑角两侧的横向挠跨比平均值约为(0.32~0.56)δ_(h)/H_(e),跨中位置横向挠跨比平均值约为(0.15~0.23)δ_(h)/H_(e);②地下连续墙最大侧移δhm随着开挖深度H的增加而呈非线性变化,特别地当开挖深度H超过12m之后,其变化率明显增加;③大幅度坑内超前预降水的卸荷效应会造成地下连续墙先期变形显著增加,并导致后续累计变形的大幅增加,受此影响,基坑开挖期间地下连续墙最大侧移及竖向变形分别为0.7%He,0.1%He(回弹),坑中立柱回弹变形最大为0.2%He,约为地下墙回弹的两倍,各变形量均显著大于上海地铁标准车站基坑(深度16~20 m)的实测统计数据。因此,在超深基坑施工过程中应尽量采用分步降水方式,避免一次性预降水。

圆砾地层深基坑坑角效应对邻近建筑物变形的影响

[目的]在基坑坑角效应影响下,坑角处的围护结构变形差异显著,建筑物沿基坑各方向会产生不同的沉降值,坑角效应对圆砾地层的影响尤为显著,极易造成建筑物破坏。因此,需研究圆砾地层深基坑坑角效应对邻近建筑物变形的影响规律。[方法]以南宁轨道交通5号线广西大学站为例,通过分析实际监测数据获得车站深基坑坑角效应的影响范围;采用Plaxis软件建立三维有限元计算模型,分析坑角影响范围内的地连墙和邻近建筑物的变形规律。[结果及结论]圆砾地层的坑角效应范围为2.8 H(H为基坑开挖深度),坑角效应将导致基坑中部的地连墙最大水平位移较坑角处大,最大增加幅度为82.2%。当建筑物与坑角距离≥1.5 H时,坑角效应对建筑物的变形约束作用有所减弱。随着建筑物与坑角及坑边距离的变化,在垂直于基坑边的方向上,建筑物纵墙的不均匀沉降值、倾斜率变化曲线均呈现出陡降式的抛物线变化趋势;在平行于基坑边的方向上,建筑物横墙的不均匀沉降值、倾斜率曲线的变化可划分为陡降式、上凸式、下凹式抛物线变化趋势。

上海某超深基坑分区开挖数值计算及模型参数分析

以上海某挖深超过40m的超深基坑为分析案例,建立了超深基坑精细化流固耦合数值分析方法,通过实测数据和参数反演分析,研究了超深基坑多因素叠加耦合效应的围护结构变形分布规律和变形模式。研究表明:相较于浅层土体开挖,深层土体开挖的变形效应更加明显,分层开挖的变形量和变形速率逐渐增加;模拟基坑开挖变形效应时,考虑围护结构的刚度折减是必要的,坑底承压水层降水有利于控制基坑变形,降水后深层土体开挖变形速率显著减小;围护结构变形的空间效应显著,地下连续墙角部几何形式对围护结构侧移影响较大;计算结果可以较好拟合实测结果,预测最大误差可控制在20%以内。

精密激光小角度测量装置设计

本文激光小角度测量装置采用正弦原理和激光干涉技术,实现对小角度量高准确度测量。该装置具有独立的回转轴系,可确保稳定性;采用400mm大臂长结构设计,可提高灵敏度;空心式角隅棱镜等光学器件设计和光源的选择,可避免多种误差源的干扰。同时,在高准确度的小角度计量方面,提出了多种新的设计和改进,实现了小角度测量误差优于0.05″,并通过同等级仪器间的测量比对,验证整套装置良好的测量效果。

基于平面应变比的深基坑工程支护结构优化设计研究

基坑开挖是一个三维空间过程。以实际深基坑工程为背景,借助岩土工程有限元分析软件PLAXIS 3D进行三维建模,分析了基坑工程在三维条件下的变形特性,并引入平面应变比概念对支护结构进行优化。结果表明:基坑拐角效应对变形存在显著影响,通过考虑平面应变比对基坑支护结构进行优化设计,能够在保证安全的前提下节约成本,优化效果显著。研究成果可为类似工程的设计、优化提供参考。

