大型干船坞多锚衬砌式坞墙结构的有限元分析

在某大型干船坞设计中,对于工程地质条件好的区段,采用多锚衬砌式结构形式的坞墙,并利用大型有限元软件MSC.Marc对该结构进行了计算分析。结果表明,多锚衬砌式坞墙的整体稳定性、锚杆锚固长度以及坞墙本身的强度均可满足规范要求。该结构简单、经济、施工便利,在条件允许的地区采用具有较大的优越性。

植物措施多级护砌式跌水在治沟中的应用

植物措施多级护砌式跌水是目前沟道治理中行之有效的方法之一。本文就这种方法的实施效果、施工方法及注意事项等方面进行了说明。

嵌砌式保温砌筑一体化系统节能计算

严寒地区建筑的能源消耗主要来自冬季采暖,合理的围护结构节能设计可以在确保建筑内部温度适宜前提下,最大限度地降低建筑的能源消耗。分析总结几种常见外墙保温体系应用于严寒地区的优缺点,通过计算验证传统单一材料自保温体系与嵌砌式保温砌筑一体化系统在严寒地区的适用性。结果表明传统单一材料自保温体系的保温性能在适宜的外墙厚度下无法满足严寒地区的节能设计要求,而嵌砌式泡沫混凝土保温砌筑一体化系统在适宜的外墙厚度下则可以满足节能设计要求。因此,嵌砌式泡沫混凝土保温砌筑一体化系统可以在严寒地区推广使用。

拦蓄式混凝土板护砌式谷坊的设计与施工

拦蓄式混凝土板护砌式谷坊,是最新提出的一种针对大型沟道的治沟与蓄水兼备的大型谷坊工程,它是以土坝体为基础,然后用混凝土预制板做护砌,以无纺布做反滤的谷坊设计。其最大特点是:具有应用于较大型的沟道治理,既具有控制沟壑侵蚀,防止沟道冲刷,又具有拦蓄径流,蓄存水源的作用。

高内压作用下叠合式衬砌结构承载机理原型试验研究

本文针对“外衬管片-自密实混凝土填充层(SCC)-内衬钢管”三层叠合式输水隧洞衬砌结构的承载性能及破坏机理,开展了结构在内外载联合作用下的原型试验。试验以分布式光纤感测技术作为主要测量手段,获得了加载过程中SCC层的裂缝扩展情况、接缝张开变形、螺栓应力与内衬钢管环向应变的发展历程。试验结果表明:在无内压工况下,结构整体呈弹性工作状态;在内压变化工况下,当内压低于0.6 MPa时,结构整体保持弹性,三层衬砌共同承担内压;当内压达到0.6 MPa时,SCC层开裂,内压快速向外衬管片转移,结构整体进入弹塑性阶段;随着内压继续增大,管片接缝螺栓在内压为0.965 MPa时屈服,外衬逐渐失去分担内压能力,结构体系进入破坏阶段,内水压力主要由内衬钢管承担。试验研究成果可为实际工程设计提供指导和参考。

P波入射下浅埋圆形复合式衬砌隧道减震力学特性研究

本文利用波函数展开法,给出平面P波入射下浅埋圆形双层衬砌隧道动应力集中系数级数解,并分析P波入射角和入射频率对不同衬砌刚度组合隧道动应力集中系数的影响。研究表明:P波入射角度和入射频率对衬砌洞室动应力集中系数有明显影响,随着P波入射角和入射频率增大,衬砌的动应力集中系数分布变复杂;在低频入射情况下,当组合式衬砌洞室中衬砌1为刚度较低的柔性衬砌和减震层时,刚性衬砌2的动应力集中系数明显降低,衬砌1刚度越低,衬砌2动应力集中系数越小;与高频入射波相比,柔性衬砌和减震层对低频入射波下衬砌2的动应力有更好的减震效果。本文结合某穿越Ⅸ度地震区浅埋管道隧道工程,研究减震层厚度和弹性模量对"围岩-减震层-衬砌"洞室动应力集中系数的影响,建议减震层弹性模量小于围岩弹性模量的1/20,减震层最优厚度宜取洞室内净空直径的1/25。

