列车载荷下隧道联络通道动态响应的并行计算

以上海某大型双线隧道为例,建立了列车 隧道 联络通道 土体的大型三维有限元模型.基于上海超算中心曙光5000A,设计了列车隧道动态耦合均衡的分区方法,解决了因模型规模庞大而造成计算量大的问题.分析了列车载荷下联络通道结构的动态响应,比较了不同分区方案的计算效率.结果表明：列车载荷在联络通道与隧道连接部位引起的附加动应力较小,但该位置处于较高的应力水平,应尽量避免在联络通道位置汇车;列车隧道耦合均衡的分区方法比常用的递归坐标二分法具有更高的并行效率.     

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．     

施工中隧道与运输车辆动态耦合的并行计算方法

在隧道施工过程中为准确模拟运输车辆运行时对周围隧道的影响,建立了隧道及运输车辆的三维有限元模型.通过三维动态接触方法模拟轮 轨、轨道 隧道、隧道 土体等的动力相互作用.利用显式非线性有限元法进行数值模拟,分析了运输车辆每节车通过工作井时隧道的动态响应.由于轮轨接触计算十分耗时,在递归坐标二分分区方法(RCB)基础上,结合上海超级计算机曙光5000A高性能计算机的体系结构,设计了基于轮轨接触均衡分区算法(WRCBB).分析并比较了两种并行算法的加速效果.结果表明,对于考虑接触的大型结构动力分析问题,接触均衡的分区方法具有更好的加速比与并行效率.     

相邻隧道围岩爆破振动影响规律研究

爆破施工会引发相邻隧道围岩振动,而振动强弱与隧道净距和联络通道相关,因此有必要对这两方面因素的影响规律开展研究。通过数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA建立有联络通道和无联络通道相邻隧道爆破振动分析模型,分析无联络通道模型中隧道净距对先行隧道x轴爆破振动速度的影响;同时分析有联络通道模型中联络通道对先行隧道x轴爆破振动速度的影响。研究结果表明,迎爆面拱腰处质点为先行隧道最危险质点;后行隧道掌子面爆破的振动影响范围为2.5倍隧道洞径;联络通道对相邻隧道的爆破振动影响范围为5倍隧道洞径;平行于爆破平面的联络通道对相邻隧道围岩的爆破振动影响最大。     

水下联络通道积极冻结参数现场实测变化规律

由于水下联络通道处于高水压、高透水及水力联系强等复杂环境下,相比于陆域联络通道,施工风险更大.以上海某隧道水下联络通道冻结施工工程为依托,根据现场实测数据,研究了水下联络通道积极冻结期间各项指标随冻结时间的变化规律.结论如下：(1)盐水温度稳定在-28℃左右,且去路及回路温差基本保持在2℃,测温孔内温度随着冻结时间持续下降,最终基本保持在-15℃;(2)卸压孔内压力均在泄压时出现快速增长现象,孔内最高压力为0.65 MPa左右;(3)管片及土体界面处1.1 m范围内温度基本处于-12℃以下,冻结帷幕发展良好;(4)冻结引起右线隧道出现轻微隆起变形,最大变形量为4.45 mm,左线隧道出现沉降变形,最大下沉量为-5.39 mm,联络通道处于较稳定状态.通过水下联络通道实测获得的数据变化规律,可以用于指导类似水下联络通道冻结工程的设计和施工.     

隧道明挖段变形缝间距的优化

合理的变形缝间距对隧道结构的安全性和防水性能有重要影响.通过对规范的调研,总结了隧道变形缝间距设置的要点,分析变形缝间距的影响因素:地质状况、截面型式、温度,以及结构轴向和横向安全性、允许沉降等控制指标.提出了变形缝间距设置的思路和计算方法,使传统依靠经验取值向定量计算转变,变形缝设置更加科学.以拱北隧道明挖段为例,通过理论分析和数值计算,确定变形缝间距可优化段.结果表明:当变形缝间距为80 m和120m时,均能满足结构轴向安全性、沉降条件.初步将变形缝间距设置为100m,对地质突变处进一步分析,发现隧道结构横向安全性也满足条件.综合考虑,将拱北隧道明挖段变形缝间距从原来的22 m设置为100m.该优化方法减少了变形缝的数量,提高了隧道的防水性能,具有一定的工程应用价值.     

砂卵石地层冻结施工冻胀效应及其对既有隧道的影响分析

人工地层冻结法的实施会引起地层的冻胀,为了探究富水砂卵石地层冻胀特性及其对既有结构的扰动,本文首先阐述了土体冻胀的本质和温度与结构应力应变之间的关系,并依托洛阳轨道交通1号线塔湾站~史家湾站区间联络通道工程建立三维热力耦合数值模型,对砂卵石地层冻结期间的地层冻胀变化和既有隧道变形受力进行了数值计算分析。计算结果表明：(1)冻结管降温使得冻结管周围地层中的水分冻结,土体体积膨胀,进而使联络通道设计位置上方地表出现隆起,且距联络通道中心的水平距离越近,隆起变形值就越大;(2)地层的冻胀对既有双线隧道造成扰动,隧道结构变形主要表现为拱顶隆起、拱底下沉、靠近联络通道一侧的拱腰向隧道内侧产生横向变形,同时联络通道设计开口位置附近的管片结构出现应力集中现象;(3)在整个冻结过程中,冻结前期设计加固区域地层的降温速率和低温扩散速率较快,地层冻胀效应变化显著,而到冻结后期受冻结范围影响地层冻胀变形和既有隧道变形的增幅均有所减小。     