页岩油复杂裂缝形态段塞处理技术研究

松辽盆地古龙凹陷页岩油是大庆油田重要的接替领域。由于古龙页岩油储层地质条件独特,水平页理纹层发育,压裂时在近井端易形成复杂裂缝形态,裂缝转角大,易脱砂,导致主压裂施工中加砂困难,压力波动幅度大,无法有效连续加砂。为降低连续加砂施工难度,基于流体力学理论和颗粒冲蚀理论建立模型,利用有限元迭代法模拟低砂比段塞阶段支撑剂对裂缝转角的冲蚀效应。模拟结果表明,裂缝转角处的冲蚀效应与排量和砂比呈正相关,与压裂液黏度呈负相关。基于模拟结果建立排量、砂比及压裂液黏度与冲蚀效应的关系图版,并依据图版对试验井低砂比段塞阶段压裂液物性排量等施工参数进行优化,施工排量16m3/min,在砂比5%、压裂液黏度20mPa·s条件下缝内冲蚀效果最好。充分利用段塞加砂阶段,打磨裂缝转角,控制近井端裂缝形态,降低连续加砂施工难度。

基于变形机动分析的薄壁箱梁畸变效应研究

提出一种通过角点位移分析箱梁畸变效应的理论解析法。基于变形机动分析,以分解的角点位移描述和分析箱梁畸变行为;根据应变假设和闭合箱室满足的翘曲位移连续性条件推导畸变翘曲位移及应力分布模式;根据势能驻值原理,建立以角点位移为未知量的畸变控制微分方程。通过数值算例,验证解析理论和计算方法的正确性。结果表明:按翘曲模式分析的截面翘曲位移沿板宽按直线分布,翘曲正应力的分布与在板元弯曲假设下的应力分布规律相同;考虑泊松比影响后的横向弯矩相比于忽略泊松比时增大未超过0.6%;角点沿垂直顶(底)板方向的畸变位移大于其沿垂直腹板方向的位移分量;腹板与顶板交点处的翘曲正应力和横向弯矩小于腹板与底板交点处的相应值;腹板倾角变化对翘曲正应力和横向弯矩有显著影响,合理减小腹板倾角可一定程度减小翘曲正应力和横向弯矩。

顶板定向长钻孔层位设计及瓦斯抽采效果分析

针对双柳煤矿32(3)15工作面回采期间采空区内及顶板裂隙瓦斯涌出量大的问题,采用煤层顶板定向长钻孔抽采采空区顶板裂隙带瓦斯及采空区瓦斯,充分发挥定向长钻孔钻进精度高、钻进距离长的优势,提高瓦斯抽采效果。结合32(3)15工作面现场情况确定钻孔合理布置位置,并制定钻孔钻进技术方案。新方案现场应用后,定向长钻孔瓦斯抽采浓度、纯量分别稳定在为18%、3.2~4.9 m^(3)/min,回风隅角位置瓦斯浓度降至0.4%,瓦斯治理效果显著。

近距离煤层群覆岩裂隙带瓦斯治理措施优化及效果分析

为解决近距离煤层群综采工作面回采中上隅角瓦斯治理难题,保障综采工作面有效衔接,实现连续安全高效生产,利用同位素测定分析技术明确了近距离煤层群卸压瓦斯涌入覆岩裂隙带内的规律特征,提出施工地面L型钻孔以优化原有的覆岩裂隙带瓦斯治理技术,降低综采工作面上隅角瓦斯体积分数。结果表明:屯兰矿2号煤层综采工作面的覆岩裂隙带高度附近,工作面自切眼回采的95 m范围内,02号煤卸压瓦斯抽采占比逐渐降低,2号和4号煤层的卸压瓦斯抽采占比逐渐升高,95 m后,02、2和4号煤卸压瓦斯抽采占比趋于稳定,占比分别为60%、25%和10%.优化后的“以孔代巷”技术“高位钻孔+低位钻孔+高位走向长钻孔+地面L型钻孔”将上隅角平均瓦斯体积分数由0.65%降低至0.25%.地面L型钻孔的施工在空间和时间上保障了井下综采工作面的连续稳定生产,对井下工程不形成干扰,有助于解决上隅角瓦斯超限问题,实现了综采工作面的安全高效连续生产。

