内河浅隧道双尾艇的减振降噪

双尾型船是一种优良的节能船型,该文对双尾型船在浅水中的优越性及设计中应该重视的尾部振动问题及解决这一问题的方法作了论述。

内河浅隧道双尾工作艇的设计

双尾型船是一种优良节能船型 ,详细介绍我国北方首例内河浅隧道双尾船的设计 。

浅隧道双线环固定重建内侧髌股韧带

[目的]介绍浅隧道双线环固定术重建内侧髌股韧带(medial patellofemoral ligament,MPFL)的手术技术和初步临床结果。[方法]2021年1月—2022年1月,对30例髌骨脱位患者采用浅隧道双线环固定MPFL重建。首先于髌骨内侧上和体部定位,钻入2枚带尾孔导针至对侧,使用4.5 mm空心钻沿带尾孔导针制作两个深约5 mm的浅隧道。利用带尾孔导针两骨道各引入1根引线。再用引线将对折的2根线环反向引入双隧道。将肌腱移植物置于2个线环中,分别收紧线环,将肌腱移植物引入浅隧道,紧密贴合后,打结固定。将肌腱移植物经深筋膜下引至股侧切口,制作股骨隧道,将移植物引入,适当张力下,挤压螺钉固定。[结果]所有患者均顺利完成手术,无严重并发症,随访12~24个月。与术前相比,末次随访时膝关节活动度[(63.3±18.2)°,(121.4±4.7)°,P<0.001]、VAS评分[(6.4±0.9),(1.9±0.5),P<0.001]、IKDC评分[(38.2±6.5),(79.9±5.3),P<0.001]、髌骨倾斜角[(23.7±4.2)°,(12.1±3.2)°,P<0.001]及髌骨适合角[(18.9±3.1)°,(-5.5±1.3)°,P<0.001]均显著改善。[结论]浅隧道双线环固定术重建内侧髌股韧带治疗髌骨脱位或半脱位可减少医源性损伤,取得良好临床疗效。

城市浅埋隧道自然排烟竖井临界间距研究

竖井间距会改变竖井内外压差,当竖井内外压差为0时,隧道火灾烟气将无法排出,此时竖井对应位置为竖井临界间距。由竖井内外口压差理论分析,给出竖井临界间距理论模型,再采用FDS模拟进行仿真验证。结果表明:设置竖井可明显降低隧道温度,竖井间距为临界间距时,温度下降幅度接近150℃,人员疏散路径温度低于60℃,竖井排烟效率在55%~80%,可有效进行竖井排烟;当竖井间距大于竖井临界间距时,隧道内烟气压强小于竖井出口处风压,竖井排烟效率低于50%。

非线性破坏准则下浅埋隧道的稳定性分析

隧道围岩压力值是浅埋隧道设计计算的重要参数。为进一步提高围岩压力计算结果的可靠性,以传统浅埋隧道坍塌模型为基础,提出了圆弧滑移面破坏模式,同时基于非线性Mohr-Coulomb破坏准则,运用极限分析上限法推导了地震力作用下浅埋隧道围岩压力的计算公式,验证了计算结果的可靠性,并对影响因素进行了探讨。与实际工程和已有成果的对比分析证明了理论公式具有较高的可靠性和准确度。研究还发现:围岩压力受非线性系数和初始粘聚力的影响较为显著,非线性系数越大、初始粘聚力越小,围岩压力越大;随着待定参数K(水平围岩压力与竖向围岩压力的比值)的减小,水平围岩压力减小,竖向围岩压力增大;地震力对围岩压力的影响不容忽视,竖向地震力单独作用对围岩压力的影响最大,水平和竖向地震力共同作用的影响次之,而仅有水平地震力作用的影响最小。随着水平与竖向地震力系数的增大,围岩压力也在增大。分析结果对于大部分的隧道,尤其是易受地震影响的浅埋隧道研究具有较高的参考价值。

基于BIM技术的浅埋隧道无限元法数值研究

近年来,BIM技术在交通运输基础工程领域的应用日益广泛,如地铁、高铁、公路、隧道等项目全生命周期的管理都有BIM技术的参与。本研究通过BIM软件–Revit建立浅埋隧道的信息模型,基于BIM信息模型,导入ABAQUS有限元分析软件,对越秀公园站浅埋暗挖多孔隧道进行有限元与无限元耦合模拟,验证了无限元在隧道数值模拟中的可行性。其次通过设置不同的工况,验证了无限元与有限元耦合模拟的准确性,并且研究了隧道的开挖对不同工况下,地表沉降和衬砌内力的影响,得出最优的开挖工序,为后续浅埋隧道的力学行为的研究提供借鉴。

