隧道截面积突变时的隧道压力波边界条件研究

根据高速列车通过隧道过程中引起空气流动的特点,在对复杂空气流动现象进行合理简化的基础上,采用一维准稳定流动模型,建立了隧道截面突变处的边界条件,并采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法发展了截面突变隧道中单车压力波和会车压力波计算程序,通过国外试验结果验证了所建边界条件的正确性和合理性,为今后正确计算截面突变隧道对压力波的影响提供了可靠的理论依据.

高速列车通过截面突变隧道时压力波的数值模拟研究

高速铁路隧道压力波是铁路高速化中日益突出的问题之一,而高速列车通过截面突变隧道时压力波特性目前研究较少。本文根据高速列车通过隧道过程中引起空气流动的特点,在对复杂空气流动现象进行合理简化的基础上,采用一维可压缩不等熵非定常流体流动模型和广义黎曼变量特征线法发展了截面突变隧道压力波的数值计算方法,并给出了相应的边界条件,随后与国外典型试验数据进行了比较,证明本方法的正确性。在此基础上本文分别对单车和会车通过截面突变隧道的压力波进行了数值分析,对揭示截面突变隧道内压力波特征及截面突变对隧道压力波的影响有一定的意义。

单/双线拱形、类矩形隧道火灾超380℃耐火极限范围研究

为选取单/双线拱形、椭圆类矩形3种代表性截面隧道,采用FDS数值模拟软件研究不同风速下隧道截面差异对隧道壁面超耐火极限范围影响。结果表明:环境风速下,各截面隧道混凝土壁面温度均超380℃耐火极限,单洞双线隧道混凝土壁面最高温度与超耐火极限范围均近似为单洞单线、椭圆类矩形隧道的1/2;机械通风可有效减小隧道混凝土壁面温度,单洞双线隧道混凝土壁面温度小于耐火极限温度380℃,单线单洞、椭圆类矩形隧道混凝土壁面温度超耐火极限长度范围分别减小至环境风速下1/3、2/5,椭圆类矩形隧道在机械通风下火灾发展趋势增强。

隧道横截面对电磁波传播特性的影响

利用解析方法与数值分析方法重点研究了电磁波在圆形隧道、矩形隧道和拱形隧道中的传播特性,得出了当隧道横截面积越大衰减率越小,及隧道横截面形状对衰减率影响。当频率较高时,圆形隧道、矩形隧道和拱形隧道的衰减率表达式是一致的;当隧道半径或长边长的一半大于波长10倍以上时,电磁波的衰减率很小,几乎与横截面形状无关,仅仅与隧道横截面积的大小有微弱的关系。

矩形截面隧道交通噪声计算机仿真

采用计算机仿真方法计算三维矩形截面隧道洞内、洞口和洞外的交通噪声。该方法结合微观交通仿真技术、噪声排放模型、洞口和洞外传播模型,实现单点声源和动态交通源的噪声分布计算。应用虚声源法计算20阶镜面反射,同时考虑直达声或反射声的一阶衍射。结果表明,隧道内点声源在洞内相对于半自由场声压增加量随距离增加而增加,而在洞外呈台阶形下降;隧道外点声源在洞内的声压级增加量随距离呈台阶形增加;动态交通流仿真中,交通流变化对洞内外声压增加量关系不大,吸声系数越大洞内外声压增加量降低越大。

苏州香山大跨度变截面连拱隧道设计分析

香山隧道是苏州市中环快速路太湖度假区连接线的重要节点工程,受寿山路立交匝道深入隧道、进口下穿废弃采石场、出口下穿公墓区、地质条件复杂等众多不利因素影响,隧道设计及施工面临众多难题.通过对隧道进出口变截面结构设计、超浅埋大偏压软弱围岩段的施工方案、采石场落石对隧道结构安全影响等重点问题进行深入分析和针对性设计,得出了安全、合理的隧道设计参数及方案,确保了工程顺利实施,并为今后类似项目提供参考经验.

