基于台阶法的小净距隧道施工变形规律研究

为降低小净距隧道施工成本,缩短施工工期,文中以威海某小净距隧道施工为背景,利用现场实测与数值模拟手段相结合的方式,对小净距隧道动态开挖过程中的围岩变形规律进行分析,得出台阶法施工隧道地表沉降及拱顶沉降变形规律,根据围岩塑性区,得到隧道施工薄弱区域,为隧道安全施工提供参考。

不同棚膜小拱棚地膜处理对苗期棉花的影响

南疆地区早春低温冷害、沙尘与冰雹等极端天气影响棉种萌发及幼苗发育,为解决极端天气影响棉花出苗及减产问题,在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展小拱棚大田试验。试验共设计3种不同材质棚膜,每种棚膜下设有无地膜两种处理方式,选取当地冬灌棉田(无小拱棚,有地膜)作为对照处理,共7组处理,每个处理设3个重复,分析不同处理对棉田耕作层(0~30 cm)土壤水热微环境、棉花株高茎粗、地上部干物质量及出苗率的影响。覆盖小拱棚有地膜处理苗期增温效果显著,有地膜处理5 cm土层日均土壤温度较无地膜处理增加2.9~4.2℃,较CK增加3.8~6.3℃;不同材质棚膜下棚内气温变化趋势相同,有地膜较无地膜处理棚内气温增加0.6~1.65℃,较CK增加1.2~3.8℃;覆盖小拱棚有地膜处理有很好的保水作用,0~30 cm有地膜较无地膜处理土壤含水率提高6.13%~6.70%,较CK提高1.17%~4.36%;不同材质棚膜下覆盖小拱棚有地膜处理对棉花株高、茎粗及地上部干物质量的积累影响显著,且能实现提早出苗。不同材质棚膜下覆盖小拱棚有地膜处理在棉花生产过程中均能提高地膜的增温保墒效果,M1(聚乙烯(PE)膜)轻薄且透光性好,综合分析可知,M1W处理能更好的发挥地膜的增温保墒效果,有效提高出苗率,延长棉花全生育期。

不同水氮供应对小南瓜根系生长、产量和水氮利用效率的影响

【目的】针对西北半干旱区温室蔬菜灌水施氮不合理等问题,通过不同灌水施氮水平处理,探讨作物根系生长与分布、产量和水氮高效利用与水氮供应的关系,揭示根系生长分布对灌水施氮模式的响应机制,为提高蔬菜作物产量和水氮利用效率提供科学依据。【方法】采用不同施氮灌水处理的田间试验,以"金童"小南瓜为供试作物,设置3个总灌水量水平:常规灌水(高水W3、1 500 m^3·hm^(-2))、常规灌水减27%(中水W2、1 1 00 m^3·hm^(-2))、常规灌水减54%(低水W1、700 m^3·hm^(-2))和3个施氮量水平:常规施氮(高氮N3,350 kg·hm^(-2))、常规施氮减28.5%(中氮N2,250 kg.hm^(-2))、常规施氮减57%(低氮N1,150 kg·hm^(-2)),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,研究膜下滴灌不同水氮供应对温室小南瓜根系生长分布、产量和水氮利用效率的影响。【结果】小南瓜90%根系主要集中在0—40 cm土层,且随土层深度的增加,根系密度呈指数下降;当灌水量相同时,低水(W1)和中水(W2)处理根系长度、产量、水分利用效率(WUE)均随施氮量的增加先增加后减少,而高水(W3)处理根系长度随施氮量的增加而增加,不同施氮量处理小南瓜产量差异不显著;与高氮(N3)处理相比,低氮(N1)和中氮(N2)处理小南瓜根系长度、产量随灌水量增加而增加,当灌水量超过1 1 00 m^3.hm^(-2)时,小南瓜根系长度和产量均有所下降;随着灌水量增多,水分利用效率亦显著下降,低水中氮(W1N2)处理水分利用效率最高,为35.59 kg·m^(-3);灌水量较高(W2和W3)时,氮素利用率(NUE)均随施氮量增加而显著降低,灌水量较低(W1)时,低氮和中氮处理氮素利用率显著高于高氮处理;灌水和施氮对小南瓜总根长作用表现为:氮素作用>水分作用>水氮交互作用;细根(直径小于2 mm根系)根长随灌水量和施氮量增加呈抛物线型变化;小南瓜产量与细根根长和根表面积之间均有显著的线性关系。【结论】灌水和施氮过高或过低均可以导致小南瓜产量、水氮利用效率以及根系各项特征参数显著降低,中水中氮(W2N2)处理小南瓜产量和根系各项特征参数均达到最大值;不同水氮处理主要通过对细根根长的影响进而影响小南瓜的产量。综合考虑产量、水氮利用效率以及根系生长分布,灌水量为1 1 00 m^3·hm^(-2)、施氮量为250 kg·hm^(-2)为小南瓜较优的灌水施氮组合。

