Non-contact monitoring and analysis system for tunnel surrounding rock deformation of underground engineering

It is very important to monitor surrounding rock deformation in tunnel construction. The principle, function, development and application of the system composed of a total station and computer for monitoring and analyzing surrounding rock deformation were discussed. The new methods of two free station of 3D measurement and its mathematic adjustment mode were presented. The development of software for total station on-board and post for computer were also described. Without centering it and measuring its height, the total station controlled by the software on-board can fulfill the whole measurements to target points. Monitoring data can be processed by the post software and results of regression analysis, forecasting information of the tunnel surrounding rock deformation can be provided in time. The practical use shows that this system is practicable, highly accurate and efficient. It satisfies the needs of safety and information construction in tunnel construction of underground engineering.

桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

深厚软土路堤变形及地基处理研究

以某公路工程软土地基处理为研究对象,提出了针对性地基处治方案,并利用Midas GTS NX有限元软件进行地基沉降数值模拟分析。分析结果表明:预应力管桩+固化土组成的复合地基能够有效减少地基沉降,固化土能够形成支撑平台,将路堤荷载通过预应力管桩传递到地下持力层,减少地表沉降;地表沉降随时间变化呈现出“前期快、中期缓、后期慢”的逐渐增大的变化趋势;减小桩间距、增大固化土厚度及弹性模量均能减少地表沉降,地表沉降值对弹性模量变化的敏感程度比桩间距及固化土厚度更小。

多台自动化全站仪联测系统在地铁保护监测中的实践

地铁保护区内大型基坑施工,对临近较长距离地铁隧道造成变形,使用多台自动化全站仪联测系统可监测该变形。实施方案是在独立工作的全站仪之间设置偏置棱镜、背靠背棱镜,偏置棱镜与设站点之间相对位置关系、背靠背的两个棱镜之间相对位置关系保持不变,此相对关系作为限制条件进行间接平差计算,从而将所有全站仪测量统一至同一坐标系下,实现多台全站仪联测。监测实例表明多台自动化全站仪联测系统稳定,能真实反映隧道变形。

齿轮轴3D综合弹性变形和齿向修形曲线的研究

本文根据典型实例进行计算分析,整理出大量数据和曲线,掌握了齿轮轴的整体变形状态并对弯、扭弹性变形作出定量分析,得出齿轮轴的“三维综合弹性变形曲线”,进而提出了“三维齿向理论修整曲线”。文中还分别给出了齿轮轴的弯曲变形量、扭转变形量、轴向压缩变形量、齿的弯曲变形量和轮齿啮合接触区局部弹性变形量等五种弹性变形量的对比数据。并在此基础上提出了“目标修形”(OM)的观点,为轮齿的合理修整提供了新的设想和依据.

耕地的弹性变形理论及实证研究

以耕地占补平衡制度实施为背景,引入弹性力学理论,探究了耕地的系统特征及其弹性变化理论,并以中国为例开展了实证。研究表明:(1)耕地系统的自组织特性决定了其弹性特征,并在不同应力条件下弹性变化具阶段性;(2)应用耕地弹性变形判别系数和判断规则对各省份分析后认为,浙江、福建、云南、贵州、陕西、北京、广东、广西等地维持长期耕地系统稳定性难度大,而新疆、内蒙古、黑龙江等后备资源丰富省区则可保持较高的系统稳定性;(3)2010年、2056年为我国耕地弹性变形阶段、塑性变形阶段和非稳定态变形阶段划分的时间节点。研究有助于警示我国应强化耕地资源量质保护和空间管制,促进社会经济和生态持续发展。

曲面钣金件伸长翻边数值与解析研究

采用弹塑性大变形有限元方法研究了几何形状和材料参数对“V”型零件翻边的影响;同时基于全量塑性理论及膜应变假定,推导了轴对称情况(管形件翻边)的解析计算模型,通过与有限元结果的比较,分析了解析模型的适用性.