截面尺寸对瓦斯隧道的施工影响分析

穿越煤层的隧道往往含有高压力瓦斯,行业内称之为瓦斯隧道。为探究隧道截面对瓦斯隧道围岩稳定性的影响,采用Midas GTS NX数值软件进行模拟和分析,主要按隧道截面尺寸划分为3种工况,并对比3种工况下的沉降和应力大小。由分析可知:随着隧道开挖断面尺寸的增大,隧道衬砌的拱顶沉降越大,锚杆应力也随之增大,掌子面围岩应力也逐渐发生变化。该结论可为类似工程和瓦斯隧道防突提供参考。

变截面隧道与典型缓冲结构气动效应缓解效果对比分析

高速列车进出隧道所诱发的空气动力学效应会给车辆、隧道结构安全及周围环境造成不利影响,为此,采用三维、非定常、可压缩雷诺时均方程和RNG k-ε双方程湍流模型,对新型变截面隧道和典型缓冲结构在气动效应缓解效果方面进行模拟对比,并辅以动模型试验验证。研究结果表明:变截面隧道对于车体表面和隧道洞壁的压力缓解效果比增设缓冲结构的等截面隧道更好,而对于洞口微气压波的缓解效果则不如缓冲结构的显著;断面扩大型缓冲结构隧道、断面扩大开孔型缓冲结构隧道、变截面隧道与等截面隧道相比,洞壁最大压力峰峰值分别减小2.0%,2.3%和7.6%,车体表面最大压力峰峰值分别减小3.2%,3.7%和9.3%。

变截面大跨隧道开挖施工力学特性分析

文章以蒙华铁路某隧道燕尾段为工程背景,基于弹塑性有限单元法对道变截面大跨隧道段的开挖和支护全过程进行三维数值模拟,分析了变截面段隧道受力和变形特性,并结合现场实测数据进行对比。结果表明,变截面大跨隧道采用三台阶临时仰拱法和三台阶开挖法,可有效地控制变截面大跨隧道的应力集中和变形,数值模拟计算结果与现场测试结果基本吻合,为变截面大跨隧道的设计和施工提供了理论依据和指导。

基于非线性有限元的变截面隧道围岩稳定性研究

以宁波象山港公路大及桥接线工程中四脚岙隧道为工程背景,基于大型有限元分析软件建立隧道的三维计算模型,对隧道的开挖以及支护进行施工模拟计算,研究其应力场、位移场,并结合现场监控量测数据进行对比,分析变截面隧道的安全性,获得大断面变截面隧道的最优施工方法以及合理支护参数,为变截面隧道的设计和施工提供了理论依据和现实指导.

小净距变截面隧道横向扩挖施工力学特性研究

以贵阳东站S1、S2线区间隧道为工程背景,对小净距变截面隧道横向扩挖施工过程进行三维数值模拟,研究隧道支护结构变形、受力特性和施工关键工序的稳定性,并就地质强度指标及支护参数进行影响分析。结果表明,横向扩挖关键步序为临时竖撑的拆除,初支受力最危险时期出现在分段拆除临时支撑的阶段,最不利受力点位于拱顶及左拱脚处;当围岩岩性较好时(GSI=45),仅施加临时门架便可控制扩挖阶段的围岩变形,当围岩较差时(GSI=10),需同时施加临时门架及侧墙锚杆;相比无支护方案,封堵墙及加锚能显著减小围岩变形,但随着系统锚杆长度(>4.5 m)及封堵墙厚度的增加,支护效果未能得到明显提升。

变截面隧道二次衬砌预埋管压力灌注混凝土施工技术

预埋管压力灌注混凝土是变截面隧道二次衬砌施工中的关键工序,但普通的台车无法满足技术要求,必须对其进行改良。在研究施工工艺流程和原理的基础上,采用移动可调组合工具式平台进行施工,并在拱顶模板预埋压力泵管,再在预埋泵管上配备附着式振捣器振捣混凝土。结果表明:该施工方法能有效地解决变截面隧道二次衬砌混凝土浇筑问题,确保了隧道二次衬砌混凝土的密实度,可为类似工程提供参考。

