大间距下高耸双烟囱风致特性试验研究

双烟囱结构在自然风作用下存在气动干扰效应,从而诱发较大风致振动,威胁结构安全.合理计算和预测风振响应是双烟囱抗风设计的关键.以某中心距为8倍平均直径的双烟囱结构为研究对象,开展刚性模型测力和气弹模型测振风洞试验,将试验结果与中国规范、欧洲规范和CICIND(International Committee on Industrial Construction)规范计算值进行比较,详细研究双烟囱在不同风向角下的风致响应特性.研究结果表明:在烟囱串列布置下,迎风侧烟囱具有遮挡和干扰效应,一方面使得背风侧烟囱底部弯矩减小,另一方面使其横风向位移大于在其他风向角下的值;由于厂房的干扰效应,风振系数中国规范计算值与试验值接近;当烟囱高度超过厂房高度后,计算值较试验值偏大;对于横向响应,中国规范计算值较试验值大37.1%,欧洲规范计算值与试验值接近,仅偏小6.9%,CICIND规范计算值比试验值小17.1%.

穿越城区隧洞分离式衬砌承载机理及性能优化研究

近年来我国兴建的穿越城区引水隧洞工程采用了一种新型分离式衬砌,但其承载机理尚不够明晰。以某水资源配置工程中穿越城区的TBM施工输水隧洞为对象,建立输水隧洞分离式衬砌整体三维有限元数值模型,分析了衬砌的变形、受力和承载比等特征。结果表明:设计内压作用下,钢衬和自密实混凝土径向紧密贴合,排水板铺设范围内两者径向变形明显大于管片,排水板铺设范围外三者径向同步变形,钢衬应力水平低且分布极不均匀,管片应力超过抗裂限值,内水压主要由围岩承担,钢衬承载比例明显低于预期;降低钢衬-自密实混凝土界面、自密实混凝土-管片界面的摩擦系数,均能使钢衬应力分布的均匀性增加,有利于钢衬承载性能的发挥,且对管片抗裂有利;提高排水板厚度与综合模量比值d E,可以提升钢衬承载比,控制d E在12.4~45.1 mm 3 N范围内,可以满足钢衬容许应力和管片抗裂设计的要求,同时使分离式衬砌钢衬主要承担内水压的设计理念得以实现。

穿越城区组合衬砌隧洞外水内渗问题研究

近年来我国兴建的穿越城区引水隧洞工程中采用了一种新型组合衬砌结构,由外层管片、内层不透水钢管和两者之间的回填混凝土、排水板组成。运行期内水压力经回填混凝土向外传递,外层管片朝外变形,管片间接缝会张开,进而引发外水内渗问题。结合深圳市罗田水库-铁岗水库输水隧洞工程,建立某典型洞段渗流分析的三维有限元计算模型,分析了多种外部条件下衬砌的外水内渗流量和外水压力。分析表明:完建期管片渗透系数每减小一个量级,隧洞渗流量降低约90%,回填混凝土使隧洞渗流量降低30%~40%,注浆圈对隧洞渗流量影响较小。运行期接缝为主要渗漏通道,占总渗流量的90%以上,此时注浆圈可以明显降低隧洞渗流量。隧洞渗流量的峰值出现在运行期,应作为隧洞外水内渗流量的控制条件。隧洞外水压力取值应以自密实混凝土回填后的完建期最大。

矩形平面超高层建筑横风向气动力谱的神经网络预测

在超高层建筑抗风设计中常发生当平面深宽比较大时,荷载规范建议的横风向风荷载过于保守而高估建筑风荷载和风振响应的现象。利用高频底座测力天平技术,分别在B,C两类风场中对10种不同深宽比(D/B)的矩形平面超高层建筑模型进行风洞试验。采用遗传算法(GA)和误差反向传播(BP)神经网络相结合的方法(GA-BP)对试验得到的横风向气动力谱进行建模研究。用GA对BP神经网络的初始权值和阈值进行寻优,找到最优参数后,再赋值于BP神经网络训练求解问题,并运用k折交叉验证法进行仿真验证,最终获得精度明显高于BP模型的结构横风向气动力谱预测模型,显示GA-BP神经网络横风向气动力模型收敛速度快、泛化能力强。采用本文模型进行预测并和试验数据对比,结果显示,基于GA-BP的气动力模型能够很好地预测未参与建模的横风向气动力谱,采用本文模型和原始风洞数据计算的结构横风向风荷载和风致响应具有很好的一致性,但在较大深宽比时均显著小于现行规范方法结果,显示规范方法结果偏于保守。

跨溶岩区域隧道施工围岩稳定性研究

为研究跨溶岩区域隧道位于掌子面前方的溶洞在隧道开挖过程中对隧道的影响规律,本文依托吾排隧道实际工程,利用FLAC 3D软件进行数值建模与计算,分析不同围岩级别、溶洞水压下隧道围岩在施工过程中的稳定性影响规律,得到以下结论:(1)在隧道开挖过程中,围岩级别越高,相同开挖步对应的最大主应力与最小主应力值越大,围岩的变形位移值越小;溶洞水压越大,相同开挖步对应的最大主应力与最小主应力值越大,围岩的变形位移值越大。(2)拱顶位置处的应力在开挖前期小幅波动,而后迅速增大再急剧减小,墙脚位置处的主应力值在开挖前期保持相对稳定,而后变化率逐渐增大,仰拱位置处主应力值在开挖前期基本保持不变,然后急剧增长;拱顶、仰拱位置处的位移在前期缓慢增加,开挖到一定深度时开始急剧增长。

