不同因素影响下联络通道温度场的规律

以内蒙古呼和浩特市地铁2号线1号联络通道为工程背景,利用有限元软件建立三维瞬态温度场模型,对联络通道的温度场变化进行了数值模拟分析,并对比了实际测量温度,分析了不同因素对冻结温度场的影响规律.结果显示:实际测量温度与数值模拟温度的变化趋势一致,数值模拟得到的瞬态温度场可以较为真实地反映工程实际情况;冻结管排布越密集,形成冻结壁的时间就越短,冻结壁的厚度也就越大;在冻结40 d时,联络通道两侧为危险部位,故在开挖时要注意联络通道两侧的土体温度;导热系数和盐水流量的变化对冻结温度场的变化有较大的影响,且两者越大,形成冻结帷幕的速度就越快;比热容和潜热对温度场的影响较小,在实际工程中应主要考虑导热系数和盐水流量对温度场的影响.     

变管径冻结管对地铁联络通道冻结温度场的影响分析

在地铁联络通道的冻结法的设计与施工中,冻结管通常为倾斜放射布置。这导致联络通道不同横截面冻结管间距不同,最终引起冻结温度场的不均匀发展。以郑州地铁5号线联络通道为背景,在冻结管内盐水流量不变的情况下,对现行冻结管的尺寸做出调整,通过改变冻结管尺寸来改变管内的盐水在不同位置的流速,从而改变冻结管不同截面的对流换热系数,使联络通道的冻结温度场得到均匀发展。利用ADINA数值分析软件对联络通道冻结法设计建立三维模型,分析改变管径后,整个冻结过程中联络通道各个截面温度场的发展情况。结果表明,在同一冻结工程中,联络通道各个截面的冻结壁厚度及冻结平均温度趋于一致,且冻土交圈完成的时间得到了缩短,这表明通过改变冻结管的尺寸能够显著改善冻结温度场的不均匀发展问题。     

冷媒温度对联络通道冻结效果影响分析

通过温度场数值分析研究了冷媒温度对联络通道冻结效果的影响.分析结果显示:实测与数值模拟得出的温度曲线走向相同,降温速率相近,数值模拟具有较高的可信性;使用新型冷媒冻结时,各侧冻结壁厚度达到设计要求的时间较使用传统冷媒冻结时缩短了3～20 d,平均温度达到设计要求的时间较使用传统冷媒冻结时缩短了5～13 d.     

越江隧道联络通道冻结法施工力学模拟

采用大型有限差分软件FLAC^3D,对上海越江隧道联络通道的开挖过程进行了数值模拟．从数值分析的角度对冻土帷幕的应力与变形进行了分析和安全评价,详细研究了冻土帷幕中应力与位移的分布情况,确定了冻土帷幕的厚度设计值,并指出了容易产生应力集中的位置为冻土帷幕与隧道接触部位．由于该部位在冻结过程中散热快,冻结效果差,所以施工中应该注意,同时也为今后的联络通道数值模拟与人工冻结法施工提供了参考．     

盾构始发端垂直冻结温度场数值分析与现场实测

太原地铁双塔西街站-大南门站区间盾构始发端采用垂直冻结法加固技术。由于盾构始发的特殊性,冻结帷幕的有效厚度能不能保证,是关系到土体加固是否安全的前提。通过建立三维数值模型对该工程冻结帷幕温度场随时间的发展规律展开研究,动态模拟冻结帷幕的演化过程,并且现场实时监测记录了冻结帷幕的温度变化和盐水温度随时间的变化情况,分析了在同一深度处各测温孔测点温度随时间的变化规律,计算了冻结帷幕厚度与冻结帷幕平均温度,验证了盾构是否具备始发的条件。结果表明:实测温度值和数值计算温度值总体趋势基本一致;采用垂直冻结方式、三排冻结管冻结施工的方案是合理的;用数值模型来模拟冻结帷幕温度场的变化过程是可行的。     

人工冻土温度场模型试验及冻土导热系数反分析

掌握人工冻土温度场的相关物理力学性质对冻结法施工意义重大,导热系数是计算人工冻土温度场的关键参数。采用人工冻土冻结试验平台进行人工冻土温度场试验,在模型土体的不同深度、不同平面位置布置热电耦测量温度的实时发展规律。通过数值法模拟人工冻土冻结温度场模型试验,对比分析不同点温度监测值和模拟值的关系,再以反分析方法为基础,利用最小二乘法准则将数值计算得到的测温点计算温度与实测温度进行对比分析,然后在准则函数计算范围内,用数值逼近原理,得到最优导热系数。最后,将最优导热系数的模拟温度和实测温度进行对比,验证得到的等效导热系数具有准确性。     

