富水岩溶隧道掌子面安全岩柱厚度研究

富水岩溶隧道施工时掌子面前方的安全岩柱对保障隧道的安全施工至关重要。为了计算出较为合理的隧道掌子面安全岩柱厚度,以华丽高速营盘山隧道为依托,基于塑性区贯通准则及位移突变准则,建立三维流固耦合数值模型,分别对不同埋深、溶洞内水压力及开挖方法下的掌子面安全岩柱厚度进行了研究,并给出掌子面安全岩柱厚度的区间。结果表明：隧道安全岩柱厚度随隧道埋深及掌子面前方溶洞内水压增加而增大;隧道一次开挖洞径越小,支护越及时,安全岩柱厚度越小;最小安全岩柱厚度区间随隧道埋深增加而增大,但随掌子面前方溶洞内水压增大而减小。采用CRD法开挖时,掌子面安全岩柱厚度及安全岩柱厚度区间均最小,对岩溶隧道掌子面的稳定性也最好。     

基于新意法理念的连拱隧道设计施工优化

通过采用三维地质建模技术建立乌龙山隧道的三维地质模型,基于新意法的核心理念通过FLAC3D程序对乌龙山隧道中导洞的全断面开挖过程进行了仿真分析,研究表明：在洞口超前管棚作用范围之内,全断面开挖时可无需对掌子面进行预加固;在管棚作用范围之外,通过对掌子面预加固后的不同工况模拟分析,得出玻璃纤维筋可以有效控制顶拱沉降以及减小掌子面挤出位移,用玻璃纤维筋加固掌子面后,顶拱沉降减少约40%,掌子面挤出变形减少约70%,极大的提高了掌子面的安全系数可实现每循环最大进尺三榀钢架（1.8m）的全断面快速开挖,并提出以不同搭接长度对应的掌子面挤出位移的曲线拐点来确定玻璃纤维筋的最小搭接长度。研究结果可为五级围岩的小断面隧道快速开挖提供借鉴。     

地铁浅埋隧道爆破振动效应试验与数值模拟研究

以新疆乌鲁木齐市地铁1号线东线隧道中营工-小西沟区间段为工程背景,对地铁浅埋隧道爆破振动进行了多次监测试验,发现地铁浅埋隧道地表掌子面前后16 m监测范围内存在空洞效应现象,随着与掌子面距离由小变大,空洞效应现象出现先增强后减弱的趋势直至最后消失;运用LS-DYNA程序,采用拉格朗日算法和完全重启动相结合的方法对地铁浅埋隧道爆破振动进行数值模拟,也得出了地铁浅埋隧道地表掌子面前后存在空洞效应现象的结论,空洞效应现象存在的区域为掌子面两侧10 m范围内,空洞效应现象在掌子面两侧6 m处最为显著.通过将掏槽孔装药一次爆破调整为多分段爆破,减小了掏槽孔单段起爆药量,降低了掏槽孔爆破产生的地表振动效应.      

大断面隧道瓦斯涌出位置对瓦斯分布的影响规律

大断面瓦斯隧道掌子面上不同的涌出位置对隧道内的瓦斯扩散分布规律影响较大。基于何家坡大断面隧道穿越一定交角煤层的工程背景,采用计算流体动力学软件Fluent模拟了5个不同涌出位置的瓦斯在隧道内的扩散分布规律。研究结果表明：大断面隧道掌子面可划分为3个主要的瓦斯涌出区域,即风筒对侧左下部分(区域Ⅰ)、靠近风筒侧右上部分(区域Ⅲ)和中间部分(区域Ⅱ);瓦斯自掌子面涌出后向洞口扩散的过程依次可以概括为瓦斯聚集、瓦斯扩散与瓦斯稳定分布3个阶段;区域Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ涌出的瓦斯分别在0.4H、0.8H与1.3H范围内聚集,并分别在1.2H、1.4H与1.9H范围内扩散,最终分别在1.2H、1.4H与1.9H范围以外稳定分布于拱顶稍偏向风筒对侧,其中,H为隧道的高度。在此基础上,对隧道内瓦斯监测传感器的布局提出了优化方案,可为瓦斯隧道施工中的瓦斯监测及传感器布置提供一定的理论借鉴。     