一种新型衬砌混合式内河码头结构设计

针对内河码头结构设计,综合考虑自然条件、施工条件、经济合理等因素,当码头区域地基基础较好,结构主体建基面普遍位于岩层体内时,选取衬砌式+重力式混合结构。结合MIDAS GTS NX有限元模型分析,对主体结构及边坡稳定进行计算。结果表明,对于地基为岩基的内河码头,采用衬砌式挡土墙结构,既能确保结构安全、工程质量,又能有效节省投资。

泄水式管片衬砌壁后水压力分布特性模型试验研究

基于研制的泄水式管片衬砌–围岩泄流装置,采用室内试验方法对某铁路隧道装配式泄水式管片衬砌在高水压条件下衬砌壁后水压力分布规律进行研究,重点探讨单纯限排、堵水限排等不同泄水方案下衬砌壁后外水压力分布规律。分析排泄流量、泄水孔密度、注浆与否对隧道衬砌壁后水压力的影响,揭示隧道衬砌壁后整体和各位置处外水压力折减系数、外水压力大小等与衬砌泄水孔泄流量之间的二次曲线关系。研究结果可为高水压山岭隧道衬砌的设计提供参考。

泄水式管片衬砌地层结构相似模型试验研究

针对泄水式管片衬砌将在未来高水压铁路隧道中可能应用的实际,采用相似模型试验方法,研究了泄水式管片衬砌在不同泄水孔设置模式:无泄水孔、单环单泄水孔、单环双泄水孔,以及0、60、100、150 m等不同水压条件下衬砌结构的力学特征。研究表明:开设泄水孔不会明显降低管片衬砌的物理力学参数,管片衬砌环开设一个或者两个泄水孔皆不会明显削弱管片衬砌结构的承载能力。

泄水式管片衬砌泄流量对衬砌外荷载的影响研究

提出了采用泄水式管片衬砌结构型式解决铁路隧道高水压问题的结构设计理念。考虑渗流场对围岩应力场的影响,建立了水荷载为渗透体积力的管片衬砌外荷载计算公式,探讨了围岩渗透系数与最大可泄流量、衬砌控制泄流量与衬砌壁后接触应力的相互关系,以及围岩条件对衬砌壁后有效应力和接触应力的影响规律,并将该计算方法与远场水荷载视为面力的简易衬砌外荷载计算方法进行对比,以评估简易方法的可行性。结果表明:将水荷载视为面力与将其视为渗透体积力进行接触应力计算时,两者结果仅在一定条件下具有良好的接近度,前者只能作为衬砌外荷载选择的一种参考。

链式衬砌节段长度对隧道抗错断效果的影响研究

针对活动断裂带引起的隧道结构安全问题,依托四川棋盘石公路隧道,基于链式衬砌的抗错断设计理念,分析在逆断层错动时不同链式衬砌节段长度下,隧道结构围岩压力、塑形应变及最大主应力的变化规律与分布特征,探讨合理的衬砌节段设计长度,可为同类工程抗错断设计提供参考。

叠合式衬砌结构抗外载特性足尺试验与数值研究

设计了一种探究“管片–自密实混凝土(SCC)–钢管”叠合式衬砌结构横向力学行为与变形特性的大型足尺试验方法,初步揭示了叠合式衬砌结构在非均匀外载下的变形及力学响应规律;结合三维精细化有限元模型,探讨了栓钉布设、衬砌类型、侧压力系数等因素对结构承载机理的影响。结果表明:在非均匀外载作用下叠合式衬砌的环向应力相比分离式衬砌较小,变形呈现“横椭圆”模式,且随荷载非均匀性增加,其变形规律越显著;栓钉布设有效地增强了钢管–SCC的界面性能,但对结构环向应力影响甚微。

高压洞灌浆式预应力混凝土衬砌计算与分析

南阳回龙抽水蓄能电站水量缺乏,水头比较高。为满足防渗要求,且经济合理、安全可靠,经过初步方案比选,确定引水高压洞采用灌浆式预应力混凝土衬砌。通过对结构设计方法、有限元验算成果进行分析比较,初步确定了高压洞灌浆式预应力结构的可行性和技术指标,其预应力灌浆衬砌的技术指标较高,最大灌浆压力可达5MPa。