降雨入渗对防军隧道浅埋小净距段围岩稳定性的影响

为控制降雨入渗对浅埋小净距隧道围岩稳定性的影响,以义东高速公路防军隧道为依托,基于流固耦合理论和水土特征曲线,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立浅埋小净距隧道数值模型,对雨季施工时的土体孔隙水压力、围岩变形特征和边仰坡安全系数展开分析。结果表明:随着降雨入渗的持续,围岩及边仰坡土体基质吸力逐渐减小,其土体抗剪强度也随之降低,稳定性变差。经过7 d累积降雨,孔隙水压力增大趋势逐渐放缓,围岩变形达到最大值,工况1的拱顶沉降增大了21.48%,且边仰坡安全系数小于1,处于失稳状态。洞口段采取加固和排水措施来控制围岩的稳定性,边仰坡的安全系数较加固前提升了17.27%,取得了良好的效果,保证了隧道后期的安全施工。

浅埋偏压隧道不对称围岩压力数值迭代方法

文中根据围岩压力与衬砌节点支护反力的等效原理,提出一种浅埋偏压隧道不对称围岩压力数值迭代方法.该方法以隧道一侧竖向围岩压力作为求解目标,通过对传统二分法进行改进,使用FLAC3D内置的强度折减法,实现围岩压力反算过程全自动化,包括围岩稳定状态的自动判断、求解目标上下限的自动搜索、求解目标的自动迭代、以及围岩压力分布的自动换算,极大简化了分析流程,提高了分析的效率.此外,该方法不需要假定滑动面和破裂角,减少了确定围岩压力所需的条件,并降低了相关误差.通过一个算例解释了围岩压力的迭代过程,并将迭代结果与实测结果和规范计算结果进行对比.结果表明:数值迭代方法得到的围岩压力分布与实测结果较为吻合,可用于二次衬砌的内力计算、结构设计和服役状态评价.对围岩压力的影响因素进行敏感性分析,为降低偏压对衬砌的不利影响,应降低坡面角度,并适当提高隧道洞周土体强度.

新建浅埋隧道盾构施工对既有隧道的影响分析

为探究新建浅埋隧道盾构施工对既有隧道的影响,以某城市地铁4号线与2号线并行工程为例,采用MIDAS/GTS有限元软件进行了模拟分析。在模拟过程中,考虑了盾构施工的动态特性和土体的加荷卸荷行为,通过设定合理的模型参数和施工步骤,准确地模拟了新建浅埋隧道的盾构施工过程。结果表明,在新建隧道盾构施工过程中,既有隧道拱顶出现先向上凸起后趋于稳定的竖向位移趋势,最大凸起值为0.98mm;新建隧道拱顶则先沉降后稳定,最大沉降值为6.98mm。同时,既有隧道右拱腰水平位移大于左拱腰,右拱腰水平位移峰值为-1.62~-1.35mm,左拱腰为-1.02~-0.99mm。此外,盾构施工还改变了既有隧道管片的内力分布,拱顶弯矩减小了9.4%,拱底弯矩减小了7.8%,右拱腰弯矩减小了14%,表明拱顶和右拱腰是较为敏感的受力区域。

浅埋隧道双侧壁导坑法施工数值模拟研究

为准确评价浅埋隧道施工过程的围岩稳定性,利用ANSYS有限元数值分析软件,对沈阳地铁10号线区间浅埋隧道双侧壁导坑法施工进行数值模拟,研究了浅埋隧道施工过程的力学特性及变形规律。结果表明:开挖中上导洞后,围岩位移、应力和支护结构内力显著增大,占整个导洞开挖的50%,且最大位移、应力和支护结构弯矩集中在拱顶、初期支护连接的薄弱处;地表沉降量随时间变化增长趋缓,开挖90 d后趋于稳定,且离开挖面越近,沉降量越大,最大沉降点出现在最先开挖的中上导洞位置;隧道开挖10 d内拱顶下沉较快,随开挖掌子面远离监测点,拱顶沉降速率逐渐减小,开挖顺序对拱顶沉降影响较大,往往先开挖的位置拱顶沉降最大。现场监测结果表明:数值计算与现场监测结果比较吻合,验证了数值分析的合理性。研究成果对浅埋隧道的安全、经济施工具有借鉴意义。