埋深对TBM法掘进隧道应力变形的影响

为了研究不同隧道埋深对围岩应力变形和塑性区发展趋势的影响,对TBM法掘进隧道时的围岩稳定性进行有限元数值分析,分析不同埋深条件对围岩应力变形和塑性区发展趋势的影响。计算结果表明,随着埋深的增加,应力、位移、塑性区、发生岩爆的几率都有不同程度的增加。地应力以构造应力为主,洞周不存在拉应力区,塑性区呈环状分布。当埋深较大时,进行管片收敛变形计算时采用MC准则要优于DP准则,当侧压系数增大时,管片应力变形有不同程度的增加。掌子面附近管片收敛较小,往洞口方向收敛变形值逐渐增大,在距掌子面500 m之外的管片收敛变形趋于稳定。     

大跨软岩隧道开挖围岩稳定性研究

采用ABAQUS软件,建立某大跨软弱围岩隧道的三维模型。结合监控测量数据,研究了隧道开挖扰动区域的时空分布特征。结果表明,拱顶下沉计算值与实测值随时间的变化规律基本一致,均在20d时趋于稳定。隧道开挖卸荷扰动影响范围在掌子面前方约1．2倍洞跨,掌子面后方拱顶沉降最终稳定时距掌子面距离约为1．5倍洞跨。     

高海拔隧道施工氧含量变化及供氧方法

论文针对高海拔隧道低压缺氧威胁施工安全的问题,基于氧气质量守恒和等效气管氧分压两种方法分析了高海拔隧道施工供氧标准,并在海拔4232m的雀儿山隧道开展洞口与掌子面温度、气压和氧含量长期监测。结果表明：实测洞口氧气密度比理论分析低4.93%,而实测气管氧分压比理论分析低0.6%,等效气管氧分压方法更适用于高海拔缺氧程度预测。洞口与掌子面温度和大气压力呈夏季高、冬季低的季节性波动,隧道掘进1500m以后,在保证良好通风条件下,掌子面比洞口气管气氧分压平均低0.46kPa,随着推进距离继续增大,气管氧分压降低不明显。现场测试发现弥散式供氧方法能够有效增加施工区域的氧气含量,但供氧需求量大,施工建议采取弥散式供氧、个人携氧与移动式吸氧车供氧相结合的方式,保障隧道施工人员的氧气需求。     

渗透力对新奥法隧道掌子面稳定性的影响

因实际掌子面没有支护力,用支护力反映新奥法隧道掌子面稳定性存在缺陷,为此,提出用虚拟支护力表示。在分析渗流场基础上,结合强度折减法和极限分析上限法,推导存在渗透力的掌子面稳定安全系数公式,并应用于实际隧道工程;分析水位高度、帷幕注浆长度等参数对渗透力与掌子面稳定性影响的规律;最后对孔隙水压力与渗透力进行计算。研究结果表明:随着水位升高,单位平均渗透力增大,掌子面安全系数呈负指数降低;若仅考虑水平渗透力而忽略竖向渗透力,则所得结果偏不安全;帷幕注浆的安全系数比无注浆时的高,但渗透力比无注浆的大;随着掌子面前方帷幕注浆长度增加,水平渗透力减小,而竖向渗透力增加,安全系数略微减小;减小台阶开挖高度,可以提高掌子面的稳定性;随着黏聚力和内摩擦角增大,掌子面稳定安全系数提高,但增加梯度减小。     

超大断面隧道工法转换过渡段最优长度

隧道掘进过程中掌子面围岩状况不停变化,通常情况下针对不同围岩级别,采用不同的开挖工法,不同开挖方式对应的不同支护体系有着不同的受力模式,因此工法转换处围岩-支护体系复杂.以京沪高速济南连接线工程龙鼎隧道为背景,结合现场实测及数值模拟的方法研究施工方法由中隔墙(center diagram,CD)法施工转换为台阶法施工时结构内力及围岩应力状态的变化,研究最优的工法转换时机,确定工法转换过渡段最优长度,并在实际工程中验证.在工程所出现的围岩由Ⅳ2级突变为Ⅲ2级的情况下,超大断面隧道由CD法转换为台阶法设置10 m的过渡段是合理的.过渡段的设置有效减小了拱顶沉降,优化了支护与围岩受力状态,有利于围岩及支护结构稳定;并且可以最大程度保证工程进度.     

