基于振动传递率函数的水泥混凝土铺面脱空识别方法

为提高水泥混凝土铺面脱空识别的准确性和便捷性,提出一种基于振动传递率函数的板底脱空识别方法。首先,建立了九块板全尺寸铺面结构三维有限元模型,获取冲击荷载作用下铺面板的多点加速度响应;其次,在2个振动传递方向上,分别计算相邻2个测点间的振动传递率函数,分析特定频段内传递率函数的差异,并提出传递率损伤指标(transmissibility-damage indicator,TDI)及其矩阵表达式;最后,计算分析11种不同脱空形式、程度下TDI矩阵的差异,并分析测点布设方式、信号噪声水平对TDI矩阵的影响。结果表明:该脱空判定指标能较好识别定位板角和板边局部脱空。所得TDI矩阵在板角脱空的2个传递方向均十分显著,在板边脱空的垂直脱空边方向较为显著;对于板中脱空,2个传递方向上的TDI矩阵均无法有效识别。板中脱空的分布与TDI矩阵的分布一致性较差;对于多区域脱空,其计算得到的TDI矩阵与单区域脱空类似,对于板角和板边局部脱空均能有效识别;测点布设越密,TDI矩阵的分布与脱空分布的一致性越高。然而,该识别方法对噪声水平较为敏感,噪声水平越高,识别精度越低,需要较高精度的传感器或设备予以支撑。

Study on internal quantum efficiency of blue InGaN multiple-quantum-well with an InGaN underneath layer

Blue InGaN multiple-quantum-well (MQW) samples with different InxGa1-xN (x=0.01–0.04) underneath layers (ULs) were grown by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). Temperature dependent photoluminescence showed that the InGaN UL can improve the internal quantum efficiency (IQE) of MQW effectively due to strain release. And a maximum IQE of 50% was obtained when the thickness and In content of the InGaN UL were 60 nm and 0.01, respectively. Furthermore, the larger In content or thickness of the InGaN UL makes the IQE lower. Arrhenius fit to the experiment data showed that the IQE fall was mainly caused by the quantity increase of the nonradiative recombination centers, which was believed related to the accumulated stress in InGaN ULs.

小净距隧道垂直下穿单层车站地震响应规律研究

为了研究隧道垂直下穿车站结构地震响应问题,设计制作了粉质黏土场地中小净距隧道垂直下穿单层车站模型。利用振动台试验结果验证后的数值模型,通过输入不同峰值加速度的地震波,研究地下穿越结构的应力、位移、变形及加速度响应规律。研究结果表明:横向地震作用下,隧道非对称穿越车站会影响车站的地震响应特征,应力、加速度、变形的最大值偏离中柱位置;车站、隧道的内侧应力约为外侧应力的70~80%;车站中柱依然是抗震薄弱部位。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

香炉山隧洞横穿上鹤高速地表沉降监测成果分析

为了保证高速公路的安全正常运行,必须要掌握下穿隧洞施工对地层的扰动和支护结构的受力情况。结合滇中引水工程香炉山隧洞实体工程的现场监控量测,介绍了相关监测方案及其监测结果。成果显示:隧道施工过程中,围岩变形趋于稳定,钢拱架和二衬内力的安全系数均满足设计规范要求,说明隧道施工方案合理,工程结构稳定可靠,所用传感器有效完成相关监测任务。

圆砾地层中盾构地铁隧道近距下穿既有隧道的稳定性研究

利用大型有限元软件Midas GTS/NX建立近距下穿施工的三维模型,探讨既有轨道交通4号线和5号线在盾构施工中的位移变化。结果表明:①既有隧道各监测点在新建隧道中轴线附近位移变化速率最大;②最佳注浆加固厚度为0.04m左右。