地铁车站端头井围护结构施工状态的数值分析

针对某地铁车站端头井围护结构,采用弹性地基杆系有限元计算模型和荷载总量法理论,用通用程序ALGOR,分析计算车站端头井围护结构在基坑开挖、回筑阶段每一工况的内力和变形,计算结果显示:①开挖阶段,围护结构最大变形发生在开挖面附近,支撑轴力随基坑开挖深度增加而增大;②回筑阶段,围护结构变形变化较小,随着支撑拆除,剩余支撑轴力逐步增大;③在围护结构施工过程中,其开挖侧最大弯矩出现在开挖阶段,迎土侧最大弯矩出现在回筑阶段,各道支撑最大轴力出现在回筑阶段。

模数式伸缩装置压缩控制弹簧性能控制指标的试验研究

压缩控制弹簧是模数式伸缩装置中位移控制系统的重要弹性元件,其主要作用是当伸缩装置两端发生位移时,通过压缩控制弹簧中聚氨酯的压缩弹性变形,调整中梁的间距,使伸缩缝的间隙均匀。文章探讨了压缩控制弹簧性能控制指标和检测方法,进行了试验样品的试验研究,对压缩控制弹簧的冲击弹性、压缩刚度、全位移压缩变形等性能控制指标提出了一些建议。

机电引信滚动轴承外圈局部磨损间隙故障建模方法

针对机电引信滚动轴承外圈局部磨损间隙故障模型中,将轴承外圈磨损间隙深度作为接触变形量不符合实际情况的问题,提出利用外圈故障轴承接触变形量的判定条件及表达式为基础进行建模的方法。该方法利用滚动轴承外圈局部磨损间隙的结构特征,给出了故障轴承的准确接触变形量及轴承力的计算方法,得到了滚动轴承外圈局部磨损故障模型的解析式,在此基础上对故障模型解析式进行解析仿真。仿真对比结果表明,该模型能够准确有效地反映出轴承外圈磨损故障后,故障轴承转子系统在不同转速下运动稳定性降低的程度,为设计提供一定的理论基础。

“软脉1号”制剂对小鼠动脉钙化的预防作用

背景:原儿茶醛对引起动脉钙化的氧化应激、炎症、钙离子失衡等机制有作用,维生素E对引起动脉钙化氧化应激、免疫紊乱、炎症、血脂异常等机制也有作用,"软脉1号"制剂由原儿茶醛与维生素E两药组成。目的:用超生理剂量维生素D3联合高脂乳剂建立小鼠动脉钙化模型,探讨"软脉1号"制剂对小鼠动脉钙化的预防作用。方法:清洁级KM小鼠40只,随机摸球法均分为正常对照组、模型组、普伐他汀钠组和"软脉1号"制剂组,后3组建立小鼠动脉钙化模型,然后分别给药干预。实验6周后眼球取血处死小鼠,制作胸主动脉苏木精-伊红染色病理切片,观察胸主动脉、血脂、红细胞和血红蛋白的变化。结果与结论:模型组可见胸主动脉有大量黑色钙质沉积于中层弹性纤维中,波浪状的弹性纤维已无法辨清,间距扩大甚至断裂,部分平滑肌细胞坏死消失,内外弹性膜结构不完整,血清总胆固醇、高密度脂蛋白升高(P<0.05),血红蛋白、平均红细胞血红蛋白含量降低(P<0.05)。普伐他汀钠组胸主动脉血管病变无明显改善,总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、血红蛋白、平均红细胞血红蛋白、红细胞数较模型组均无显著性意义。"软脉1号"制剂组小鼠胸主动脉血管病变明显减轻,黑色钙质在弹性纤维中沉积较少,内弹性膜与中层弹性纤维均呈粉染、清晰,弹性纤维间距减少,可见呈波浪状的弹性纤维,内外弹性膜的结构比较完整。与模型组比较,"软脉1号"制剂组总胆固醇下降(P<0.05),血红蛋白、平均红细胞血红蛋白含量升高(P<0.05),其他指标均无统计学意义。说明"软脉1号"制剂对超生理剂量维生素D3联合高脂乳剂造成的小鼠血管钙化具有预防作用。

全站仪在住宅工程施工中的应用

结合高层住宅建筑实例,分析了全站仪的常见功能和使用方法,为全站仪的应用提供技术依据.