强震区隧洞洞口段地震响应数值模拟研究

假定地震波为垂直入射的弹性平面波,探讨隧洞洞口段平面波输入方法;基于拉、压条件下混凝土不同的损伤演化过程,建立适于编程的混凝土衬砌弹性动力损伤本构模型;针对地震作用下衬砌与围岩相互作用特点,建立衬砌与围岩联合承载分析模型;以处于强震区的滇中引水隧洞某出口段为实例,分析平面P波和SH波同时作用下洞口段的地震响应特性。研究结果表明:衬砌各部位位移与地震波的振动方向有关,峰值位移随着与洞口距离增大而减小,并在48 m处趋于稳定;在地震作用下,衬砌的损伤破坏以拉损为主,损伤系数随时间逐渐增大;衬砌中脱开区、滑移区的分布与其震损较严重区域的分布基本一致,主要分布于距洞口21 m之内的拱肩、拱腰和拱脚部位。     

大型天线防腐技术

大型天线广泛地应用在航空航天、深空探测、广播通信等领域，成为信息传递必不可少的设备。其多采用金属材料制造，因此在长期的室外工作环境下，极易发生腐蚀。金属材料的腐蚀将严重影响天线的性能和外观，甚至会产生人员与设备的安全问题。本文结合实际情况通过分析天线腐蚀的必要性、腐蚀机理和影响因素，结合实际情况为天线的防腐提供了优化材料、结构、加工工艺设计、喷镀金属涂层防护、涂料涂装防护、运输安装过程的防护、已损坏防护层的修复等方法，实现天线的长效防腐。     

大型集装箱船的操纵性能

大型集装箱船是远洋货物运输重要的运载工具，对其操纵性能的了解直接关系到运输效率及航行安全．通过对大型集装箱船的船型、侧推器、风压力、旋回性、加速、减速及停船性能的分析，并在船型、风压力和旋回性上与大型油船、散货船进行比较，总结出大型集装箱船具有旋回性较差、舵力和舵力转船力矩较大、风压差较大、船速较高、倒车停船性能较好等操纵特点．根据这些特点，在进出港的操纵过程中，为了减小下风漂移，可适当提高船速，在接近码头过程中适时进行倒车减速或用拖船协助减速．实践表明，这些策略对实际操纵具有指导意义．     

用大孔出流理论解决大中型盘类铸件浇注系统设计问题

通过对电线电缆设备中的各类大、中型绞盘类铸件的浇注系统的研究，分析了用传统的阿暂公式计算此类铸件的浇注系统，致使铸件易产生浇不足、冷隔、夹砂、粘砂等铸造缺陷的原因介绍了用大孔出流理论设计绞盘类铸件的浇注系统的方法，考虑了浇口比这一影响因素，可有效防止上述缺陷，使铸件的废品率降低，质量提高     

负泊松比锚索超大断面隧道围岩大变形控制体系

为解决传统吸能锚索不能解决超大断面隧道软弱围岩隧道大变形的问题,首次提出将NPR锚网索支护体系应用于超大断面隧道支护措施中。本文依托侨城东路隧道东线标准段为工程背景,通过实地勘察,室内试验和理论分析的方法,从围岩岩性,物理力学特性以及水文地质条件方面,揭示了侨城东路隧道围岩大变形机理;通过室内试验得到NPR锚索物理力学特性并构建本构模型;再利用Rhino软件建立隧道以及初期支护模型、FLAC3D软件进行模拟计算,对比分析无锚索、PR锚索、不同排距NPR锚索4种方案围岩应力、位移、变形破坏规律。基于以上研究成果,进行室内相似比物理模型试验进行对比验证。结果表明,NPR 锚网索支护体系相比普通锚网索支护能够有效的控制超大断面隧道软弱围岩大变形,不仅为侨城东路北延通道工程的施工及初期支护提供了数据支撑,也为类似条件隧道的围岩变形控制奠定了理论基础。     

Preface- Small particles, large impact

<正>Wuzong Zhou is Professor of Chemistry at the University of St Andrews. He obtained his BSc in 1982 (Fudan University, Shanghai) and his PhD in 1988 (University of Cambridge) under the supervision of Professor Sir John M. Thomas and Dr. David A. Jefferson. He then pursued his research in Cambridge for 11 years as a Research Assistant, Research Associate, Research Fellow of Queens’ College (1987-1990) and Assistant Director of Research (1993-1998).     

大型GPS控制网的布设技术实践

结合某市国土C级GPS控制网的建设项目,针对项目同时提交的2000和1980坐标成果要求,阐述了项目建设的技术思路和布设方案,以及观测和数据处理的方法,体现出GPS在控制测量中的优势,探讨了GPS网的建立与适用性问题,提出了针对大型GPS控制网的布设技术的指导性建议.     

大规模矩阵计算的研究

大规模矩阵特征计算问题和线性方程组计算问题来源于大量的应用科学和工程，其数值求解的方法和理论研究是一个重大课题，总结了作者几年来在该领域中的主要理论结果和开发的算法，它们对该领域的发展有着重要的影响，为实际问题的解决提供了强有力的工具。