基于支持向量机回归算法的盾构下穿市政管线参数优化研究

随着盾构法施工在我国城市地铁隧道建设的广泛应用,盾构施工将面临越来越复杂的施工场景,尤其是在城市生活区的施工中,将不可避免地穿越各类复杂的市政管线。以合肥某地铁盾构工程下穿市政管线为背景,通过建立数值模型,构建了基于支持向量机回归(SVMR)算法的机器学习模型,并通过优化算法反向求解得到了符合施工要求的盾构参数优化方案。研究结果表明,方法的有效性通过了数值模拟试验和工程实践的验证,能够基于已有的少量盾构参数,针对关键掘进参数如推力、刀盘转速等进行优化,并提出最优组合方案,以确保施工的安全与高效,可为类似工程提供参考。

泥水平衡顶管下穿城市道路地表沉降实测分析

在中国沿海富水地区,泥水平衡顶管法作为市政管线施工的一种主要方法,被广泛应用并逐步推广。但目前,对泥水平衡顶管下穿城市道路引起的地表沉降情况,研究较少。为此,以包头市希望园区再生水管线工程为背景,通过现场监测,对泥水平衡顶管下穿城市道路时的地表沉降情况进行研究,以期为其他工程提供参考。研究结果表明:顶管施工引起地表变形的根本原因,是施工对周围土体产生扰动,主要是千斤顶的挤压、刀盘的切削扰动,以及注浆压力。地表变形总趋势是先出现沉降,然后隆起,再快速沉降,最终趋于细小波动状态。顶管顶进过程中,位于顶管顶进轴线上的沉降变化最大,顶进轴线两侧的沉降变化相对较小。

浅埋长大输水隧洞下穿省道建设施工技术研究

云南省滇中引水工程楚雄段4标段下穿S218省道,位于省道正下方的最小埋深仅为20m。为最大程度减小隧洞施工对S218省道的影响,保证隧洞施工安全、质量和进度,提出了包括采用超前固结及洞周注浆、超前支护及加强初期支护等措施在内的浅埋长大输水隧洞下穿省道施工建设技术,并结合现场量测结果,分析了该技术的现场实施效果,以及该技术的效益情况。结果表明,该技术能提高滇中红层软岩的承载能力,同时恢复或构成完整的岩体结构,进而形成连续的结构体,有利于后期系统锚杆、锁脚锚杆加固时锚固力的传递,大幅度提高加固质量和效果,有效控制隧洞变形,同时实现较小超挖,大大提高施工效率和质量,节约项目成本。

市域铁路盾构隧道下穿南水北调工程若干技术问题探讨

以郑州机场至许昌市域铁路工程盾构隧道下穿南水北调中线干渠为例,研究下穿段盾构隧道结构、沉降规律、风险处置措施和轨道减振等设计关键问题,以指导盾构下穿施工。通过三维数值模拟分析盾构下穿施工对南水北调中线干渠的影响。考虑南水北调工程的重要性,设计中采取一系列确保总干渠安全的措施。盾构隧道安全、顺利穿越试验段,各项监测数据及指标满足预期,确保了盾构施工安全和南水北调中线总干渠安全。

京张高铁八达岭长城地下车站建造及运营关键技术

因具有跨度大埋深大、洞室多密度大、古迹多环保严、人流大行车密等工程特点,八达岭长城地下车站建造面临密集洞室设计与施工组织、超大跨隧道修建、文物与环境保护、复杂地下车站运营组织等难题。为解决这些难题,所提出或形成的相关建造及运营关键技术如下:1)基于BIM的地下车站协同设计、层叠交错小净距洞室施工安全保障技术和复杂洞室群智能施工组织,实现了密集群洞空间最优化布局和复杂结构高效施工组织;2)通过超大跨隧道主动支护技术、“品”字形开挖技术、长寿命结构体系,实现了软弱围岩超大跨隧道安全快速施工;3)通过地下车站出口消隐设计、微震微损伤精准爆破量化控制、施工通风与粉尘处理以及清污分离排水系统,解决了风景区隧道下穿影响难题;4)通过深埋洞室群车站舒适环境构建、智能防灾疏散救援以及地下车站智能运营管理与智能能源管理,保障了复杂深埋地下车站旅客乘坐体验与生命安全,实现了车站高效运营和节能降耗。

