基于修正Loganathan公式的非水平布置双线平行盾构隧道施工引起土体位移计算方法

[目的]为研究双线平行盾构隧道非水平布置方式下,由施工引起的周围土体位移规律,提出一种基于修正Loganathan公式的土体位移计算方法。[方法]介绍了Loganathan公式及相关假设;考虑盾构隧道开挖扰动引起的地层损失、土体卸荷回弹和土体损失率沿掘进路径变化的综合影响,修正Loganathan公式并建立单线盾构隧道周围土体位移解;建立双线平行盾构隧道非水平布置方式下,由施工引起的土体位移计算方法;通过实际工程的现场监测和数值模拟结果,验证所提计算方法的工程适用性。[结果及结论]所提计算方法能够考虑隧道轴心连线与水平面夹角、双线隧道半径、隧道轴心间距、双线隧道埋深等双线隧道布置因素,以及隧道盾构施工扰动造成的地层损失、土体卸荷回弹和土体损失率沿掘进路径变化等施工因素对土体位移的影响。地面沉降及土体水平位移的理论计算结果同现场监测结果和数值模拟结果之间的平均误差分别为5.6%、0.6%和5.5%、5.3%,均满足工程经验规定的20%的精度要求,说明所提计算方法能够有效解决双线平行盾构隧道非水平布置方式下施工引起的土体位移计算问题,具有良好的工程适用性。

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。

油气上窜速度相对时间法计算公式修正

为提高油气上窜速度计算的科学性和准确性,解决迟到时间法等计算结果不准甚至为负值的问题,曾研究提出了计算结果更为准确的相对时间法。但目前钻井中已广泛使用钻具止回阀,下钻过程中井内钻井液全部从环形空间上返而不进入钻具内部,导致相对时间法的计算结果不再准确。为适应新的钻井工艺,须对相对时间法的计算模型和计算公式进行修正。为此,增加了下钻深度过油气层底部的计算公式,提供了3种井身结构、12种下入深度情形的新的系列计算公式。应用实例分析表明,修正后计算公式的可靠性和适用性得到了进一步提高。

基于Lawrence风险公式的突水系数修正模型研究

科学评价煤层底板突水风险对矿井安全生产具有重要意义。通过Lawrence风险公式推导出能够体现底板突水多种因素耦合作用关系的突水系数修正模型,并以新安煤矿为例,运用多元线性回归方法拟合适用于该矿的突水系数修正模型。应用该模型对新安煤矿二1煤底板奥灰突水风险进行评价,同时应用突水系数模型进行对比评价。结果表明:突水系数修正模型评价结果更为可靠。实现了突水系数模型的探讨性修正,具有一定的理论与实践意义。

浸水煤样强度劣化机理与防隔水煤柱留设公式优化方法探讨

防隔水煤柱的留设是防治老空水害问题的有效措施之一,为考虑煤柱长期浸水失稳对防隔水煤柱安全留设尺寸的影响,进一步提高防隔水煤柱的安全性,以华北型煤田为研究背景,基于模拟浸泡试验实测数据,分析了煤柱浸水时的强度破坏规律,探究了强度破坏的内在原因及影响因素。结果表明:不同浸泡环境下的煤柱抗压强度均随浸泡时间的延长而降低,并最终趋于稳定;抗拉强度与浸泡时间的关系在不同浸泡条件下呈现不同的变化规律,去离子水溶液浸泡条件下仍呈降低且趋于稳定的变化趋势,在高矿化度矿井水环境下则存在临界值,并在突破临界值后再次呈现降低趋势;影响煤柱稳定性的因素包括煤岩体性质、浸泡时间、浸泡溶液水化学特征等,其中浸泡时间为主要影响因素之一。结合实测数据及上述分析,从更加安全的角度引入了煤柱软化系数以限制经验公式中的抗拉强度,将防隔水煤柱留设公式修正为:L=0.5KM√3P/R_(t)K_(p)。