软土地区盾构隧道下穿铁路干线引起的线路沉降规律分析

软土地区盾构隧道下穿铁路干线引起的上方铁路线路沉降规律与一般情况下盾构推进引起的地面沉降规律有较大的不同。基于某地铁隧道工程实例,对隧道下穿铁路的施工期及其后续阶段的线路沉降进行观测。根据观测数据,从沉降发展的时间历程、施工各阶段沉降量所占比例和地面沉降槽的特征3个方面进行了分析研究。结果表明:此类工程的地表沉降规律特点主要是后续沉降量在总沉降量中所占比例相当大,并且其沉降达到稳定需要的时间远比通常情况要长,最终沉降量的大小几乎完全由后续沉降决定;此外,其沉降变形槽的深度和广度也更大,而且后推进的隧道上方沉降尤为显著。

盾构隧道近距离小角度上穿已建暗挖隧道方案

北京地铁4号线动物园-白石桥左线区间盾构隧道从9号线暗挖隧道上方穿过,两线隧道垂直净距离小、交叉穿越的角度较小、彼此间相互影响范围较大,针对这些特点,采用ANSYS有限元软件,对暗挖隧道二次衬砌不同修筑时机下(盾构通过前、后)的施工方案进行数值模拟分析,并综合工期等方面因素,确定现场采用的施工方案及相应的加固措施。进一步研究的结果以及现场监测数据表明:在盾构施工前及时修筑暗挖隧道的二次衬砌,有利于近距离隧道交叠穿越期间的整体安全;如果不能及时施作二次衬砌,可在已建暗挖隧道内部架设临时型钢支撑体系进行加固,能够有效地限制盾构施工对已建暗挖隧道结构变形和主应力变化的影响。

车振荷载引起的软土越江隧道长期沉降分析

随着越江隧道建设的高速发展,车振荷载引起的隧道长期沉降已成为亟待解决的问题。针对一些由于交通车辆运行引起的饱和软土地基长期沉降问题,比较实用的预测方法是基于循环累积变形的经验拟合公式。考虑到土体的真实K0固结应力状态对土体强度和变形的影响,对笔者以前提出的经验拟合公式进行了改进,建立了K0固结条件下软黏土的不排水累积应变与累积孔压实用计算公式;并对上海地区典型饱和软土所进行的非等向固结不排水循环三轴试验结果进行了经验拟合,得到了相关参数。同时结合工程实用的分层总和法,建立了长期沉降的简化计算方法,最后对某越江隧道工程的长期沉降进行预测。

盾构施工引起的地表横向沉降槽分析

基于龙东路-世纪公园站区间隧道现场实测资料,对由盾构施工引起的沉降槽的形状进行了深入研究。首先绘出埋深不同的沉降槽的实测形状;再利用数学拟合方法对沉降槽的形状、影响范围、宽度系数及最大沉降量出现的位置进行的研究,指出它们均与隧道的埋深有着密切的关系;最后,用统计学的方法给出隧道埋深与最大沉降量以及沉降槽宽度系数与隧道埋深之间的定量关系式。

某越江通道工程江中风井抗震稳定性研究

针对江中建(构)筑物在强震影响下的主要危害多为地基液化和建(构)筑物开裂的特点,作者对某越江通道工程江中风井的地基地震液化和井体稳定性进行了分析,并根据其场地资料和井体资料采用拟静力法和数值模拟对在7度地震烈度下的地基液化势和井体稳定性进行了计算分析。结果表明:在7度地震烈度下,风井是稳定的。

穿黄输水隧洞盾构施工进出洞地基加固技术研究

针对南水北调中线工程穿黄河输水隧洞泥水加压式盾构施工中进出洞地基的加固问题展开研究.穿黄河输水隧洞的盾构进出洞段埋深大,水位高,地质条件复杂,经多方案比选论证,拟采用高喷和化学注浆技术对进出洞地基进行加固.对该工程的进出洞地基加固范围进行了计算分析,分别计算了北洞的水土压力,由弹性力学理论计算其土体加固厚度.根据塑性松动圈的应力条件和破坏条件计算出加固土体的宽度.对南洞按土体整体滑移失稳可能形成的圆弧滑动面来确定加固范围.