钾营养对地膜覆盖小南瓜产量和贮藏特性的影响

研究了不同钾肥用量对地膜覆盖小南瓜产量和贮藏特性的影响。结果表明,施用钾肥能够增加小南瓜叶片的叶绿素含量,提高叶片光合速率;使茎秆粗壮,明显提高小南瓜的产量,延长小南瓜采收后的贮藏时间,提高贮藏品质。在本试验范围内,小南瓜田间的适宜施钾量(K2O)为121.5 kg/hm2。

双线盾构隧道施工过程相互影响的数值研究

首先针对双线盾构隧道施工特点,建立了考虑切口水压、土体的扰动、盾尾释放位移、盾尾注浆体的硬化效应,能够进行动态模拟的三维弹塑性有限元模型。然后采用该模型进行双线盾构隧道施工过程的数值模拟分析,计算结果与现场监控量测数据做了对比分析,验证了作者所建立的双线盾构隧道施工过程数值模型的适用性,并总结得出近间距隧道的施工中,后建隧道对先建隧道的影响规律,以及后建隧道自身相对与单条隧道时的变化规律。通过对平行隧道盾构法施工不同参数的对比研究表明,隧道间距是控制两隧道相互影响的最主要因素,地层损失率次之,然后是土体弹性模量。而隧道埋深、切口水压、盾尾注浆压力对两隧道相互影响的作用较小。通过对重叠隧道盾构法施工不同参数的对比研究,分别得出了两种开挖类型的重叠隧道相互影响的规律。从减小隧道间相互影响出发,证明了下伏隧道先行开挖优于上覆隧道先行开挖的情况。

钾营养对地膜覆盖小南瓜光合特性和产量的影响

研究了不同钾肥用量对地膜覆盖小南瓜光合特性和产量的影响。结果表明:施用钾肥能够提高小南瓜叶片的光合速率,在一定程度上可以降低小南瓜叶片的蒸腾速率。也能使茎秆粗壮,有效地促进单位叶面积内干物质的积累,明显提高小南瓜的产量。在本试验范围内,小南瓜的田间适宜施钾量(K2O)为121.5 kg/hm2。

小净距隧道在不同开挖方式下的力学效应分析

结合某公路隧道出口端隧道间距较小的实际情况,运用数值计算的方法,对软岩条件下小净距隧道在不同开挖方式下达到稳定后围岩和复合衬砌的力学效应进行了分析,同时,考察不同净距对中夹岩墙塑性区的影响。结果表明:施工小净距隧道应慎重选择后继施工隧道的开挖方式;后继隧道施工的开挖方式直接对先行既有隧道锚杆、喷射混凝土和二次衬砌应力状态产生很大影响;中夹岩墙塑性区大小与净距紧密相关,同时,隧道埋深和围岩类别也是影响塑性区大小的重要因素。

不同地质条件浅埋偏压小净距隧道施工力学效应研究

在不同地质条件下浅埋偏压小净距隧道的施工力学效应会有很大不同,尤其在半软半硬岩层中,隧道开挖会破坏软硬岩层交界处软弱围岩的稳定性,其施工力学效应更为特殊。文章采用有限差分软件FLAC3D对15种工况下隧道开挖进行了模拟,对均质硬岩、均质软岩和竖向半软半硬岩中不同净距隧道的拱顶沉降、中岩墙的水平位移、中岩墙最大主应力和围岩塑性区进行了分析。结果表明,均质硬岩隧道拱顶沉降最小,竖向半软半硬岩隧道拱顶沉降和硬岩比较接近,软弱围岩隧道拱顶沉降最大;竖向半软半硬岩隧道中岩柱上部围岩稳定性较差,中部水平位移最大;隧道开挖引起软岩侧洞室上覆盖层围岩稳定性变差,可能引起隧道坍塌。

青岛小净距海底隧道爆破振动响应研究

介绍青岛胶州湾海底隧道的工程概况和邻近隧道爆破控制的研究现状。由位于断层破碎带f3-1中的典型断面ZK5+607的几何参数和地质资料构建三维尺寸为215m×86.1m×60m的数值计算模型,对后行隧道上台阶掏槽眼的爆破效应进行分析。采用国际上常用的计算模式模拟爆破荷载,根据FLAC3D动态计算的特点,将爆破荷载以等效应力的方式加载于模拟炮孔之上。以控制点振速峰值和塑性区体积为标准对施工方案进行优选,分析认为施工中应尽量减小各掌子面纵向间距、严格控制掘进进尺和装药不耦合系数、施作中空孔。用优选的方案进行研究并得出结论:爆破施工对海底隧道岩石覆盖层的影响范围在15m之内;施工洞和服务洞的围岩振动影响较大,且爆破工作面前方的爆破振动强度大于后方,在其影响范围内应注意加强监控量测并推迟二次衬砌的施作;施工洞拱部、先行洞迎爆面边墙是爆破振速峰值最大的部位,施工洞拱部出现了应力集中现象和拉应力区,施工中应加强支护。