Peck修正公式在郑许市域铁路地表沉降预测中的应用

为准确预测粉土、粉细砂地层盾构隧道开挖引起的地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对郑州机场至许昌市域铁路(以下简称“郑许市域铁路”)盾构隧道施工引起的地表沉降监测数据进行分析,并引入地表最大沉降修正系数α、沉降槽宽度修正系数β,对传统Peck经验公式进行修正。结果表明:Peck拟合曲线和实测数据吻合度较高;当α在0.5~2.5区间、β在0.3~0.7区间变化时,修改后的Peck曲线与实测数据更为相近。研究成果可为以后类似地层隧道选线、盾构掘进、盾构异常分析及线路沉降预测等提供借鉴。

基于修正Peck公式的软土地层超大直径顶管施工地表沉降特性研究

依托深圳市超大直径钢顶管清污分流项目,研究了复杂软土地层地表沉降规律﹒首先,基于现场地表沉降50组实测数据对Peck公式进行修正,推导出拟合函数表达式,并给出了软土地层地表沉降Peck曲线上限和下限解;然后,采用有限元方法精细化模拟顶管施工动态过程,进行摩阻力、机头压力和土体弹性模量参数敏感性分析,总结出横、纵断面地表沉降失稳破坏区范围和影响参数临界值;最后,采用半解析半数值法,确立了修正Peck公式各参数间的函数关系﹒结果表明:修正后的Peck公式可准确预测复杂软土地层地表沉降,其地层损失率取值范围为0.130%~0.238%;地表沉降与摩阻力呈正相关,与弹性模量呈负相关;顶管摩阻力和机头压力临界值应分别控制在15 kN和0.2 MN;横向地表沉降扰动区范围为2D~2.5D,纵向隆起区分布范围为1.25D~2D;沉降槽宽度i与覆跨比(H/D)呈指数函数关系,S_(max)/g~H/D关系可用修正Clough公式进行描述.

基于岩体爆破累积损伤效应的Hoek-Brown准则修正公式

爆破开挖作业引起的扰动与损伤,特别是频繁爆破产生的累积损伤效应,必然导致岩体完整性降低,岩体力学参数弱化,从而威胁岩体工程稳定性。考虑岩体爆破损伤及其累积效应,指出了Hoek-Brown(赫克-布朗)准则及其改进公式的不足,引入完整性系数K v和损伤因子D,建立了可以表征岩体爆破累积损伤效应、岩体爆破扰动状态及其力学参数弱化程度的mb和s的取值方法。基于声速变化与爆破累积损伤效应之间的联系,建立了以岩体声速降低率η为基准量的岩体爆破累积损伤扩展模型,并将该模型成功应用于提出的Hoek-Brown准则修正公式中。根据现场模拟爆破试验与声波测试数据,对提出的修正公式进行了分析,结果表明,建立的考虑岩体爆破累积损伤效应的Hoek-Brown准则修正公式是合理的。

修正的Peck公式在长沙地铁隧道施工地表沉降预测中的应用

在目前众多预测地铁隧道开挖引起地表位移的经验方法中,Peck提出的高斯方程是最简便,也是应用最为广泛的方法。由于这一公式的提出是基于有限地区的实测资料,在应用前应先进行基于当地实测资料的验证工作。根据长沙市地铁开挖的实际观测数据,采用回归分析法引入两个修正系数,即地表最大沉降修正系数和沉降槽宽度修正系数,对Peck公式进行了修正,得出了适用于长沙地区的Peck公式。工程实践表明,修正的Peck公式对长沙地区隧道施工地表沉降预测具有工程指导意义。

关于芬纳公式的修正

根据隧洞施工期和运行期不同的受力情况 ,导出深埋隧洞塑性区不同的芬纳公式 ,确定无限大匀质体中轴对称圆洞的塑性范围 ,并给出公式的适用条件 .对算例的结果进行了芬纳公式修正前后的比较 .