竖井悬挂式衬砌施工的实践

介绍了采用悬挂式衬砌 ,自上而下独头掘进施工竖井的工艺、方法和施工体会。

输水隧洞灌浆式预应力衬砌结构承载机理研究

输水隧洞双层混凝土衬砌之间采用预应力灌浆可以提高结构的承载能力,但此类灌浆式预应力衬砌结构的承载机理尚未得到系统阐释。基于弹性理论,采用荷载结构法,建立了考虑变形协调关系的灌浆式预应力衬砌力学分析模型。通过对衬砌结构的受力分析,揭示了预应力灌浆提高衬砌结构承载力的机理,推演了衬砌结构环向拉应力判定式,以及环向抗拉强度与灌浆预应力的关系式。利用有限元数值模拟验证了理论方法的合理性,针对工程案例分析了灌浆预应力对衬砌结构的定量影响规律。结果表明:结构能承担的最大内水压力与灌浆预应力及外部水土压力,均近似呈线性正相关,内衬结构的径向变形和环向应力随灌浆预应力的增大而减小,外衬结构的径向变形和环向应力随灌浆预应力增大而显著增大。这种考虑临界情况的分析和计算方法,揭示了灌浆式预应力衬砌结构的承载机理,可为该类型输水隧洞的力学分析和结构设计提供理论依据。

试论黄河下游重力式砌石坝工程的老化

黄河济南段的特点是河道窄,弯道多。其中,北店子以下一般河宽1km左右,槐荫区曹家圈处河道宽仅459m,是黄河下游著名的窄河段之一。该河段行洪断面小,大水期水深流急;两岸险工林立,且重力式砌石坝较多,截至1992年5月止,计有重力式砌石坝303段。

穿越活断层铰链式衬砌隧道减震措施动力响应研究

鉴于穿越地震活动带逆断层的铁路山岭隧道易受逆断层滑动的影响,且目前铁路隧道穿越多条活动性断层可供借鉴经验较少的现状。文章采用数值分析方法,对活动逆断层错动下的铰链式衬砌隧道在地震荷载作用下围岩加固方式、超挖设计结构的动力响应进行对比分析。结果表明逆断层错动时,对浅部地层变形的影响范围大于深部,但最大附加变形出现在深部断层面附近,且错距越大其最大附加变形值越大,断层活动对隧道结构安全影响较为显著。注浆加固并不改变衬砌在地震中的震动频谱特性,宜采用施作单层衬砌预留修复空间的设计方案。对于是否超挖设计的两种工况下,衬砌位移变化规律一致,衬砌的震动频谱特性一致。经过监控量测发现支护压应力在埋设2个月左右后趋于稳定。所得结论可为今后类似工程结构设计与施工提供参考。

盾构高压输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构研究

目前高内水压力的输水盾构隧洞基本是采用分离式双层衬砌结构,是当前最安全的结构模式,但不一定是最合理的。该文提出了一套盾构输水隧洞新型半埋式钢管复合衬砌结构,该种衬砌结构为:盾构管片外衬、钢管内衬、内外衬间不全部填充自密实混凝土及软垫层设置于内衬钢管外表面。基于新型半埋式钢管复合衬砌结构,利用ABAQUS有限元分析软件,分析了不同自密实混凝土填充程度,不同软垫位置等条件下,钢管内衬应力,填充自密实混凝土应力及外衬盾构管片的变形。根据计算结果,新型半埋式钢管复合衬砌结构,可以有效控制盾构外衬的变形及自密实混凝土的应力。同时,半埋式钢管复合衬砌受力明确,且有利于隧洞排水,可为高压输水隧洞结构设计提供参考。

叠合式衬砌结构检修工况下极限承载能力试验研究

针对"管片-自密实混凝土-钢管"叠合式衬砌结构在检修工况下极限承载力学行为,开展足尺模型试验研究。试验研究表明:随外部荷载的增加,受损衬砌结构仍发挥三层衬砌联合受力性能。其中,外衬管片成为主要受力构件,自密实混凝土基本不分担内力但可沿径向传递荷载,内衬钢管仍处于弹性状态;结构体系仍具备较大承受外部水土荷载能力。

石砌重力式挡土墙的构造

介绍了石砌重力式挡土墙的构造。常用的重力式挡土墙,一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等几个部分构成。