南京长江沉管隧道竖井地震反应分析

通过对南京长江沉管隧道竖井的分析研究,建立有限元模型,然后运用ＳｕｐｅｒＳａｐ程序计算得到竖井及竖井各板弯矩的最大值以及最大值发生的位置,用于指导结构设计,对南京长江沉管隧道的修建有重要的作用．     

超长沉管隧道抗震设计及其关键性问题分析

在分析国内外沉管隧道抗震性能研究的基础上,以港珠澳大桥沉管隧道为背景,阐述了超长沉管隧道抗震设计与分析中迫切需要解决的4个关键性问题,即沉管隧道土体与结构相互作用的动力计算方法、非一致地震激励下超长沉管隧道地震响应分析方法、沉管隧道减震控制技术以及沉管隧道振动台试验模拟技术,并指出了沉管隧道工程抗震研究的几个方向.     

在地震激励下动水压力对沉管隧道的影响

考虑粘-弹性人工边界、土壤的非线性及流-固耦合作用,建立了沉管隧道-土壤-流体(水)相互作用的力学模型,采用Newmark算法,对沉管隧道在地震激励下的响应进行分析.分析了不同地震激励以及不同水深条件下沉管隧道结构的应力变化.研究了动水压力对沉管隧道的影响.结果表明:在只考虑水平方向地震激励时,动水压力对沉管隧道的作用影响较小,在分析时可以忽略动水压力的作用;在含有竖直分量的地震激励下,动水压力对沉管隧道的应力有较大影响,在分析沉管隧道的地震响应时,应该考虑竖向地震的作用;由于动水压力的作用,沉管隧道的最大应力位置会发生变化.结果可用于运行条件下沉管隧道的动力特性以及损伤产生发展机理的研究.     

沉管隧道的ANASYS三维有限元分析研究

随着社会经济的发展和交通的日益发达,越来越多的水下隧道走入人们的生活,采用沉管法修建水下隧道是一种常用而且先进的施工技术方法。近几年,在国内和国际上采用这种方法的水下隧道越来越多,在设计沉管隧道时,需考虑结构的样式、施工方法、水文地质情况等诸多因素。文中结合广州黄沙至芳村珠江水下隧道工程的工程实例,介绍了基于大型通用有限元软件ANASYS的沉管隧道的三维有限元模拟分析。根据从实际工程中提取的资料和数据,首先对沉管隧道周围(如水、土等)的介质进行了相互作用关系和力学分析的研究,并对其进行了基础理论计算,然后以计算结果为依托,通过建立模型、进行网格的划分、荷载和边界条件的约束和施加对沉管隧道进行数值仿真模拟,从而得到准确合理的分析结果。通过分析结果中的应力、应变图形可以直观的判断出沉管隧道的应力和应变分布情况,从而知道沉管隧道结构容易变形和破坏等的部位和破坏机理,以便于对沉管结构的设计与研究,并为以后的沉管隧道设计研究工作提供参考。     

港珠澳大桥沉管隧道的横截面承载力分析

以港珠澳大桥沉管隧道最大埋深段为研究对象,将沉管隧道简化为框架结构,采用荷载结构模型对结构内力进行分析,研究各构件的内力状态.在内力分析的基础上,进一步验算沉管隧道各构件的正截面承载力、斜截面抗剪承载力及结构表面混凝土裂缝宽度.计算结果表明:沉管隧道正常使用状态下的极限承载力由混凝土裂缝宽度控制,正截面承载力和斜截面抗剪承载力都远大于结构的内力;使用有限元软件Abaqus对沉管隧道模拟的结果与理论计算的内力状态、混凝土受拉破坏状态相吻合.     

考虑接头力学特性的沉管隧道计算方法

基于沉管隧道管节接头的构造特征,建立接头的力学模型,将接头位置管节间的相互作用离散为一系列由剪切弹簧、法向弹簧组成的组合弹簧和体现相互之间空隙的阈值。根据得到的节点弹簧法向位移、切向位移,在计算过程中实时判断接头的工作状态并动态调整弹簧刚度参数,并将接头模型应用到沉管隧道结构计算中。该方法可与沉管隧道管节模型结合,综合考虑沉管隧道在不同自由度方向上的结构性能,计算管节和接头的内力与变形。最后,以港珠澳沉管隧道为研究对象,研究沉管隧道接头在实际荷载作用下的受力与位移情况。     

沉管隧道接头三维非线性刚度力学模型

根据沉管隧道接头的构造特征,在接头静力平衡关系的基础上,建立了沉管隧道接头力学模型.该模型可以计算接头的轴向位移、切向位移以及转角,考虑了沉管隧道接头变形协调几何关系、GINA止水带和OMEGA止水带的应力-应变关系,并依据剪力键的相对位移对接头处不同工作模式进行了识别与划分.对不同工作模式下剪力键的受力作用机理进行了分析.利用此计算模型,得到了沉管隧道接头的位移和力的关系曲线,并对沉管隧道接头处不同构件的材料选取给出了建议.     

