冻结技术在基础及地下工程中的应用

本文主要介绍冻结技术在凿井、隧道、地铁和基础等工程中的应用情况及可能采用的方案,分析了冻结技术在上述工程应用中可能出现的问题及解决的对策,特别是对基坑施工,提出了分段曲面冻结方案,并给出了平坦及分段曲面冻结壁计算方法。     

联络通道BIM 4D施工模拟与冻结温度场数值分析

为进一步加快冻结施工信息化应用,以北京地铁17号线区间联络通道冻结工程为背景,通过建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技术对联络通道进行三维可视化设计,建立4D施工进度模型进行实时模拟施工与输出工艺动画;利用有限元软件ABAQUS对冻结温度场进行数值模拟,与现场实测温度对比分析温度场变化规律。结果表明：BIM 4D模拟可以对施工全过程进行动态控制,实现进度计划三维可视化;冻结壁厚度达到设计值以上,验证BIM技术冻结质量控制的可靠性;数值模拟计算温度结果与现场实测温度数据值基于一致,证明数值模拟分析冻结温度场的可行性。     

冻结法凿井二维轴对称温度场有限元分析

一、前言 冻结法凿井是在含水层中开凿井筒的一种特殊方法。其实质是在待凿井筒的周围予先打一圈钻孔,安上冻结管,使低温盐水在其中循环,逐渐冷却岩层,造成一定厚度的冻结壁,以抵抗水土压力并阻止流砂涌入,然后开凿井筒。我国自1955年采用冻结法凿井以来,已在复杂的水文地质条件下建成了一百多个井筒,积累了许多经验。今后冻结法凿井仍然是建井工程中治服流砂和裂隙岩层水的主要手段之一[1]。     

冻结距离对温度场影响的灵敏度分析

人工冻结法凿井中冻结距离对冻结壁温度场的影响范围和影响程度一直未有明确的结论,在冻结工程实测数据的基础上,通过建立附加动量BP网络的灵敏度计算模型,分析得出了不同冻结时间段下不同冻结深度的黏土层和砂层的冻结距离对温度场的影响定量分析结果,对于进一步辨识多圈管冻结壁温度场的计算模型、进行多圈管冻结设计参数的合理选取等具有一定的参考价值。     

软岩冻结凿井井帮稳定性影响因素敏感性分析

西部软岩冻结凿井施工设计主要参照中东部冻结凿井施工经验,造成掘砌段高、冻结强度等关键参数设计无可靠依据。为此,通过对冻结软岩围岩径向变形主要影响因素进行辨识,并充分考虑影响因素之间的内在关联性和实际工程状况,根据正交试验理论设计了4因素4水平正交试验方案;根据中砂岩强度参数与冻结温度的相关性,通过fish编程对数值模型进行参数赋值;经过模拟分析,确定最大径向位移点出现在2.13h/3处,采用2h/3处径向位移为评价指标,经极差分析,掘砌段高对径向变形影响最大,且段高超过4.0 m后影响显著,最后经补充实验方案模拟分析,结果表明,掘砌段高影响最大,为22.7%,而冻结强度为-24.0℃时,增加冻结强度对控制冻结变形并不明显。分析结论对冻结凿井施工中冻结温度的确定和掘砌段高设置具有重要应用价值。     

建筑信息模型(BIM)在地震工程领域的研究进展

建筑信息模型(Building Information Model,BIM)借助它自身的可视化、模拟化获取建筑物全部信息的优势,在土木工程各领域进行了很多的尝试和应用。随着城市经济的高速发展,城市地震灾害损失越来越严重。因此,基于建筑信息模型(BIM)在地震工程领域的应用,近年来逐渐成为研究热点。本文综述建筑信息模型(BIM)在地震工程领域中的应用,从与BIM技术相结合的建筑的震后损失评估、对老旧建筑的翻新加固、以及新旧建筑的抗震验算和非线性有限元分析等几方面,对国内外的研究现状进行分析,为建筑结构在地震工程领域的深入研究及应用提出一些建议,并讨论其优势、不足与展望。     