带多阳角的综合管廊垂直交叉节点深基坑的坑角效应分析

坑角效应是基坑空间效应的重要体现形式之一,但目前对带多阳角深基坑的坑角效应还缺乏具体且深入的研究。以海南滨海软土地区两垂直相交的综合管廊狭长深基坑工程为依托,利用Plaxis 3D建立了两种典型施工模式下带多阳角的综合管廊交叉节点深基坑开挖的三维数值模型,对由开挖引起的地表沉降、支护结构变形以及支撑轴力等开展了细致的对比分析,并着重探讨了坑角效应对其分布形态的影响。计算结果表明:在两种典型施工模式下,综合管廊狭长深基坑的地表最大沉降变化区间约为0. 11%He～0. 67%He,且支护结构的最大侧向变形与开挖深度之间的上下限值分别为0. 25%He、1. 35%He。整体而言,在完全对称的施工模式Ⅱ下,基坑周围土体的地表最大沉降和支护结构的侧向变形均低于施工模式Ⅰ的计算结果;但在施工模式Ⅱ下,基坑开挖过程中在阳角的两个临空面方向均表现为显著的坑角效应,而在施工模式Ⅰ下,仅在阳角形成之后的单一方向上表现为明显的坑角效应。坑角效应的影响范围约为2倍的开挖深度,在坑角效应的影响范围内,基坑周围土体的地表沉降、支护结构的侧向变形以及支撑轴力均较坑角效应影响范围以外的计算结果显著降低。研究认为,若在带多阳角的综合管廊交叉节点处的深基坑设计中合理考虑坑角效应的影响范围及其发挥程度,可在一定程度上降低工程成本。

上海软土地区某逆作法地铁深基坑变形

以上海软土地区某逆作法地铁车站深基坑项目为工程背景,通过分析现场监测数据,研究逆作法深基坑的变形性状及对周围环境的影响.研究结果发现:该基坑变形表现出显著的空间效应:中间标准段围护结构最大侧移的统计范围为(0.25%~0.45%)H,明显大于端头井的(0.10%~0.25%)H,中间标准段立柱隆起的上限为0.26%H,明显大于端头井的上限0.18%H,中间标准段开挖引起的管线沉降明显大于端头井开挖引起的管线沉降;既有地下结构对基坑变形有明显的遮拦效应,导致中间标准段西侧的围护结构侧向变形较小;基坑开挖导致邻近浅基础建筑物发生较大的沉降,甚至破坏建筑物的结构整体性,引发墙体开裂;受软土流变特性的影响,浅基础建筑物和地下管线都产生一定程度的工后沉降.

拐角角度对爆轰波拐角效应的影响

利用高速摄影技术研究了拐角角度分别为６０‘、９０‘、１２０‘情况下注装ＴＮＴ中爆轰波的拐角绕射现象。结果表明，拐角距离和死区面积随拐角角度的变化而变化。拐角为６０‘时没有明显的爆轰波滞后现象；随着拐角角度的增大，拐角距离减小；拐角为１２０‘时，有死区（ 未爆区） 存在。

带阳角土岩基坑变形特征仿真与实测对比分析

为掌握异形基坑变形特征及其对工程施工的影响,以大连市地铁二号线某车站深基坑工程为研究对象,对带阳角土岩组合深基坑变形特征进行仿真与实测对比分析。首先,构建带阳角基坑有限元分析仿真模型,其中,土体结构采用Mohr-Coulomb模型,岩体结构采用节理材料模型,锚杆、土钉与混凝土结构采用线弹性模型;然后基于实测数据对模型进行验证分析。通过该有限元分析模型平台,研究带阳角土岩组合深基坑变形特性,绘制土岩组合基坑变形与覆层土厚度关系曲线,分析土岩组合基坑阳角与阴角效应,找出不同阳角尺寸条件下覆层土体位移趋势。结果表明：地表超载25kPa时地表最大沉降量达到4~5mm;基坑阳角处最大水平位移2.5mm,最大竖向位移1.1mm,且显著大于阴角处量值。