浅埋大跨度变截面隧道地层沉降规律及控制技术

依托深圳地铁7号线变截面施工区段工程实例,采用数值模拟方法,研究了浅埋大跨度变截面隧道施工地层沉降规律,结果表明,地层分界处对开挖所造成的应力分布有比较大的影响,表现为分界处的应力相对较小;变截面隧道开挖应力集中区域主要在两侧拱腰部位以及变截面处,最后提出了变截面隧道施工控制技术。

软硬不均地层及不同开挖顺序下双顶管隧道施工对管片及地层的影响

目的:双顶管隧道穿越软硬不均地层时往往会导致周围地层变形、管片受损等一系列问题。为防止这些问题发生,应深入开展双顶管施工时地层的软硬程度、不同施工顺序对周围地层及管片的影响。方法:以南宁市平花河排水干渠顶管工程为背景,采用数值模拟方法,建立了三维有限元隧道开挖模型,分别研究了左右线同步开挖、先左线后右线两种开挖顺序下隧道横截面中黏土面积占比r 1不同取值的5种工况,并对双顶管穿越不同软硬组合地层对周围土体变形及管片应力进行了分析。结果及结论:双顶管隧道穿越不同软硬组合地层所致地面沉降差异显著,地面沉降随r 1的增大而增大,同步开挖工况下全断面黏土层的地面沉降最大值约为全断面石灰岩的2.2倍;双隧道先后开挖所致地面沉降值约为左右线同步开挖时的1.1倍;当隧道顶管机在监测断面往前开挖2倍隧道直径距离后,监测断面的地表沉降基本上不再发生变化;管片最大Mises应力随r 1的增大而增大。

基于激光点云的隧道超欠挖检测方法研究

研究目的:隧道作为一种重要的地下空间结构体,在施工过程中需要经常检测其超挖与欠挖状况,分析评价隧道施工质量与隧道围岩稳定性。传统基于全站仪或断面仪的检测方法效率低,基于地面激光扫描仪进行隧道的超欠挖检测,检测效率高,成果精度满足规范要求。本文提出一种基于激光点云的隧道超欠挖检测算法,实现隧道的超欠挖自动检测。研究结论:(1)利用三维激光点云数据进行隧道超欠挖检测,不仅效率高,而且精度高;(2)基于KD tree树形结构对离散点云进行组织管理,采用半径搜索与矩形分割算法,实现断面点云快速分割;(3)基于多边形相交算法的超欠挖面积统计,可以适应多种隧道类型的超欠挖检测;(4)采用激光点云进行隧道的超欠挖检测,其效率高、结果全面详实,可以应用于隧道施工阶段的超欠挖检测。

圆形隧道中电磁波的传输特性

研究了圆形隧道中电磁波的固有传播和导行传播的传播特性,采用数值方法求解了波模方程。得出如下结论:在空圆形隧道中,频率越高电磁波的衰减率越小,隧道半径越大衰减率越低;隧道中的弯曲不利于电磁波的传播;曲率半径越小电磁波衰减越大;隧道中的纵向导体利于电磁波的传播,导线越靠近隧道的中央,越有利于电磁波的传播;隧道半径的增大,也有利于导行电磁波的传播。这些结论对矿井通信建设有一定的指导意义。

小截面隧道窑在生产中的应用

主要叙述了小截面隧道窑的结构、特点、技术参数．井对其经济效益进行了分析。

隧道检测中运动式激光扫描数据的处理和应用方法

结合上海轨道交通1号线上海南站隧道的现场扫描试验,总结了采集数据的处理和应用方法。回顾了数据采集系统的构成及工作流程,详细分析了采集的数据在移动轨迹分析、Y轴数据重建、数据质量检查、数字特征分析以及空间点云重建等方面的处理方法。最后,总结了3D云数据应用于隧道截面形状分析和墙面湿渍检测与湿渍计算方面的试验结果。