单向收进超高层结构施工期水平变形实测研究

为研究单向收进超高层结构在施工阶段的水平变形规律,针对单向收进的超高层结构进行施工阶段结构水平变形实测。结果表明,结构在58层以上的水平位移突然增大,在收进处水平变形方向发生突变;收进处71M层核心筒水平位移方向与结构收进方向一致,核心筒平均水平位移最大值为72.18mm(向东)和66.36 mm(向北);外框柱的水平位移方向与结构收进方向相反,水平位移最大值约为76.81mm(向东)和69.22mm(向南);根据测点的水平位移变化趋势,单向收进超高层结构在施工阶段的水平变形方向与核心筒收进方向一致。

铝板带断后伸长率与断裂总伸长率差异验证

分别从理论和试验两方面论证了断后伸长率与断裂总伸长率的不同,为更好地理解断后伸长率与断裂总伸长率提供了帮助。

某构筑物主体形变量测量方法与计算

大型构筑物主体结构的形变测量具有重要理论意义和实用价值。某构筑物主体经过基础沉降测量表明该构筑物存在明显不均匀沉降现象,造成结构主体一定程度倾斜变形。为此,我们采用高精度全站仪极坐标观测技术对该构筑物主体进行了长达6年的形变量跟踪观测与分析。本文给出了构筑物主体形变测量的原理与方法,并推导了形变矢量和整体倾斜角相应的计算公式,通过多项式拟合方法对形变量进行数学建模、分析总结形变规律并预测形变发展趋势。最后,利用对某构筑物2000年至2005年的形变监测数据做了形变规律分析,得出了有益的结论。

气膜钢筋混凝土结构施工过程有限元模拟研究

混凝土喷射过程中结构变形的准确预测和有效控制是决定气膜钢筋混凝土结构施工技术应用的前提。采用结合分层壳单元的多步骤非线性阶段施工有限元分析方法,考虑施工过程中混凝土龄期的增长及结构荷载、结构截面组成不断变化的复杂动态过程,对大海则气膜钢筋混凝土壳的混凝土喷射过程进行模拟。结果表明,随着施工过程的进行,结构变形趋势分为整体下沉、下部结构下沉的同时上部结构抬升、再次整体下沉3个阶段;在曲壁段首层混凝土喷射时出现几处局部变形突变;施工过程中膜应力下降值在膜初始应力的25%以内。施工变形随膜材、聚氨酯和早期混凝土弹性模量的增加有不同程度的减小;通过减小首层混凝土的喷射厚度和每次喷射范围,能有效减小施工变形。

钢索扭矩沉降槽钢索预应力施加的结果分析

钢丝绳作为一种普通的机械零件产品,在工农业生产中有着广泛的应用,如提升及紧固的场合等。本文分析了钢丝绳在氧化铝厂‘钢索扭矩沉降槽’设备中的应用,通过对钢丝绳结构伸长(永久变形)和弹性变形的分析和研究得出了钢丝绳在承受一般恒力下所表现出的固有特征和规律,同时也提出对钢丝绳所承受各种各样变载下的结构伸长和弹性伸长,还应作进一步的研究和探索。

钢管混凝土拱桥吊装施工拱肋控制点预抬高值计算

对钢管混凝土拱桥吊装施工拱肋控制点的预抬高值分两部分进行考虑:一部分由刚体位移引起,一部分为拱肋弹性变形产生,两部分之和为实际的预抬高值。计算结果与有限元结果进行了比较,结果表明拱肋弹性变形可以达到刚体位移的量级,随着钢管混凝土拱桥跨度的增加,仍将拱肋简单的假定为刚体会带来不可接受的误差。

上海地区不同强度参数对基坑围护结构变形和内力的影响

为研究上海地区不同强度参数对基坑围护结构变形和内力的影响,在ABAQUS中建立平面竖向弹性地基梁法模型,根据上海地区4种典型基坑概化模型和上海195个工程勘察报告和文献试验数据统计的典型土层强度参数,研究了每类基坑概化模型中不同强度参数对围护结构的最大水土压力、变形(最大位移)、内力(最大剪力、最大弯矩)以及支撑轴力的影响。结果表明:采用三轴固结不排水(CU)有效应力强度参数得到的围护结构变形和内力结果最小;采用十字板不排水抗剪强度计算的结果相比有效应力强度参数结果无明显规律;直剪固结快剪和CU总应力强度参数计算得到的结果较为接近,相比于有效应力强度参数结果,最大位移增量约为6%,最大水土压力增量为4%~5%,最大弯矩和剪力增量为7%~8%;总体来看,目前上海基坑规范采用固结快剪总应力强度参数进行围护结构设计相比采用有效应力强度参数偏安全。

TCA2003全站仪在拉西瓦水电站工程中的应用

TCA2003全站仪是近几年问世的测量机器人。利用它对大中型水电站施工控制网、变形监测网进行外业观测,具有精度高、功效高、所获取的数据准确可靠等优点。在拉西瓦水电站施工测量控制网及其变形监测网施测过程中使用TCA2003全站仪的经验和同行进行交流。