Morh-Coulomb近接交叉隧道围岩塑形叠加区分析

为定量确定交叉隧道相邻硐室塑性叠加区域半径,并分析其对交叉隧道围岩稳定性的影响,以工程力学中应用最广的Morh-Coulomb强度准则为依据,经理论推导,得到了在上下隧道小净距影响下的塑性区范围及其相应解析解。并在此基础上对影响近接围岩稳定性的因素进行了探讨。结果表明交叉隧道塑性区叠加半径大小与内聚力、支护抗力、内摩擦角、原岩应力、近接距离等因素相关。通过Morh-Coulomb强度方程计算出的结果与实测数据对照,结果相吻合,表明本文提出的塑性区计算公式能较好地反映出交叉隧道围岩的稳定性情况。

隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究

介绍围岩大变形的工程实例、隧道围岩挤压性大变形的定义及其工程特征。系统总结国际上隧道围岩挤压性大变形的3种预测方法,即:经验法、半经验半理论法和试验判定法。将Hoek(1999)对围岩挤压大变形的预测和判定方法(半经验半理论法)应用于乌鞘岭隧道岭脊段F7断层带开挖施工中的围岩稳定性判别,并对这种预测方法进行了可靠性评价,认为有支护情况下比无支护情况下变形预测失效概率要小得多,也就是说毛洞围岩变形收敛率的大小更难以掌控。介绍作者团队对隧道围岩挤压性大变形问题按三维非线性流变的理论分析、相应专用软件的研制;并将理论研究计算成果与现场实测数据进行对比,结果按大变形三维问题的计算值比按小变形二维平面问题的计算值更接近工程实际;同时,指出了有待进一步深化研讨的若干问题。最后,提出了管控/约束隧道围岩大变形持续发展的锚固技术措施--一种新型大尺度让压锚杆/预应力长锚索,分析其机制和优势,介绍其构造类型,并提出下一步的研究思路。该方法已在几处工地不同程度地成功实施,取得了应有的经济效益和技术成果。

一种拱棚插架覆膜一体机的研制

为适应部分地区蔬菜水果拱棚种植模式,解决传统拱棚靠人力手工搭建、劳动强度大且效率低的问题,设计了一种拱棚插架覆膜一体机,主要由机架、弯杆插架装置、覆膜装置和行进装置组成。通过行走机构完成棚杆定距插架功能,利用插架装置完成弯杆、插杆工作,通过覆膜装置完成自动覆膜作业,实现了拱棚自动插架、覆膜作业,提高工作效率和拱棚稳固性。田间试验表明:在机具行进速度1~1.5km/h时,棚杆插入率92%~96%,棚杆平均垂直度为84°,棚杆破损率小于1.5%,薄膜破损率小于4%,能够满足拱棚插架覆膜技术要求。

四孔小净距隧道浅埋下穿高速公路施工力学特性

基于摩尔库仑破坏准则并结合数学优化方法,考虑夹层围岩应力、洞室变形及路基沉降等关键指标建立安全度综合评价方程,定量优化方案,并研究最优方案下考虑施工过程及支护效应的隧道施工力学特性。研究表明:先行的右车行洞与人行洞之间夹岩的应变贯通,车行洞覆土沉降呈漏斗状,仰拱出现隆起,且先行的车行洞塑性应变多集中于拱腰位置,后开挖的左车行洞拱顶下沉及侧向变形较大,可见先行隧道的卸载及应力释放效应不可忽略,施工中应注重对先行洞的中夹岩进行注浆加固,并对车行洞左拱脚设置锁脚锚杆、拱部注浆等措施;上台阶开挖时拱顶下沉和上覆路基沉降急增,下沉值超过总变形值50%,若围岩恶化或环境控制标准更严格,应考虑采用短台阶预留核心土法或双侧壁导坑法开挖;隧道上覆路基沉降呈非对称的“W”形分布,且后行的左车行隧道沉降较大,计算结果得到现场监测数据验证;管棚落脚处及与围岩接触面存在应力集中区,揭示大刚度管棚的应力传递作用,管棚的设置可有效降低拱顶下沉及路基沉降,保证了上覆路基总沉降值小于20 mm,满足设计要求。研究工作可为类似工程提供技术支撑及工程指导。