台湾海峡地震危险性初析与海峡隧道修建的可行性研究

欧亚和太平洋两板块沿大陆东缘相撞 ,形成一系列岛弧 ,台湾是其中之一。台湾海峡是弧陆碰撞带的前陆盆地 ,其上部为平整的第四纪细粒深水沉积 ,下部为上新世地层 ,中有阶梯状断裂 ,说明上新世以后构造运动有减弱之势。台岛的强震带释放了大量的板块逆冲撞压应力 ,对海峡起着屏障和保护作用 ;只在台岛南北两端外海N -W向类转换断层与滨海N -E向断裂的交汇地段才易发生强震。未来隧道拟选工区发生≥ 6级地震的可能性很小 ,加上烈度由地表向下衰减较快 ,故海床下隧道所遭到的烈度将更小。从地震构造角度看 ,修建隧道是可行的。

论我国越江隧道的发展

关于越江工程的桥梁、隧道方案比选问题 ,近年来为工程界所瞩目。无论是采用哪种方式 ,都必须综合工程环境条件、工程的经济与社会效益、城市环境以及远期发展与远景规划、使用的可靠性与技术可行性、是否有利于我国的国防事业发展等多方面来考虑。本文主要针对水底隧道各种不同的修建方法进行分析讨论、实例论证 。

小净距暗挖隧道下穿铁路动态设计施工分析

新建城市地铁下穿既有铁路线,其施工参数合理与否,直接影响既有线行车安全。以某城市地铁浅埋暗挖隧道下穿4条既有铁路线为例,分析了所采用的工程措施的有效性,并通过监控量测数据进行了动态设计和施工,研究结果表明:(1)下穿地铁施工前,对上方既有线轨道进行扣轨加固,可在一定程度上保证线路平顺性,保障既有线安全运行;(2)隔离桩防护措施可有效阻止沉降向周边扩散;(3)大管棚+超前小导管预支护可提高掌子面的稳定性,降低地表沉降量;(4)在确保掌子面稳定的前提下,缩短上下台阶间距、初支封闭时间,可有效控制累计沉降的发展;(5)在地铁下穿既有铁路线施工过程中,利用监测数据进行设计参数动态调整,优化施工参数,可及时有效反馈和指导施工。

方形高层建筑横风向层风力干扰特性

利用刚性模型测压试验研究受扰建筑层风力的干扰特性,研究了施扰建筑在不同位置时受扰建筑的横风向层风力沿高分布情况以及其干扰因子沿高分布情况,给出了并列和串列时的脉动层风力系数沿高分布拟合公式.结果显示,施扰建筑可能会使受扰建筑横风向平均层风力不再为零,横风向脉动层风力沿高分布情况及其干扰因子沿高分布情况与施扰建筑位置关系密切,脉动层风力干扰因子最大可达2.26.

高耸塔架横风向动力风效应

在现行的荷载规范、高耸结构设计规范以及能源部颁发的《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（ＳＤＧＪ９４－９０）中，对格构式塔架的横风向风振力均未作考虑。作者通过对气动弹性模型风洞试验和国外现场实测资料的分析，论证格构式塔架具有几乎与顺风向等同的横风向风振力，以期在设计中引起足够的重视，并且根据试验结果提出了横风向风振力的简化计算公式。

南水北调穿黄河隧洞爆破振动控制技术研究

针对南水北调东线穿黄河隧洞工程上方筑有黄河大堤,隧洞围岩地质构造发育,存在黄河水、孔隙水和岩溶裂隙水"三水连通"重大安全隐患的具体情况,分析了工程难点及主要安全问题,论证了爆破振动控制的可行性,并提出了加固洞周围岩,利用探洞作临空面,采用分部开挖法,控制单循环进尺和爆破振动监测等隧洞开挖时控制爆破振动的有效方法,成功的将爆破振动对黄河大堤及围岩的扰动控制在了安全允许范围内,可供同类工程参考。

钱塘江河口过江隧道河段最大冲刷深度的数值模拟

针对钱塘江河口水流泥沙运动及河床冲淤变化的实际情况,从平面二维非恒定水流运动方程、不平衡泥沙输移方程及河床变形方程出发,建立了钱塘江河口平面二维动床数学模型。以钱塘江河口的典型实测水流、泥沙及河床冲淤的实测资料对模型的潮位、流速、含沙量及河床冲淤变形进行了率定和验证计算。在此基础上开展了钱塘江河口过江隧道河段在极端洪水作用下河床最大冲刷深度的数值模拟,预测结果与动床物理模型及地质详勘的成果基本一致,进一步表明了动床数学模型的可靠性,预测成果可为过江隧道的合理埋设提供参考依据。

矩形超高层建筑横风向脉动风力,Ⅱ:数学模型

系列文章的第一部分总结了矩形截面高层建筑横风向脉动风力的基本特征。在此基础上,采用非线性最小二乘法,以风场类型及厚宽比为基本变量,对横风向脉动风力根方差系数、竖向相关系数以及功率谱密度进行拟合,得到横风向脉动风力的闭合求解公式。最后通过与试验结果的比较,验证了这些公式的精度。运用这些公式,可较为方便地计算矩形截面高层建筑的横风向脉动风力。

老窿残矿开采技术及安全管理措施

在调查、分析龙山金锑矿老窿残矿赋存特征和开采技术条件的基础上,结合矿山生产实际,采用脉外平巷加穿脉群开采技术,并对现场施工提出具体的安全措施和要求,确保安全、高效地回收老窿残矿。采矿试验研究证明:该项技术采矿效率高、回采作业安全性好、经济效益显著。可供类似矿山借鉴。