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。

大断面浅埋隧道地表沉降Peck修正公式及其应用

针对经典Peck公式未考虑隧道断面形状、埋深对大断面浅埋隧道地表沉降影响的不足,考虑断面形状与隧道埋深修正系数改进Peck公式。利用白塔山隧道地表沉降实测数据对修正公式进行验证,两个监测断面预测值与实测值平均相对误差8.3%,最大相对误差18.4%。进而采用修正Peck公式对不同断面形状、不同埋深隧道开挖引起的地表沉降进行预测。结果表明:地表最大沉降与断面形状修正系数成正相关,地表最大沉降依次为矩形-1(Ⅰ)>马蹄形-1(Ⅱ)>圆形(Ⅴ)>矩形-2(Ⅲ)>马蹄形-2(Ⅳ);随着大断面浅埋隧道埋深增加,地表最大沉降减小而地表沉降槽宽度相应增大。地表沉降曲线形态由窄而深过渡到宽而浅,地表核心沉降区面积也逐渐减小。研究成果可为类似工程提供理论支持和技术参考。

地表堆卸载对浅覆土盾构隧道影响试验研究

地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营。现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载−卸载这一完整过程的研究。为探究地表堆−卸载引起的浅覆土隧道变形特性,以错缝无榫槽盾构隧道为原型,使用3D打印技术制作的盾构隧道模型开展砂土地层盾构隧道的浅覆土堆−卸载试验和常覆土堆载试验,分析浅覆土隧道堆−卸载过程受力及变形情况,并对比堆载过程浅覆土隧道与常覆土隧道受力及变形结果。实验结果表明:地表堆−卸载过程引起隧道管环变形由整体沉降和径向收敛2个部分组成。地表临时堆载引起隧道的部分变形是不可逆的,且浅覆土隧道的卸载回弹变形具有一定的滞后性,卸载后,隧道环的不可恢复位移偏移量:拱底>拱顶>拱腰。距离荷载中心越近,截面椭圆化越明显,且拱顶、拱底和拱腰是产生弯矩的峰值处。浅覆土隧道对地表荷载变化更敏感,在地表堆载下产生明显的沉降区,且隧道两端发生翘起现象;常覆土隧道差异沉降相对较小,沉降曲线较平滑。浅覆土隧道受到附加应力更大,但受影响范围要小于常覆土隧道。研究可为地表突发堆载中既有盾构隧道的保护提供理论依据。

基于BIM技术的浅埋双孔隧道地震响应规律研究

通过BIM软件Revit建立浅埋双孔隧道的信息模型,基于BIM信息模型,导入ABAQUS结构分析软件,基于无限元-有限元方法应用于浅埋双孔隧道进行力学行为分析的可行性和准确性,分析隧道衬砌的刚度和设置减震层对浅埋双孔隧道在典型地震波作用下的响应规律,找到适合该浅埋双孔隧道的减震层材料和厚度,为后续浅埋隧道地震响应规律的研究提供借鉴。

反平面线源荷载作用下浅埋圆形非完全粘结隧道动力响应研究

为加深理解波源距离和非完全粘结对地震波散射的影响规律,结合位移不连续模型、波函数展开法、Graf公式和镜像方法推导了反平面线源荷载下浅埋圆形非完全粘结隧道动力响应的级数解,并通过衬砌内外边界条件残余量与级数解截断项数的关系校验了该解的精度。通过对该级数解进行参数分析,系统地探讨了衬砌与围岩的接触刚度、衬砌模量、衬砌厚度、隧道埋深和波源距离等因素对衬砌内表面位移和周向剪应力的影响。结果表明:衬砌与围岩的接触刚度对隧道的动力响应具有显著的影响,尤其在某些较小接触刚度情况下隧道动力响应幅值可能非常大;增大衬砌模量会减小位移,但同时会导致周向剪应力增加;增大衬砌厚度能同时减小位移和周向剪应力;增大隧道埋深会使最大位移和周向剪应力向隧道拱顶附近移动;增大线源与隧道的水平距离会使隧道背波侧相对幅值增大。