上跨电气化铁路系杆拱桥吊杆更换技术

顺河高架系杆拱桥为长90 m的下承式拱桥,是连接济南市南北交通的干线,并跨越胶济铁路济南东站西侧交通要道。检测发现该桥吊杆存在不同程度的损伤,需全部更换。新吊杆采用GJ15-19型环氧钢绞线整束挤压式吊杆,内部钢绞线采用5层隔离防腐,以提高耐久性。桥梁跨越高铁等电气化线路,下部作业空间受限,施工窗口期短,采用配置转换梁的抱箍式临时兜吊系统和梁底移动式挂篮更换吊杆。抱箍式临时兜吊系统张拉端设置在拱肋与桥面之间,避免了施工对公路交通的影响,且抱箍可拆卸重复利用;转换梁和梁底移动式挂篮克服了梁下作业空间小的难题,实现了铁路运营零干扰的目标。吊杆更换时首先安装临时吊杆实现第一次荷载转移后拆除原吊杆,然后安装新吊杆实现第二次荷载转移,全桥吊杆更换完成后进行全桥调索,最后进行新吊杆防腐和临时吊杆拆除。吊杆更换后桥梁受力状态良好,桥面线形满足设计要求。

新建隧道下穿施工引起既有铁路轨道变形的理论计算模型

新建隧道下穿施工将引起上覆既有铁路轨道产生不平顺,导致列车振动加剧,进而降低旅客乘车舒适性。为此,提出新建隧道下穿施工引起铁路钢轨变形的理论计算模型。首先,采用高斯分布公式预测新建隧道施工引起铁路路基顶面沉降;然后,将轨道视为无拉力弹性地基上的梁,推导路基沉降引起轨道挠曲变形计算式。通过与室内模型试验结果和现场监测数据比较,对提出的理论模型进行验证。探讨铁路线路与新建隧道间的水平夹角、钢轨抗弯刚度、路基顶面沉降槽宽度系数对钢轨挠曲变形的影响规律。该计算条件下,当路基沉降槽宽度系数小于2 m,新建隧道垂直下穿施工将导致上方有砟铁路轨枕产生局部空吊现象;增大钢轨抗弯刚度,可以减小钢轨挠曲变形幅值;增大铁路线路与隧道之间水平夹角,可以减小钢轨挠曲变形波长;增大路基沉降槽宽度系数,轨道挠曲变形幅值逐渐减小,并且波长逐渐增大。

排水深隧盾构下穿既有隧道沉降变形与施工控制研究

为研究既有隧道结构在新建隧道盾构下穿过程中沉降变化规律及与施工控制方法之间的关系,依托深圳前海—南山排水隧道盾构下穿既有11号线工程开展既有结构变形监测,结合现场监测数据及工程实际情况,进行对重要施工因素的相关性分析,分析得到既有结构在下穿过程中沉降变化规律及与下穿施工控制方法间的关系。研究表明:1)排水深隧穿越过程中既有11号线隧道竖向变形规律与相应施工阶段、施工措施间存在明显对应关系;2)既有11号线隧道结构的沉降特点表现为在横向上不同部位沉降存在差异,但道床处未发生明显不均匀沉降,纵向上由于施工原因沉降曲线可表现为“V”形或“W”形;3)通过选取合理的土舱压力、注浆压力以及采取二次注浆、多次补注浆增强注浆效果的施工措施对控制结构沉降具有重要作用。

地铁暗挖区间下穿市政桥梁桩基托换方案研究

依托沈阳地铁3号线某暗挖区间下穿文化路立交桥工程,在工期、造价及对周边环境影响等角度对比分析明挖法进行桩基托换与暗挖法进行桩基托换方案的优缺点;从不影响地面交通角度出发,选择暗挖法进行截桩及桩基托换,通过风险分析确定暗挖风险处理措施,保证暗挖施工的安全性,并结合现场实施条件明确了桩基托换施工工序;最后,建立三维有限元模型,计算分析暗挖法桩基托换施工,计算结果表明:暗挖截桩方案施工引起的连续梁绝对沉降、差异沉降、倾斜及水平位移均小于桥梁变形预警值。