深水超长沉管隧道接头及止水带地震响应研究

依托港珠澳沉管隧道工程,建立了3维实体连续有限元模型,对这条深水超长沉管隧道在地震作用时接头处的内力和位移情况以及止水带的压缩与变形进行了详细的模拟与研究,重点分析了地震作用时沉管隧道接头处的相对位移(包括管节接头和节段接头)、管节接头处GINA止水带的变形,为施工和运营期的安全与维护提供必要的指导和依据.     

沉管隧道火灾烟气蔓延特性

为了深入了解沉管隧道火灾过程中烟气的蔓延规律,通过理论推导与足尺试验验证相结合的方法,建立烟气流动的数学模型,推导出烟气层温度及流速沿隧道纵向衰减的理论模型。在此基础上,以港珠澳沉管隧道为研究对象,建立1∶1足尺沉管试验隧道,配备完善的机电系统与测量系统,开展隧道火灾试验,对不同火灾热释放速率和纵向风条件下的烟气层平均温度与平均流速的预测模型进行验证。研究结果表明:在忽略烟气层对下层冷空气的卷吸作用时,烟气温度沿隧道纵向呈指数衰减;同时,烟气蔓延速度的衰减与温度衰减成正比,沿隧道纵向也呈指数衰减。最终给出港珠澳大桥海底沉管隧道火灾工况下烟气运动的预测模型。     

潮汐荷载引起沉管隧道沉降计算方法

根据潮汐荷载的特点和沉管隧道的实际情况 ,建立了双层土地基和单层土地基的隧道沉降计算方程 ,并利用Laplace变换求得了沉降分布和量值计算的解析表达式 .通过对沉管隧道工程实例的计算分析以及与实例的数据比较 ,探讨了所提出的计算方法在沉管隧道设计、施工以及管理维护中的应用可行性     

洞庭湖区季节性河流浅滩航道整治方法初探--以安乡至茅草街航线七星堆滩整治为例

安乡至茅草街航线位于洞庭湖区长江分洪道凇滋河与虎渡河会流后的尾闾段,该航线为季节性河流．此类河流浅滩来水来沙条件及演变规律均与一般平原河流浅滩明显不同．涨水期河段输沙顺畅时,浅滩主流以冲刷为主;周边河流涨水及洞庭湖水位普遍抬高的滞水期,浅滩发生淤积．以七星堆滩为典型,归纳了针对该类浅滩在挖横布置及整治建筑物方面的设计原理,总结了该类滩险航道整治的设计思路、整治原则和方法．     

江苏沿海沙脊群表层沉积物Pb同位素特征及对物源的指示

为进一步查明江苏沿海沙脊群沉积物的来源,分析了该区域沉积物酸不溶组分Pb同位素特征。结果表明,远岸沙脊群陆向区域沉积物Pb同位素比值与近岸沙脊群相似,暗示其在潮波作用下有向岸运移的趋势。铅-钕同位素分析揭示长江及周边河流沉积物在长江冲淡水和东海沿岸流作用下输移至远岸沙脊群海向区域。在苏北沿岸流作用下,老黄河三角洲沉积物输入对近岸沙脊群及远岸沙脊群陆向区域有影响;相反,诸如现代黄河口、济州岛和韩国河流等地沉积物输入对江苏沿海沙脊群的影响较弱。     

武汉长江第一越江隧道工程动床模型试验研究

长江对武汉市三大市区的交通影响很大,城市发展,过江交通日益拥塞。为解决这一问题,长江第一隧道现正设计、施工。在隧道工程定床河工模型试验的基础上又进行了动床模型试验,目的是研究隧道对河势、河床冲淤、洲滩变迁、流速分布、主流摆幅等的变化影响,以及隧道断面处的冲刷深度,为隧道工程安全和设计决策提供科学依据。     