深井裂隙岩体冻结温度场数值模拟研究

为顺利通过矿井高承压水地层裂隙岩体地层,采取外圈辅助冻结孔和主圈孔冻结的施工方案,能有效降低成本及防止冻结管断裂;应用有限元方法对河南平顶山某煤矿回风井冻结井筒冻结过程进行了瞬态温度场数值模拟,和现场实测十分接近。数值模拟的系统分析可为深井冻结壁的设计与施工提供科学依据。     

液氮冻结盾尾密封加固温度场的数值分析

为解决在含水层跨江跨海盾构隧道施工中盾尾刷破坏后如何更换封水、更换盾尾刷等问题,结合杭州庆春路过江隧道盾尾刷更换工程,利用ADINA大型有限元软件建立三维数值模型,对液氮冻结盾尾密封加固温度场进行数值模拟,研究了温度空间分布及温度随时间变化规律,并对影响冻结温度场的因素进行敏感性分析。通过数值模拟和现场原位实测的对比分析,得出了液氮冻结温度场的变化规律:液氮冻结的时间随着土体导热系数的增大而呈衰减性缩短,随土体容积热容量的增大而呈线性减缓;到达冻结工作面的液氮温度越低,冻结完成的时间越呈衰减性缩短。     

隧道联络通道冻结法施工三维有限元温度场分析

人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.在冻结法施工过程中,冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.该文考虑了实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场模拟.针对单排冻结管和双排冻结管,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,绘制每条路径的温度分布曲线,查看不同路径处冻结壁厚度及其随时间发展变化情况,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值.     

水泥改良对地层冻结温度场影响分析

针对目前对于水泥改良土地层冻结温度场研究较少的问题,基于福州地铁二号线某联络通道冻结工程,对该工程积极冻结期土体冻结温度场进行数值模拟,得到了水泥改良土地层在冻结过程中的温度分布规律与冻结壁发展规律,分析了不同截面和不同温度路径处的冻结效果差异;并通过改变土体参数,得到了土体冻结效果随水泥掺量变化规律。研究成果将为今后水泥改良土地层冻结工程提供参考和借鉴。     

建筑信息模型在冻结凿井施工的关键应用

建筑信息模型(BIM)正逐步取代CAD成为工程领域的核心技术,其在建筑行业取得的良好效果,使矿建凿井等传统领域BIM的应用愈发迫切。通过调研近年来国内外BIM研究趋势、规范标准及技术工具,评价了中国现阶段的BIM应用特点和水平;根据冻结法凿井工程特点,制定了特色的项目级BIM应用流程,阐述了冻结工程应用的内容与障碍。依托真实工况,建立了冻结工程特色族库,完成了立井冻结工程3D模型。并进一步地在参数化建模布置,钻孔轨迹纠偏、进度控制管理三方面进行了探索与实践,效果良好,提高了工程效率,为相关工程推广应用BIM提供了参考。     

Construction Process Simulation and Safety Analysis Based on Building Information Model and 4D Technology

Time-dependent structure analysis theory has been proved to be more accurate and reliable compared to commonly used methods during construction. However, so far applications are limited to partial period and part of the structure because of immeasurable artificial intervention. Based on the building informa-tion model (BIM) and four-dimensional (4D) technology, this paper proposes an improves structure analysis method, which can generate structural geometry, resistance model, and loading conditions automatically by a close interlink of the schedule information, architectural model, and material properties. The method was applied to a safety analysis during a continuous and dynamic simulation of the entire construction process. The results show that the organic combination of the BIM, 4D technology, construction simulation, and safety analysis of time-dependent structures is feasible and practical. This research also lays a foundation for further researches on building lifecycle management by combining architectural design, structure analysis, and construction management.     

