地震作用下海底隧道衬砌结构动力研究

为了研究地震作用下隧道衬砌结构的动力响应,本文将海底断裂破碎带中的隧道复合衬砌结构作为研究对象,定义隧道围岩为多孔连续介质、海底隧道衬砌结构为弹性混凝土材料,考虑粘弹性人工边界、围岩与岩体孔隙水之间的流-固耦合作用,利用有限元软件ADINA,模拟分析了在地震的作用下,多孔介质渗流场与地震应力场的耦合作用对于隧道衬砌结构的影响。计算结果表明:衬砌结构材料的抗剪强度是隧道结构安全的控制性因素,初衬结构边界位置的位移、速度和加速度的动力响应更大。     

不同地震动输入下山岭隧道洞口段抗震性能研究

为研究不同方向地震动输入下山岭隧道洞口段的抗震性能,通过建立有限元数值模型分析隧道洞口段的动力响应特征及二次衬砌的安全性能。结果表明:最大位移在Y向地震动输入时最大,Z向次之,X向最小,最大值出现在拱顶处,最大加速度和最大主应力在X向最大,Y向次之,Z向最小;在不同地震动输入下,隧道洞口处最大主应力变化幅度最大,说明隧道洞口段受地震影响较大,是抗震的薄弱环节;隧道洞口段各部位的轴力分布较均匀,整个隧道处于受拉状态,安全系数满足规范要求,但在拱顶和左、右拱脚处安全系数已接近限值,需要在隧道施工中采取一定的加固措施,以保证隧道的稳定性。     

茶镇隧道二次衬砌施作时机的确定

针对隧道工程二次衬砌施作时机的问题,依托茶镇隧道工程,选取4个断面为研究对象,对拱顶沉降、支抗内力的监测数据利用MATLAB进行回归分析,分别依据"变形速率准则"、"极限位移准则"、"支护抗力最小"的原则,确定应用不同准则下二次衬砌施作时机,并通过对比分析,确定最佳支护时机.研究结果表明:拱顶有效应力能够替代支护抗力研究隧道衬砌;二次衬砌最佳支护时机建议取初期支护后21~23d,距掌子面距离47~54m.     

龙塘隧道出口段二次衬砌开裂原因探究

针对复杂地质条件隧道二衬结构在多因素作用下的开裂损伤,以龙塘隧道左洞二衬开裂为研究背景,通过分析左洞ZK58+795断面的变形监测数据并进行有限元数值模拟,结合理论与实测数据得到如下结论:隧道左洞围岩塑性圈厚度约2m,左洞二次衬砌所受的最大弯矩(1.159 73tonf·m)(1tonf=10kN)出现于拱顶位置,最大轴力(1 118.690tonf)出现于左侧拱腰.出洞口段地形和地质条件的不对称使得支护结构在偏压荷载作用下产生局部应力集中,致使衬砌实际应力超过允许强度,是隧道衬砌开裂的主因,而施工过程中混凝土捣实质量欠缺与后期保养不力也为开裂提供了生长条件,最终造成龙塘隧道左洞二衬混凝土受拉屈服破坏.     

采空区长期变形对桑掌隧道影响的数值模拟研究

【目的】桑掌隧道穿越阳泉二矿采空区上覆岩层，由于采空区长期变形的影响，隧道的安全运营受到威胁。为确保隧道的安全性，必须准确预测采空区长期变形对隧道的影响。【方法】采用数值模拟方法建立桑掌隧道及围岩的小尺度模型，通过施加位移场的方式，模拟采空区对该隧道及围岩的长期变形影响。【结果】结果表明，在采空区长期变形的作用下，围岩塑性区逐渐增大，隧道围岩的破坏主要集中在隧道两端洞口处，隧道洞口处的围岩处于欠稳定状态；隧道在采空区长期变形的影响下，围岩位移逐年增加，但整体增长速率逐年减少，位移最大值为257.79 mm。【结论】为确保桑掌隧道安全运营，应密切关注采空区长期变形对围岩和衬砌的影响，并采取措施确保隧道稳定，计算结果可为桑掌隧道施工和变形处置提供技术参考。     

方家湾衬砌黄土隧道围岩结构地震动稳定性分析

为了得到天平铁路段方家湾黄土隧道在地震作用下的安全系数,在现有文献基础上,借助有限元软件和强度折减法将时程分析应用于隧道结构的地震动稳定性分析,从而获得隧道结构的动力安全系数.通过数值算例,考虑隧道衬砌结构的弹塑性本构关系,利用动力有限元静力强度折减法对有衬砌黄土隧道进行地震动稳定性分析,结合天平铁路土建一标段方家湾隧道工程,对该黄土隧道进行动力稳定性分析,定量估计天平铁路部分黄土隧道地震动的安全储备情况.为以后黄土隧道围岩结构在地震作用下安全系数的计算及其工程应用提供了理论依据.     

带加强层的框架——核心筒结构工作性能分析

探讨了带加强层的框架——核心筒结构的工作机理,通过对加强层不同结构布置方案进行对比分析,得出其在水平地震作用下结构周期、位移及内力变化的规律.并对高层建筑结构中加强层的设计提出一些参考意见.     