有限变形理论的深厚冲积层冻结壁变形特性分析

冻结壁的变形及其影响因素是冻结凿井工程,特别是深厚冲积层冻结法凿井工程中急需研究解决的技术课题。基于有限变形理论,利用冻土有限变形本构关系及其蠕变参数,对深厚冲积层(超过400m)冻结壁进行了有限元分析,表明冻结壁井帮径向位移在段高内的分布是不均匀的,一般是上下小、中间大,并且冻结壁内部径向位移比井帮径向位移小;得出了冻结壁井帮的最大径向位移与冻结壁厚度、冲积层厚度、开挖段高、开挖段井帮暴露时间和井筒开挖半径关系表达式,并得到了现场实测验证。     

我国深立井冻结法凿井安全现状与思考

在收集大量相关文献基础上,深入分析了我国中东部和西部地区水文与工程地质特点和采用人工冻结凿井法施工深立井的安全现状及存在问题,认为对于中、东部地区,深冻结井冻结管断裂、井筒破坏、冻结壁冻融后井筒出水、井筒连接硐室失稳破坏等是威胁冻结井筒安全的主要危险源;西部地区则是对其特殊地层认识不足,在冻结壁形成规律、井壁结构设计理论、施工工艺等诸多方面缺乏深入研究和工程实践,导致井壁破裂、淹井等事故时有发生。最后,针对引起安全事故的原因,提出急待解决的关键技术及技术途径。     

井筒冻结法施工的常见问题及防治措施

在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有大量的优点,主要包括：适应性强;支护结构灵活、易控制;膈水性好;对环境影响小等。Ⅲ因此,冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。我国煤矿于1955年在开滦林西风井首次使用冻结法凿井,此后,冻结法凿井技术逐渐推广。现在,我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一。但是井筒在冻结法施工中,仍然存在很多的问题,这些问题必须引起我们的高度重视。本文主要介绍了冻结法施工的原理及其存在的主要问题,并提出了相关的防治措施。     

基于BIM技术的岩土工程信息模型数值计算功能实现方法

当前岩土工程信息模型更多地应用于可视化展示,一直没能深入到岩土工程的实际应用当中,很难直接进行岩土工程专业分析。究其主要原因,是缺乏将岩土BIM模型转换成计算模型的渠道。通过数据转换,研究岩土工程模型计算功能实现方法,建立BIM模型与计算模型间的映射关系,来解决这一难题。考虑岩土BIM模型和有限元模型的特点,根据等效刚度法,研究计算驱动的岩土工程BIM模型的概化方法。针对岩土BIM模型的数值计算功能需求,聚焦计算网格剖分环节,基于开源TetGen程序,对BIM模型进行四面体剖分,发展面向数值计算的BIM模型网格剖分技术。进一步,建立四面体网格模型与计算模型的信息一一映射关系,实现BIM软件与岩土工程通用数值分析软件之间的数据转换和信息交换,打通了复杂岩土BIM模型向计算模型转换的关键环节。最后,通过两个工程实例验证所提出的岩土BIM模型计算功能实现方法的可行性与有效性。     

煤矿冻结法施工控制可视化软件

我国目前在煤矿冻结法设计和施工方面的软件研制工作明显相对滞后于实际工程建设的发展需要，在经过长期从事有关煤矿冻结法的研究、设计和施工的实践之后，结合采用现代微机可视化新技术进行了这一专业的开发尝试，针对冻结法施工的特点，软件在数据处理、输入方法、施工控制等方面具有独特的功能，同时旨在促进我国在这一领域的研究和发展。     

对深井冻结凿井中水文孔不溢水问题的分析

通过工程实例,对目前深井冻结工程中的水文孔不溢水原因进行了较详细的分析,提出了应该从水文孔报道层位的设计、水文孔的结构、冻结管的偏斜控制、钻孔的施工质量控制、地下水流速度控制和根据不同工程和地质条件对水文孔溢水时间的预测以及加强冻结信息化监测和分析等方面采取措施,来保证水文孔的正常溢水和冻结井筒按时开挖。     