富水强风化砂岩地层顶管隧道下穿既有铁路施工技术

为了解隧道下穿富水强风化砂岩地层施工对既有铁路的影响,依托某电缆隧道下穿广深铁路工程,通过理论分析、数值模拟与现场监测开展了相关研究,并分析了具体施工措施对隧道及地表变形控制的影响。结果表明:当不考虑地表列车荷载和地层富水时,开挖及顶进力为地表沉降、隧道变形的主要影响因素;当单独考虑列车荷载或地层富水弱化作用时,列车荷载会使得下穿段地表沉降和隧道拱顶沉降增大,而地层富水弱化对隧道进出口段沉降及下穿段底部隆起影响较大;当同时考虑列车荷载和地层富水时,隧道拱顶沉降及下穿段路基沉降均会大幅增加。对比分析现场监测、Peck公式预测和数值模拟计算结果,可知数值模拟结果与不考虑地层富水弱化时的Peck公式预测结果十分吻合,但由于其未考虑加固止水措施,地表沉降大于现场监测结果。电缆隧道下穿广深铁路现场施工严格执行现场监测和变形控制措施,将地表沉降值和隧道拱顶沉降值分别控制在6 mm和10 mm之内,隧道底部隆起控制在5 mm以下,可以保障项目的顺利实施与列车的运行安全,并为同类型工程提供一定的经验参考。

桩板结构下穿多条运营高铁桥梁的变形研究分析

为研究新建市政道路桩板结构下穿对高速铁路桥梁变形的影响,现以某新建市政道路工程下穿既有高铁桥梁为工程实例,为确保铁路运营的安全,利用桩土共同作用有限元软件Midas GTS NX模拟分析该工程实施以及运营期间引起的既有高铁桥梁的附加变形。结果表明:该新建市政道路工程采用桩板结构下穿方案对高铁桥梁影响较小,且理论结果与现场自动化监测高铁桥梁变形趋势大体一致,结果较吻合,均在规范变形控制范围内。

新建地下通道下穿既有综合管廊节点施工关键技术

武汉市武昌滨江核心区地下空间环路匝道Ⅰ下穿已建成综合管廊,且设计标高与既有管廊结构底板冲突,需拆除2个工程相交范围内的综合管廊,在管廊拆除范围内新建交叉节点,使节点上层满足管廊的使用功能,节点下层满足环路匝道的使用功能。以此为例,从临江基坑支护及降水设计理念、下穿施工工序统筹、结构防水细部节点做法等方面出发,重点介绍新建地下通道下穿既有综合管廊节点关键施工流程和技术,以期为同行提供参考。

大断面隧道采用“盖挖+托换”法零距离下穿运营地铁车站研究

目前,国内新建隧道下穿既有车站还是基于传统矿山法理念设计,该设计理念主要是为了抵抗来自拱顶及周边的围岩荷载,但零距离下穿车站已没有拱顶土荷载问题,边界条件已与传统矿山法发生了很大变化。虽然传统矿山法在实践过程中存在成功案例,但仍具有工期长、造价高、受力转换不清晰等弊病。论文针对传统矿山法存在的弊病提出了新的设计与施工方法,如支护及托换处理措施,进行了数值计算分析及现场监测结果分析,并在实践中成功应用。

浅埋暗挖法在下穿既有高速公路中的应用

结合厦门某公路隧道工程,对明挖、顶进、钢便桥及钢筋混凝土板结合浅埋暗挖法4种下穿方案进行了技术经济比选,选定钢筋混凝土板结合浅埋暗挖法方案,通过有限元软件对该方案进行数值模拟,结果显示该方案对高速公路通行及对公路、隧道的位移影响较小。