浅埋偏压铁路隧道爆破施工中的超挖控制与优化

[目的]隧道施工的超挖现象会影响隧道开挖的顺利进行与安全性,并且增加施工成本并降低经济效益。隧道施工超挖主要是由爆破施工不合理导致的。为了在根本上解决超挖问题,须对爆破设计及爆破施工工艺进行研究并优化。[方法]结合重庆铁路枢纽东环线(重庆东环线铁路)浅埋偏压上下交叠铁路隧道工程,通过理论分析和现代计算机技术,分析了拱顶、拱腰和拱脚超挖现象的原因,对钻孔位置进行动态优化设计,提出了超挖控制措施和解决方案。[结果及结论]隧道拱顶处的超挖主要由于爆破后机械开挖对破碎区围岩的二次扰动导致,拱腰和拱脚的超挖主要由爆破用药量及钻眼施工的不恰当引起。不仅如此,节理裂隙的存在,也会导致围岩强度大幅降低。因此,应在拱顶处适当爆破欠挖,以降低对围岩的扰动,后续再配合人工和机械开挖修边,进而降低超挖量。其次,根据围岩属性,并基于GA.SVR模型与遗传算法,对炮眼间距进行合理优化。现场监测结果表明,在未采用最优炮眼间距的初始阶段节理发育地层,开挖产生的超挖量约为40 cm,而采用最优炮眼间距后,该超挖量降至9 cm左右,说明设计间距的优化能有效控制隧道超挖。上述成果可为类似工程提供借鉴和参考。

西南山区某浅埋铁路隧道初期支护变形侵限治理措施研究

西南山区某浅埋铁路双线隧道主要穿越全风化、强风化玄武岩,在隧道支护过程中发生多次变形侵限,最大变形达205 mm,给施工造成极大困难。为解决施工中存在的地表沉降、隧道变形及初期支护侵限问题,文章基于隧道支护结构的破坏特征,分析了隧道产生变形侵限的原因,确定隧道变形侵限段的临时支护形式,采用交叉中隔墙(CRD)法开挖,并采用隧道锚管径向注浆加固围岩、钢架支护等加强支护措施。通过实施以上技术方案,隧道顺利完成了对变形侵限的处理,并取得了较好的加固效果,可为类似隧道的施工处理提供借鉴和参考。

运营期浅埋公路隧道拱顶覆土层力学分析模型及沉降规律研究

浅埋盾构隧道下穿既有公路时,车辆荷载作用下隧道拱顶不同深度覆土层会发生沉降,针对这一问题,提出一种盾构过程中拱顶覆土两阶段沉降分析模型,采用ABAQUS数值模拟(FEM)验证本文所建立沉降模型的正确性。研究结果表明:对Peck公式中土体体积损失参量进行修正并基于非线性荷载作用下的Boussinesq解所建立的等效地表两阶段沉降分析模型能有效预测车辆循环荷载和隧道盾构耦合作用下盾尾拱顶覆土沉降发展规律。在盾构过程中,盾尾拱顶覆土沉降扰动增加区段位于接近区至下穿区前2/5处,下穿区出现沉降峰值后进入沉降扰动平缓区段,远离区为沉降扰动减小区段,沉降发展规律符合Protodyakonov压力拱理论,沉降增加主要发生在压力拱破坏期间;盾构完成后,车辆循环荷载影响5 m左右深度的覆土层沉降,深度大于5 m时车辆荷载发生应力扩散,沉降主要影响因素为隧道开挖造成的土体体积损失。

浅埋黄土隧道塌方破坏模式及处置技术

以宁夏某浅埋黄土隧道塌方事故为依托,首先讨论分析浅埋黄土隧道的塌方破坏机理及模式,然后根据现场塌方情况,分析案例隧道塌方原因并提出处置方案,最后通过数值模拟和现场监测对其处置效果进行评价。结果表明:黄土自身的易灾性、不良地形地势、浅埋隧道施工扰动以及强降雨入渗共同导致隧道上方围岩形成一定范围的黄土软弱湿陷带,原隧道支护结构无法抵抗劣化后的围岩,围岩变形和结构受力均大幅增加,其中拱顶沉降增大了91.8%,拱肩处初支正弯矩增大了60.7%;黄土地层开挖面失稳破坏可分为掌子面到达软弱湿陷带的失稳破坏和穿越整个软弱湿陷带的失稳破坏两种模式;结合有限元模拟和现场监测验证,“临时支护系统+换拱+超前中管棚注浆加固”的综合防塌方处置技术应用效果显著。

浅埋偏压岩溶隧道围岩应力特征分析

为研究溶洞对浅埋偏压隧道开挖围岩应力分布的影响,以建新隧道浅埋偏压段为工程案例,运用FLAC3D软件建立二维数值分析模型,对比分析不同施工阶段围岩应力分布及应力比值。分析结果表明:溶洞处于深埋侧拱腰方向时,会导致围岩应力集中位置从拱肩向边墙脚处转移,提高围岩整体偏压程度,该现象在拱肩处最为显著。