南黄海如东近岸海域的沉积物特征与输运趋势

2003年在南黄海如东近岸海域获取了表层底质样397个,进行粒度分析,获取粒度参数．分析结果表明,如东近岸海域的表层沉积物以砂质粉砂和粉砂质砂为主,其物源主要是古长江残留物质,受现代水动力作用改造并掺混一定数量的现代长江入海物质和江苏沿岸侵蚀的物质．采用粒径趋势进行分析,发现该海域深槽中的沉积物主要向外海输运,但在中部海洋沙、太阳沙以西存在一个沉积物汇聚中心．     

末次盛冰期以来长江入海历史的回顾与展望

比较全面地回顾了末次盛冰期以来有关东海海平面变化、长江入海历史、长江河口海岸演变、陆架上的古河道等方面的研究进展 ;分析了关于末次盛冰期时长江入海状况现存两种截然不同的看法 ,指出了可能存在的问题。提出了今后的研究方向 ,即应加强对因气候、海平面变化引起的河道变形作用以及长江与古环境间的相互作用及相互影响的研究 ,特别是应加强对陆架泥质沉积物的研究 ,以期取得突破性进展     

由长江中的三种鲟到长江水域生态保护

通过系统整理长江中三种鲟与长江水域生态保护文献的基础上，描述了这三种动物的生物学特征，梳理了白鲟灭绝、中华鲟与长江鲟极度濒危的历程.从长江水域生态保护的角度，分析了导致长江生物多样性严重下降的因素，包括水利工程、酷渔滥捕、水质污染、航运与采砂等人类活动.针对性地提出了8个方面的保护对策：实施生态修复、十年禁渔、加强保护区建设、生态调度、控制水污染、加强监测和研究、健全生态补偿机制、建设国家级保种基地.     

中全新世以来东海内陆架泥质沉积物来源

利用判别函数、Eu异常与稀土元素总量关系(δEuN-ΣREEs)图解以及物源定量识别方法,对位于浙闽沿岸泥质带的EC2005孔常微量、稀土元素地球化学进行分析,利用14C测量加速器质谱仪(AMS14C)进行年龄测定,探讨东海内陆架EC2005孔泥质沉积物来源。结果表明:EC2005孔泥质沉积物主要来源于长江,其平均贡献量为93.7%,没有识别出黄河物质;历史时期黄河物质可以影响到29°N甚至于更为偏南的区域(南界为27°25’N),台湾海峡西北部则可以接受台湾物质的输入;浙闽沿岸泥质区物质来源具有一定的复杂性,值得进一步深入研究。     

高水压条件下盾构隧道开挖面极限上限法研究

基于极限分析上限法,首次推导了高水压下维持均质土隧道开挖面稳定的最小支护压力解析解公式.并利用土层厚度加权平均法,对多层土体参数和水压力进行了简化分析,从而可将上述解析解公式应用于多层土越江隧道开挖面稳定性评价中,可为越江盾构隧道推进工程中估计前方支护压力的参考.最后,结合上海长江隧道和南京长江隧道实例,利用推导的解析解公式对越江隧道开挖面极限支护压力进行了计算,并将计算结果与前人研究和工程实际进行了对比分析.     

富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术

为研究富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术,以广西均昌隧道富水全强风化花岗岩地段突水突泥灾害处治实践为例,对隧道突水水泥灾害特征、诱发机制及防治措施进行深入研究分析。结果表明：富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害突发性强,演变速度快,次生灾害严重,影响范围大;隧道突水突泥灾害的孕险环境因素有长条状谷地汇水负地形、水资源丰富、导水通道发育、岩层水稳定性差,而超前勘探工作不充分、注浆效果不到位及施工扰动是灾害的主要致灾因子,岩体受地下水浸泡软化,岩层在静水压力作用下被击穿,掌子面发生局部渗流失稳,形成突水通道,渗流转变为管道流,形成突泥通道,在静水压力和动水冲刷的共同作用下迅速演化发展成突水突泥灾害,同时引发地表塌陷、河流断流、池塘干涸等次生灾害;通过修正帷幕注浆参数,隧道注浆治理段开挖面整体稳定性显著增强,稳定渗流量减少53.78%~80.19%,对隧道堵水加固效果明显,能有效防治了突水突泥灾害,确保工程施工安全,缩短建设工期,增大工程效益。研究成果对全强风化花岗岩隧道防治突水突泥灾害具有一定指导意义。