高填黄土明洞卸载结构土压力模型试验和数值模拟分析

通过模型试验,研究了高填黄土明洞不同卸载结构的土压力、土体位移随填土高度的变化规律。试验结果表明,边坡的摩擦上提作用、低压实土产生的土拱效应以及土工格栅变形后的＂提兜＂作用均能够引起明洞洞顶土压力的减小,其中,低压实土＋土工格栅卸载结构卸载率最大;卸载结构不同,明洞顶平面土压力分布规律不同,SY0和SY1在1倍明洞宽度范围内的土压力近似为梯形分布,大于1倍明洞宽度的土压力基本保持不变,近似为均匀分布,SY2~SY5明洞中轴线到0.75倍明洞宽度处,土压力基本保持一致,大于0.75倍明洞宽度的土压力呈先增大后减小的趋势。随后对试验过程进行了数值模拟分析,两者结果较为吻合。最后探讨了土拱效应形成机理,从而为高填明洞土压力卸载技术的进一步研究提供科学依据。

EPS板卸载的高填黄土明洞模型试验和数值模拟分析

为研究EPS板的卸载效果及机制,通过室内模型试验,探讨了不同密度、厚度EPS板卸载的沟槽式高填黄土明洞垂直土压力、土体位移变化规律。结果表明:在明洞顶一定高度范围内铺设EPS板可改变土体的相对沉降方向,引起土体应力重分布,促使土拱效应的形成,从而减小明洞洞顶垂直土压力;EPS板密度越小,厚度越大,对明洞洞顶垂直土压力的卸载越明显。同时,铺设EPS板使明洞洞顶同一平面垂直土压力分布随距明洞中轴线距离的增大呈减小→增大→减小的趋势,在0.7和1.3倍明洞宽度处出现转折点。最后,通过数值模拟和模型试验的对比,验证了试验结果的准确性,以及数值模拟所选参数的合理性,并进一步形象描绘了土拱效应的应力集中形态,揭示了EPS板的卸载机制。研究成果可为沟槽式高填黄土明洞EPS板卸载措施的设计和施工提供参考。

高填黄土明洞卸载结构土拱效应离散元分析

采用细观颗粒流软件PFC2D建立明洞卸载数值模型,从竖向土压力、颗粒竖向位移、颗粒间接触力链、孔隙率等细观层面研究了不同减载措施对土拱效应的影响,同时,以工况Y7(EPS板+土工格栅+混凝土柱)为基准,考虑不同密度、厚度EPS板进行参数化分析。研究结果表明:洞顶上方设置减载措施可有效减小洞顶土压力,不同减载措施的减载效果由强到弱依次为:EPS板+土工格栅+混凝土柱>EPS板+土工格栅>EPS板>低压实土+土工格栅+混凝土柱>低压实土+土工格栅>低压实土。其中,在原明洞边坡上设置混凝土柱可以同时加强土拱效应和土工格栅的拉膜效应,使大部分填土荷载转移至混凝土柱,进而减小洞顶与洞侧土压力。土拱效应的发展与洞顶土体孔隙率的变化相关,孔隙率随EPS板密度和厚度的增大先增大后减小,当EPS板密度ρ=15 kg/m^(3)、厚度T=15 cm时,孔隙率达到最大值,土拱效应最强,洞顶荷载分布最少。

提高风冷热泵空调器在恶劣环境下适应能力的试验

在室外气温较高或者电压偏低时，小型风冷热泵空调会因过载而停机不能稳定运行。作者采用制冷剂旁通和减小蒸发器循环风量等２项卸载措施，提高空调器的适应能力，即在电压１８７V、室外干球温度４８℃条件下也可以不跳闸而正常运行。