基于BIM实时施工模型的4D模拟

4D技术的发展和应用给建设项目带来了巨大的效益,但目前用于4D模拟的3D模型一般在施工前创建,4D模拟的应用局限于施工前的计划阶段。为将4D模拟的应用扩展至项目施工阶段,对4D模拟的3D模型进行研究,着重对比分析施工模型和实时施工模型,研究BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)模型的自动创建技术。研究发现,自动化创建的BIM实时施工模型可以动态的跟踪项目进展情况,能提高模型的准确性和减少建模工作量。提出基于BIM实时施工模型的4D模拟,是一个动态的4D模拟过程,可作为项目施工全过程的动态控制的有效工具,能进一步提高建设项目的效率和效益。     

建筑信息模型技术在城市密集区桥梁施工中的应用

以扬州市润扬路快速改造工程为例,通过BIM技术与无人机倾斜摄影技术构建三维实景模型,结合Navisworks平台对施工过程可视化仿真,探讨了BIM技术在城市密集区桥梁施工中的应用。结果表明：施工可视化仿真可以协助施工人员更加直观、全面地了解施工过程,优化施工方案,保证施工进度;对各种材料的计划、调度、使用情况做精细化管理,减少损失和浪费;科学合理地安排吊装设备、钢箱梁运输路线、施工工序,解决了交叉道口多、施工空间跨度大、城市环境复杂等城市密集区桥梁施工中钢箱梁安装难题。     

水闸闸墩温度场及应力场仿真分析

水闸闸墩开裂已成为水闸建设中的通病，要深刻地量化揭示这些裂缝形成的机理，需要发展能精细地模拟混凝土的材料特性、浇筑过程及外界环境条件变化的数值方法。为此，应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因进行了探讨。结果表明，对水闸闸墩这样的水工蒋壁结构，如果没有有效的温控措施，出现裂缝往往在所难免。     

盾构出洞冻结法加固土体的稳定性分析

运用三维有限差分软件FLAC3D对上海轨道交通某区间隧道盾构出洞冻结法施工过程进行了模拟,对盾构出洞过程中施工稳定性进行评价。施工竖井为地下四层结构,围护结构采用地下连续墙。数值模拟冻结壁水平应力、最大主应力、沿隧道开挖方向位移的变化,将模拟得到的应力与冻结壁强度设计值进行对比,并对隧道轴线方向地表沉降位移进行预测,同时采用安全系数法对施工的安全性进行了评价。安全系数满足设计要求,进一步说明了冻结法在软土地区地下工程施工中的优越性。     

基于BIM的隧道钻爆法机械化施工仿真应用研究

为解决铁路隧道机械化施工过程中设备选型、进度模拟及工况适应性分析等问题，利用达索公司3DEXPERIENCE平台下的CATIA和DELMIA软件模块，紧密结合当前BIM技术的研究热点，先期完成了不同LOD深度等级的地形地质三维模型及结构单元库的创建，随后开展了基于各工序的系列施工设备动作关系和工作行程设计，最终实现了隧道BIM场景下的成套设备机械化施工方案可视化表达，并对设备的选型、适应性及施工进度等关键要素进行了过程分析，成功解决了隧道钻爆法机械化施工所遇到的上述典型问题，为施工单位面临类似作业模式的隧道工程提供了参考借鉴。     

高拱坝混凝土二期冷却优化研究

利用数值仿真计算方法,在基本温控方案的基础上,进行了更细致的温控措施优化设计.为了达到技术上与经济上双优的目的,根据不同灌浆区的混凝土龄期、混凝土温升过程、封拱温度等,系统研究了在不同季节里、在不同高程上采取不同温控措施的可行性,得到了拱坝温度场与应力场的特征参数,为施工单位根据当时的特定需要,进行二期冷却或三期冷却提供了依据.     

BIM技术在城市地下空间开发中的应用

针对BIM技术在中国建筑行业的应用和发展状况,从规划、设计、施工、维护管理4个方面探讨了BIM技术在中国城市地下空间开发中的应用,得出以下结论:运用BIM技术不仅可以从宏观和微观两方面论证规划方案的可行性,而且可以对比分析设计阶段不同的设计方案并进行精细深化设计、碰撞检测等工作,为后期的高质量施工提供保障;运用BIM技术还可以在施工前期进行施工方案预演、综合调整等工作,有效提高施工效率,节约成本。利用该技术所集成的建筑全生命周期所有信息,有助于建筑后期的维护管理工作,也能够为突发情况下的应急处理提供良好的应急措施。此外,初步分析了城市地下空间开发利用中运用BIM技术应当注意的信息安全问题。