隧道围岩与支护结构间的相互作用

结合某高速公路隧道施工,利用黏弹性理论,对隧道-初期支护与二次衬砌之间的相互作用进行了研究,并对载荷释放与围岩-支护结构受力进行了计算分析.首先,利用线性黏弹性理论,导出了圆形隧道施工中隧道-初期支护和二次衬砌中应力和位移解析表达式.然后,利用变形协调条件,导出了隧道-初期支护和二次衬砌间相互作用力和释放荷载分担系数.结果表明,若将流体模型模拟围岩,二次衬砌要承担所有围岩压力,若用固体模型模拟围岩,二次衬砌只要承担部分围岩压力.最后,将围岩视为Poyting-Thomson三参数固体,二次衬砌视为弹性体,对载荷释放与围岩-支护结构的变形与受力进行了计算分析,给出了不同荷载分担比下二次衬砌的变形与受力,为隧道施工与设计提供参考.     

家竹箐隧道弹粘塑性有限元分析

采用弹粘塑性有限元分析方法模拟了家竹箐隧道施工全过程,确定了各施工阶段沿壁位移,围岩塑性区范围,支护和补砌的应力和内力,从而评估了既有隧道的结构安全度和达到稳定状态所需要的时间。     

小净距公路隧道仰拱设置的研究

利用数值模拟,对不同围岩等级下的仰拱设置进行了研究,结果表明在小净距隧道边墙下部为整体性好的Ⅲ级围岩时,不设置仰拱对围岩的稳定性和初衬、二衬的受力影响并不大,因此可以取消仰拱的设置,简化设计与施工.     

无限弹性平面中孔附近的偶合热动应力分布

尽管在一个无限弹性介质中一维腔体的偶合热动应力问题已经解决,但是任意形腔体附近的二维热应力问题目前尚未解决.研究了在一个无限弹性平面中任意形腔体在稳态谐和温度场T=T0eiwt作用下的热动应力问题,求得了用Hankle函数表示的问题的解析解.并给出圆腔及椭圆腔相应的数值结果.     

一种新型自适应粒子群优化粒子滤波算法及应用

基于粒子群优化的粒子滤波算法精度不高,运算复杂度大,难以在实际工程中应用. 为此,文中提出一种新型邻域自适应调整的动态粒子群优化粒子滤波算法. 该算法考虑了粒子的邻域信息,利用多样性因子、邻域扩展因子和邻域限制因子共同对粒子的邻域粒子数量进行自适应调整,控制粒子对邻域的影响,减轻局部最优现象,达到收敛速度和寻优能力的最佳平衡. 利用UNGM模型、目标跟踪模型以及故障检测模型对算法的性能进行仿真测试,结果表明：该算法与PSO-PF相比提高了精度和运算速度,具有实际工程应用价值.     

非稳态温度场中孔附近的动热应力集中

研究了非稳态温度场中任意形腔体附近的热动应力分布.通过Laplace变换获得了用Hankle函数表示的解析解,再通过Laplace逆变换给出了圆腔及椭圆腔附近的DTSDC的数值计算结果.     

非线性不确定系统的鲁棒自适应Backstepping控制

针对一类有界扰动不确定非线性系统,讨论了鲁棒自适应ε输出跟踪问题．利用Backstepping方法和鲁棒控制技术,对存在未知参数和动态不确定性的非线性系统设计了一种自适应输出反馈控制器．基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅保证闭环系统状态全局一致有界,而且使系统的跟踪误差收敛到一个很小的邻域内．仿真结果表明了所设计方法的有效性．     

西安地铁盾构施工引起地表沉降规律分析

结合黄土地区的特殊性对西安地铁施工引起的地表沉降影响因素进行了初步探讨,根据有关勘测资料,采用三维数值模拟软件FLAC3D对盾构推进过程进行了模拟,以西安地铁二号线工程为背景,对开挖引起的地表沉降规律进行了研究.分析了隧道纵向沉降分布规律、黄土特性对盾构法施工中地表沉降的影响、地表沉降与黄土层覆土厚度的关系以及黄土特性对盾构法施工中土体变形的影响,从而得出了黄土地区地表沉降的一般规律.     

斜交框架地道桥的力学特性

运用ANSYS有限元分析软件,采用板壳有限元模型进行空间分析．提出了斜交框架地道桥在垂直跨度与垂直宽度不变的情况下顶板钝角处、锐角处负弯矩及桥跨中心线的中点正处弯矩随斜交角度的变化规律;同时还提出了Winkler地基上的斜交框架地道桥在不同地基条件下对顶板及底板内力的影响,所得结论对地道桥的设计思路有一定的参考价值．     

铁路隧道在高地应力作用下的有限元分析

针对设计为两座单线的隧道,其围岩主要为V级围岩,地下水类型以基岩裂隙水为主.通过采用弹塑性理论及ANSYS有限元分析方法,对实际工程铁路隧道开挖及初期支护过程进行三台阶开挖下的三维仿真模拟分析,并对软岩隧道的初期支护施工的优化提供了改进方案.对比模拟数据与各断面实际量测数据,均在15天左右趋于稳定,结果证明该模型的建立是可行的.所得结果对隧道初期支护施工有一定的参考.     

基于剪枝优化的多变邻域节能调度算法

为了提高异构计算机系统中任务调度的节能水平,提出了融合剪枝优化的多变邻域节能调度算法。算法构建处理机约束和时间约束两个邻域结构,借助处理机约束邻域减少冗余处理机量,从而降低整体能耗;利用时间约束邻域有效缩减关键路径长度,实现了任务调度对时间的要求。提出了基于时间和能耗的剪枝优化策略,以提高局部寻优效率。通过仿真实验和实际问题求解对比可知,所提算法在不同问题规模、处理机量和通信比下,都取得了较好的节能效果。     

可控硅弧焊整流电源的动特性

本文研究了可控硅整流弧焊电源的动特性,并据此作了改进。改进后的可控硅电源可控制短路过渡时的电流上升速度小于30A/msec,在再引弧发生前电流瞬时下降50～150A。