盾构隧道施工引起地表沉降的Peck公式预测方法修正

Peck法是目前预测地铁盾构隧道施工引起地表沉降最简便、应用最普遍的方法。但由于Peck法的应用存在一定局限性,套用不同地区的经验往往会产生误差,所以应基于当地的实测数据对其进行修正。根据南宁轨道交通盾构隧道施工引起地表沉降的监测数据,采用回归分析方法并引入最大地表沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β,对Peck公式修正,得出了适于南宁地区圆砾、粉砂和粉土地质条件下的Peck公式。结果表明:当α值位于0.6~1.0,β值位于0.4~0.8时,所得的修正后Peck预测曲线与实测的地表沉降数据更为符合。

对钢筋混凝土剪扭构件承载力计算公式的修正

本文指出《混凝土结构设计规范GB50010—2002》(以下简称《规范》)在计算钢筋混凝土剪扭构件承载力时采用的"三折线"模型过高地估计了混凝土部分的承载力,使得设计偏于危险。通过现有试验数据的分析,本文认为采用直线剪扭相关模型更为安全合理,并在此模型的基础上提出两种修正公式。修正公式一仅在《规范》公式的基础上对混凝土部分的抗扭承载力折减系数进行修正。修正公式二不区分抗扭、抗剪箍筋,具有明确的物理意义,并能返回验算。本文还对两种建议公式与《规范》公式进行了比较,指出:《规范》公式不能满足直线模型的承载力要求,当构件截面面积较大、混凝土强度等级较高时甚至不能满足1/4圆弧模型的承载力要求;在荷载不变的情况下,随着构件截面增大、混凝土强度等级提高,《规范》公式计算结果先是越来越偏于危险,而后又逐渐偏于安全;《规范》计算配箍率不能满足承载力要求,需进行较大辐度地提高。两种建议公式明显安全于《规范》公式,且这两种公式的计算结果相当接近。

基于API规范的液化土层桩基p-y曲线修正计算公式

基于小型振动台拟静力试验和往返动荷载试验,将得到的静力p-y曲线及滞回曲线与基于静力方法提出的API规范方法进行对比研究,指出了采用目前API规范中的折减系数方法进行液化土层中桩基横向承载力计算时与实际不符并导致工程设计无法接受的原因。进行四种不同相对密度可液化土中大型振动台桩?土?承台动力相互作用大型振动台试验,考虑到API规范方法在工程中的广泛应用性和可接受性,在不改变其基本模式前提下,提出其中土体初始模量和极限土阻力两个修正参数,以地震波输入下的振动台试验对构建的公式进行验证,结果较为吻合。

基于CFD与风洞实验的缩比风力机三维效应修正公式效果分析

以NREL Phase VI及其缩比风力机为研究对象,结合三维CFD数值模拟与二维翼型风洞实验,在低雷诺数下对Snel、Lindenburg、Du&Selig和Chaviaropoulos&Hansen 4种三维效应修正公式的修正效果进行了比较分析,结果显示修正效果各不相同,修正值普遍大于真实值,综合比较表明Du&Selig效果最佳,且Lindenburg、Snel、Chaviaropoulos&Hansen依次变差。修正效果与叶片尺度相关性从小到大的次序:在尖速比λ=5.39时整个叶展区域为Snel、Chaviaropoulos&Hansen、Lindenburg、Du&Selig;在λ=8.00时的整个叶展区域和λ=10.00时的叶中、叶片外侧区域均为Du&Selig、Lindenburg、Snel、Chaviaropoulos&Hansen;λ=10.00时的叶根区域为Lindenburg、Snel、Chaviaropoulos&Hansen、Du&Selig。

对MM-200型磨损试验机摩擦系数计算公式的修正

对ＭＭ－２００型磨损试验机摩擦系数计算公式重新进行了推导和计算，所得公式与原公式相比可降低求解摩擦系数时的误差．原公式在试环与试块之间的接触角增大时，误差也随之增大，使得试验数据的可靠性和可比性严重降低，因此必须对原计算公式进行修正．