小净距隧道洞周变形特征数值分析

采用二维弹塑性数值计算方法,对小净距隧道拱顶位移、水平收敛进行数值模拟计算,研究围岩级别、净距、开挖方法对隧道变形的影响,揭示小净距隧道洞周变形特征。研究结论可为小净距隧道的设计、施工提供一定的指导。

西藏马铃薯双膜覆盖高效栽培技术试验初报

对引进早熟马铃薯品种"LK99"进行了双膜覆盖初步试验,结果表明,在拉萨地区3月19日播种,6月19日可正常成熟收获,折合亩产达1521.3公斤,说明该技术可在西藏推广应用。

定西旱作区马铃薯覆光-生物双降解膜种植模式试验初报

以马铃薯品种青薯9号为指示品种,在定西旱作区利用光-生物降解膜进行马铃薯不同种植模式比较试验。结果表明,大垄微沟覆膜种植的马铃薯折合产量最高,为54850 kg/hm2,较对照无垄平作增产32.6%;单株块茎重最重、单株块茎数最多,大薯率最高,为70.7%。综合考虑认为,在定西旱作区马铃薯生产中,宜选用光-生物降解膜进行大垄微沟覆膜种植模式。

膜下小苗移栽对烤烟生长发育的影响

盆栽和大田试验结果表明:对35～45 d龄的烟苗采用膜下移栽技术,可提高移栽后5 d内地表和5～10 cm土层的日平均温度2～3℃;与采用常规膜上移栽的大苗相比,采用膜下移栽的小苗尽管在移栽时素质较差,在移栽后成活率较低,但其在移栽后发根早,根系活力强,植株生长势强,茎围、株高、最大叶面积均较大;不同处理烤烟的单位面积产量、单位面积产值、均价、中上等烟比例均没有显著差异。

膜下小苗移栽对烤烟生长发育及产质量的影响

[目的]研究膜下小苗移栽对烤烟生长发育及产质量的影响。[方法]开展不同移栽期膜下小苗移栽与常规移栽对比试验,记载分析各小区烟株生长发育和产质指标。[结果]4月25日膜下小苗移栽提高了烟株移栽成活率,花叶病相对防效提高了60.95%,黑胫病相对防效提高了51.61%;增强了田间长势和抗病性,大田生育期缩短,终采期提前,能有效避开大田后期的低温多雨;膜下小苗移栽方式能减少烟叶烟碱和对烟叶质量不利的氯离子含量,提高烟叶钾含量,有利于烟叶化学成分的协调和内在品质的提高;在产量与品质方面,4月25日移栽的烤烟均价和产值最高,经济性状表现出明显的优势。移栽苗龄较小的处理T1移栽成活率有所降低,各经济性状略低于CK,说明小苗移栽尽管有利于生育期提前,能避开前期干旱和后期低温冷害的影响,但不是越早越好。[结论]豫西烟区4月25日膜下小苗移栽较为适宜。

小净距公路隧道施工相互作用的有限元分析

目前,小净距公路隧道在我国的修建越来越多。小净距公路隧道一般采用一先一后的施工方法,后行洞是在先行洞扰动之后的围岩中修建的,后行洞的施工又对已建的先行洞产生影响。为了揭示这类隧道的施工相互作用规律,本文结合重庆市金山大道岚峰隧道工程实践,应用有限元数值模拟方法,分析了围岩各关键点的变形、应力场和塑性区的特征,研究表明:这类隧道在施工过程中后行洞的开挖对已修建的先行洞产生较大的作用,其分析结果能够为小净距公路隧道的设计、施工提供科学依据。

统一强度理论下小净距隧道围岩塑性区新解

将小净距隧道中岩柱塑性区不重叠的极限塑性区半径定义为塑性区贯穿半径,考虑中间主应力的影响,采用统一强度准则和Schwarz交替法,对小净距隧道的弹塑性状态进行分析,推导小净距隧道塑性区半径的解析表达式.通过算例,分析中间主应力、内摩擦角和黏聚力对理论解的影响.结果表明:当两隧道净距大于2.3倍的开挖半径时,两隧道之间的相互作用较小,塑性区半径趋于一个稳定值,稳定值比单孔隧道塑性区半径大17.7%,可近似按照单孔隧道进行处理;小净距隧的塑性区贯穿半径随着统一强度参数、内摩擦角和黏聚力的增大而减小;与同不考虑中间主应力作用相比,考虑中间主应力作用的塑性区贯穿半径减小9.19%~20.71%,充分发挥围岩的强度性能.