基于建筑信息模型技术的水电建筑施工节能模式评估方法

水电建筑施工节能问题是目前建筑施工领域亟待解决的重点问题,对水电建筑施工节能模式评估,对于提高建筑工程节能施工技术水平具有重要意义。传统的评估方法计算量大、检验需要通过多次调整,造成评估结果不准。针对上述问题,提出基于建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的水电建筑施工节能评估方法,采用施工工序分析法建立水电建筑施工节能模式总能耗模型,计算出建筑内含能耗、运输能耗、施工能耗,为后续评估过程提供基础数据;将BIM技术与模糊综合评估方法相融合,用于构建评估对象特征矩阵,根据指标评价区间确定评估可变范围并建立建筑施工节能模式模糊评估模型;由评估模型计算所有评价指标的隶属度,将计算结果进行归一化处理得到施工节能模式评估值。实验结果表明,所提方法与传统评估方法相比,评估结果与实测结果更加贴近、评估精度更高。     

BIM技术在城市桥梁工程中的应用：现状与前景

BIM(建筑信息模型)技术蓬勃发展,它具有高度的信息化、集成化、可视化等特征,使得BIM技术在工程领域得到迅速的推广应用。但目前BIM技术在桥梁工程领域的应用仍不成熟,且在很大程度上局限于设计、施工阶段。本文以城市桥梁为例,阐述了BIM技术在桥梁工程设计、施工阶段的应用现状和已有成果。对城市桥梁在运营维护阶段所面临的问题和困难进行阐述,介绍了城市桥梁管理系统的发展进程。最后展望了新兴技术条件下城市桥梁管理系统信息化、智能化转型的前景。即,促进BIM技术在桥梁工程建养一体化平台的应用,为城市桥梁管理者提供了一个新的桥梁运营维护思路。     

斜井冻结凿井数值模拟方法

 为提高ANSYS 软件对斜井冻结凿井模拟的准确度, 提出一种双模型法与改进重叠单元法相结合的数值模拟方法。以某矿主斜井表土冻结段施工为背景, 考虑冻土为弹塑性介质, 建立斜井冻结掘砌平面模型, 采用本方法对掘砌模型进行模拟分析, 并与传统方法进行比较。结果显示, 采用双模型法模拟掘砌模型的初始应力-位移环境, 得到的应力场、位移场与围岩未扰动状态下的理论值吻合;改进重叠单元法模拟井帮完全卸载后支护井壁的掘砌过程, 得到不同模型顶面埋深下井壁内外缘的环向应力均小于10^-6 MPa, 井壁位移均小于10^-7 m, 与理论值接近, 且本方法的模拟结果均优于传统方法, 表明本方法具有较好的可行性和较高的模拟精度。     

合理冻结温度的探讨

在井巷工程中,当采用冻结法施工穿过松散的不稳定表土层时,随着表土层厚度的增加和冻结温度的降低,在井筒施工过程中不断发生井壁压裂,冻结管断裂等事故。因而大大影响了井筒的施工速度和安全。为了解决以上问题,本文从冻结壁的强度和厚度的要求、冻结管受力分析、管材在低温条件下力学性能的变化及井壁受力情况分析,並提出合理的冻结温度范围。     

基于建筑信息模型的建筑多专业协同设计流程分析

基于建筑信息模型(BIM)技术的协同设计是建筑工程行业未来发展的趋势.针对协同设计中易出现的及时性、完整性、准确性等信息交换问题,聚焦BIM技术下的文件链接和工作集两种协同设计方式之优势,结合模块化住宅设计案例,梳理BIM平台下设计协作的集成技术路线,总结专业内和专业间高效协同模式及工作特点.从软件应用和项目管理两方面,探索构建BIM一体化多专业协同设计流程框架,为建筑设计阶段多专业的高效协同提供有益的方法借鉴.     

装配式建筑施工建筑信息模型应用成熟度评价

针对目前装配式建筑信息模型(BIM)应用水平差异大、应用效果不明显的问题,从施工阶段入手,建立装配式建筑施工BIM的成熟度评价模型.首先,结合熵权法和灰色关联聚类综合确定指标权重,引入云模型进行成熟度评价;其次,建立装配式建筑施工BIM应用成熟度评价指标和方法.工程案例表明:模型具有可行性,可为装配式建筑的BIM推广和成熟度评价提供参考.