Hoek-Brown破坏准则求解圆形硐室塑性区半径与修正的芬纳公式比较

目的为定量确定围岩塑性区半径和给支护锚杆的深度设计提供科学依据.方法以Hoek-Brown破坏准则为极限平衡条件，推求侧压力系数为1.0时圆形硐室理想弹塑性围岩的弹塑性应力和塑性区半径，运用Mohr-Coulomb准则直线拟合Hoek-Brown准则曲线和面积差补方法，求取等效的岩体Mohr-Coulomb强度参数后，建立相对塑性区半径随支护力和地质强度指标变化的二元非线性回归数学模型，并与源自于Mohr-Coulomb强度准则为屈服条件的修正的芬纳公式进行比较研究.结果支护力每增加1.0 MPa，就可确保地质强度指标降低10-20的岩体中不会出现塑性区.在支护力较小和岩体质量较差情况下，采用Hoek-Brown破坏准则推导得出的塑性区半径和修正的芬纳公式计算得出的塑性区半径差别稍大.相对塑性区半径与地质强度指标都呈负乘幂函数关系，随着支护力的增大，塑性区半径随着岩体质量等级的升高而下降的趋势逐渐变缓.建立的相对塑性区半径随地质强度指标和支护力变化的二元非线性回归数学模型简明，使支护力连续变化，提高了工程实用性.结论在岩体质量较差情况下，锚杆深度取1.8-3.0倍硐半径为宜.

汽轮机转子表面换热系数计算公式修正

以某亚临界300 MW机组汽轮机转子为例，将基于CFD＆Fluent软件采用耦合数值计算的转子换热系数作为理论值，与采用西屋及前苏联经验公式的计算结果进行比较，提出了基于西屋公式的汽轮机转子表面换热系数修正公式.利用该公式对亚临界300 MW机组和超临界600 MW机组汽轮机转子表面换热系数进行修正.研究结果表明：西屋及前苏联经验公式的计算结果与理论值的相对误差较大，且前苏联公式计算结果偏差更明显；按照本文修正公式对西屋公式的计算结果进行修正后，与理论值的相对误差降至2．4％～27％；对于同一转子可采用相同的修正系数，且能保证较快的计算速度.

气藏气体体积系数计算公式的修正

介绍了石油工程中气藏气体体积系数的计算公式,分析了计算公式的不足,提出了计算公式的修正方法。采用石油工程中常用的PREOS和Gopal(1977)法计算偏差系数,利用修正的计算公式对10个甲烷摩尔分数为50.56%～97.75%的气藏气体体积系数进行了计算并与实验值比较,其平均相对误差分别为1.325%和3.173%;而石油工程中现有的计算公式对这10个相同气藏气体体积系数计算的平均相对误差分别为1.867%和3.701%。结果表明,修正的计算公式提高了计算精度。

软土地区矩形隧道地表施工沉降的Peck公式修正

根据昆明某软土地区矩形隧道施工的实测数据,对Peck经验公式进行修正,得到修正后的Peck公式。根据浅埋暗挖法施工特点,提出修正的Peck公式分为左线和右线表达式,引进参数α_L和α_R对2类表达式中的开挖宽度D进行修正;同时引进参数β_R和β_L对左线和右线表达式中沉降槽的宽度系数i进行修正。经过修正后的Peck公式能很好地预测软土地区矩形隧道地表施工沉降。

单摆法测重力加速度的修正公式分析

单摆法测重力加速度是物理学中一个传统的实验,方法简单易操作,且容易测得较精确的g值(在不考虑空气浮力、空气的粘滞阻力、l r及θ角较小的情况下)。实验中我们使用的是近似公式T=2πlg忽略(1+ξ)[1]项,许多学生均不知ξ代表什么?更不清楚其物理含义,文章根据其物理思想并用数学的方法对ξ项进行了研究,能使学生全面理解和掌握单摆法测周期的公式含义。