随机结构静力反应概率密度演化方程的差分方法

随机结构分析的概率密度演化方法是分析随机结构静力反应的一种具有良好前景的方法。本文研究了求解随机结构静力反应概率密度演化方程的差分方法,分别探讨了单边差分格式和Lax-Wendroff格式的计算性态。二者均能满足概率相容性条件并且能够保证均值线性增长。以八层框架结构的静力随机反应为例,对两种差分格式的结果及精确解答进行了具体的比较分析。研究表明,两种差分格式均是收敛和稳定的,在不连续点处存在角点效应,单边差分格式能够保证概率非负性,而Lax-Wendroff格式具有往往更快的收敛速度。就变异系数而言,通常单边差分格式的变异系数随着区间离散数的增长而趋于稳定值,Lax-Wendroff格式则一开始就可得到恒定的值。

渗碳件“尖角效应”的定量表征及其变化规律研究

本文提出了用“尖角影响距离”( Dm)的方法定量描述渗碳件尖角部位的“尖角效应”。利用计算机模拟快速、高效的特点 ,借助自行开发的 CARBU- SIM有限元渗碳浓度场模拟软件 ,首次系统地研究了尖角角度、渗碳温度、渗碳时间、气氛碳势、倒圆半径及倒角等各种错综复杂的因素对工件尖角部位渗碳浓度场的影响。此外 ,还根据几何关系推导出了工件尖角部位渗碳后加工倒圆的最佳曲率半径公式。所得结论为制订更为合理的尖角渗碳工艺提供了可靠依据 ,具有较大的实用价值。

基于尖角效应的工程陶瓷边缘破碎研究

表面微裂纹与边缘碎裂是工程陶瓷磨削加工技术研究的热点。推导了陶瓷台阶过渡圆角的应力集中数值分析模型,并采用有限元仿真结果表明:表面凸台阶高度H越大或过渡圆角R半径越小,圆角根部的最大应力集中系数越高,其边缘越容易发生脆性破碎。开展了基于尖角效应的陶瓷单晶压痕边缘破碎实验研究了凹槽深度、凹槽根部的过渡圆角半径对Si3N4陶瓷的脆性断裂力值影响关系,其结果与应力集中数值分析模型和有限元仿真分析相一致。此外,随着压力加载速度越快,Si3N4陶瓷的脆性断裂力值会变小,且其力与位移曲线形状发生本质变化。对陶瓷边缘破碎形貌分析,磨削缺陷会导致应力集中,使过渡圆角上某区域成为最为薄弱裂纹源,并适用动态损伤演化方法描述边缘破碎的整个过程。

薄层炸药传爆性能研究

研究了BTF和PETN薄层炸药的传爆性能 ,其临界传爆宽度、临界传爆厚度、拐角效应。

炸药中爆轰波拐角绕射现象研究

本文利用多狭缝扫描技术对三种不同硅炸药内爆轰波绕过惰性介质时的现象进行研究,获得了炸药内爆轰波的传播结节和炸药性质对不稳态爆轰区域的影响。

微陀螺梳齿静电驱动力的计算方法

准确计算静电力是分析微机械陀螺力学特性的关键。文章基于微陀螺静电驱动原理,介绍了微梳齿结构的静电场计算的无限大平板模型,边缘效应模型,拐角效应模型三种模型。推导了三种模型的电容计算公式和静电力计算公式。通过数值计算和有限元计算,得到交叠长度变化时,不同计算模型的电容和静电驱动力的对比和各种模型的适用范围。说明在微尺度条件下静电场的边缘效应和拐角效应应当在设计和计算梳齿时应当充分考虑。