莫尔-库仑强度理论在中国的修正及应用

莫尔-库仑强度理论自1900年提出以来,受到了广泛关注,成为应用最广的强度理论之一。但由于忽略了第二主应力作用等缺陷,其计算结果存在较大误差。文中对近年来莫尔-库仑强度理论在中国的研究情况进行回顾,总结了21世纪以来人们对其进行的修正及应用。

端头井基坑施工对紧邻地铁车站的影响和对策

地铁端头井基坑开挖深度超过25 m,属于超深基坑。软土地区超深基坑施工必然发生围护墙水平挠曲变形和坑底土层回弹,这将导致周边土体较大的扰动,进而导致紧邻的既有地铁车站结构的变形和应力重分配。本文就常州六号线某车站端头井施工对紧邻既有地铁一号线车站结构的影响,采用有限元软件Midas/GTS-NX进行了计算分析,结果表明,施工导致的底板竖向位移超出地铁维护部门的位移控制标准。如果采取坑内地基加固和打设抗拔桩措施,位移可以减小到标准允许值范围内。在三维数值模拟中,粘性土和水泥土采用修正莫尔–库仑模型(MMC模型),粉土和砂土采用莫尔–库仑模型(MC模型),计算结果可与实测结果较好地吻合。

基于RBF模式分类器精密定位控制研究

由于不同类型的精密定位装置存在着机械传动性能上的差异,使得激光莫尔信号的变化无法用统一的数学模型描述,据此本研究利用一级修正莫尔信号在相平面中的疏密分布特性,在聚类分析基础上设计RBF神经网络模式分类器,将精密定位控制问题转化为莫尔信号在相平面中的归类问题。实验表明该方法能够准确地辨识出定位过程中的不同状态模式,并由此实现了大步快速驱动与细分步驱动相结合的定位技术。

Ultra-precision alignment technique based on modified Moiré signals

A novel method for automatic ultra-precision alignment is presented.This method relies on the modified Moiré technique,and alignment marks are used in the form of gratings.The modified Moiré technique can effectively improve detecting sensitivity of signals and simplify the control system by using only one pair of laser-Moiré sensors.We present the mathematical model and simulation results of diffracting two gratings.The effect of various parameters on Moiré signals is studied theoretically and experimentally,and the results are found to be consistent.A computer controlled alignment device using one pair of Moiré sensors is designed.The device can achieve a fully automatic precision alignment by the modified Moiré signal.The experimental result shows that the alignment device can obtain the resolution of 5 nm and the positioning accuracy of ±0 5 μm.

金府站地铁深基坑降水支护应力渗流耦合演化机理

依托成都地铁6号线金府站地铁深基坑,采用岩土工程有限元数值仿真软件Midas GTS NX分析了基坑降水支护的渗流应力耦合过程中的变形演化机理,结合现场实际监测数据,对基坑降水支护的渗流应力耦合过程中,基坑围护结构及周边地层的变形演化机理做了详细的研究。采用修正莫尔-库伦(Modified-Coulomb)本构模型、数值仿真软件,通过分析现场实际检测数据,可以得到在深基坑开挖过程中,围护桩深层水平位移最大值随着基坑开挖深度的增加逐渐下移,最大值出现在开挖面附近,围护桩深层水平位移变化形态表现为“大肚状”,说明在基坑开挖过程中,其围护桩的侧向位移主要取决于基坑纵横向地下围护桩的相对约束刚度。

基于反射光栅的超精密定位系统研究

应用光学理论研究了一种μm级位移分辨率的反射型双级光栅测量系统,建立了反射莫尔信号与对应位移的数学模型,通过计算机仿真分析了反射莫尔信号的位移特性,进而设计了一套基于反射光栅的精密定位系统。系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及超精密自动定位;采用的修正莫尔技术,极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度;通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位,实现高速高精度定位。实验结果表明,基于反射光栅的精密定位系统可获得±10nm的定位精度。

顶管通道近接施工对有轨电车的影响及优化分析

针对顶管通道近接苏州有轨电车1号线施工工程,采用修正莫尔-库伦模型,模拟顶管井基坑的开挖和顶管推进的实际施工步骤,并根据计算结果提出了针对性工程优化措施。通过对顶管井基坑开挖和顶管掘进过程的动态模拟,分析得到整个施工阶段中临近有轨电车道床最大沉降量和水平位移小于苏州市有轨电车暂行保护标准的要求。有限元计算为顶管施工方案可行性提供理论依据,可为类似项目提供参考。