联络通道冻结法地层加固设计总结

联络通道是地铁区间隧道工程的重要组成部分,设置于左右线区间隧道之间,其作用是区间隧道的安全疏散通道,有时兼做排水泵房。通过对北京几条地铁线的联络通道设计及调研郑州、杭州、福州等多条地铁线联络通道冻结法土层加固设计,总结了联络通道冻结设计要点、不同形式下冻结管结果统计、设计注意事项、减小冻涨和融沉措施等。     

平面垂直分岔隧道初期支护应力分析研究

交通隧道常需修建各种联络通道和分支隧道,但是现在对分岔隧道的研究和应用还处于摸索阶段,缺乏系统全面的研究,导致其设计理论和施工方法还尚不成熟。本文应用大型有限元软件系统分析研究了分岔隧道建设中的初期支护力学问题,对类似的隧道施工有一定的参考价值。     

环境温度作用下隧道结构变形分析

为了探讨隧道结构的变形缝合理设置问题,对某隧道的钢筋混凝土超长结构进行了使用阶段环境温度影响下结构变形现场量测,应用一维非稳态热传导理论和温度应力理论对环境温度影响下隧道结构的温度和变形进行计算.计算表明,对于超长混凝土隧道结构,使用期内环境温度的变化对于结构的温度变形影响不能忽视,变形缝的设置需要考虑永久变形缝的容许变形和混凝土施工时间的影响.     

深厚覆盖软土地层多向地震动力反应分析

在弹塑性边界面模型的基础上 ,通过试验 ,研究了上海地区典型粘土和砂性土的动力特性 ,取得了针对边界面模型的计算参数 ,并采用多向地震作用下的水平地层弹塑性动力反应分析程序 (SUMDES)对以深厚软土覆盖地层为特点的上海地区典型的土层断面 ,以苏南核电站为主的地震输入进行了场地反应分析 ,在加速度特性、孔压特性和动应力特性等方面取得了相应的结果 .针对上海地区厚覆盖土层 ,对不同土层厚度作了对比研究 ,进行了相应的分析比较 ,并得出了有意义的结论 .还采用多向地震作为输入 ,分析了多向地震的反应     

城市住房系统动态分析模型

以定性分析与定量分析相结合方法，综合运用各种定量分析方法，在详细分析上海城市住房系统的基础上，建立了以系统动力学方法为主体的城市住房系统动态分析模型，该模型包含有城市人口，经济、住房供给、住房需求，住房价格和住房资金等６个子块，模型运行结果表明，该模型能交真实全面地反映上海城市住房系统的实际状况，因而可用于大中城市住房问题研究和政策分析。     

软土的循环累积变形模型研究

基于上海地区饱和软土的动三轴试验成果,通过对累积变形影响因素及累积变形发展规律的分析,引入等效循环动应力水平的概念,建立能综合考虑列车荷载循环次数、静偏应力和和动偏应力的耦合作用、固结方式等影响因素的软粘土循环累积变形模型.结合试验成果对模型进行验证,确定不同试验条件下模型中的试验系数.研究结果表明:此模型能够很好地反映多种因素对软土循环累积变形规律的影响;此模型仅适用于软土正常固结且循环应力比小于临界循环应力比的情况;为提高模型计算和预测的精度,用室内试验确定模型中的试验系数时,应采用与现场实际相符的加载和固结条件.     

上海软土的动力计算模型

将上海饱和软土视为由固相和液相组成的两相饱和多孔介质,根据共振柱试验,动三轴试验,提出一种能够全面考虑应力、应变、振动孔隙水压力,震陷的上海饱和软土等效线性化动力计算模型,并进行了较为详细的参数研究,然后将其与Ｂｉｏｔ动力固结方程相结合,建立了土体有效应力动力计算方法,最后应用该方法对上海土层进行了地震反应分析,并得到一些有益的结论。     

考虑水膜厚度影响的道面轮胎间动态摩擦模型

针对考虑水膜影响的现有摩擦模型无法利用现场测试数据修正并应用于动态摩擦过程分析,提出了道面-轮胎间动态摩擦模型.该模型以平均集总Lugre模型为基础,考虑了水膜厚度、飞机速度、胎压、道面表面构造幅度和滑移率等因素影响下通过实验和数值回归等手段获取参数,用于道面动态摩擦性能的评价预估.通过上海浦东国际机场的现场实测数据,修正模型物理意义明确,具有较高的预估精度,该模型利用现场实测数据获取参数,适用于实际道面安全管理.     

基于并行计算的盾构隧道施工三维动态仿真

以上海地区某双孔盾构隧道中试验段的施工为仿真对象,在现有多种计算方法的基础上,进一步突出盾构机施工工序和细节模拟,建立了大规模的全三维动态仿真模型,最后在高性能计算平台上结合并行求解算法完成了一系列计算.仿真结果显示了施工引起的具体地表三维隆沉情况,通过实测数据验证计算模型的合理性;同时也研究了不同并行求解方案对大规模盾构隧道开挖模拟的影响.     

中国证券市场中动态资产配置绩效的实证分析

采用"上证180"指数的周收益率数据,对基于随机规划方法的多阶段动态资产配置模型的投资绩效进行实证分析.研究结果表明:情景元素生成模型对动态资产配置模型的投资绩效起着关键性的作用,决策周期和资产配置频率等其他因素,只有在选择了适当的情景元素生成模型后,才能对投资绩效产生有利的影响,而中国证券市场目前的市场特征决定了采用反转策略的情景元素生成模型能产生较好的投资绩效;其次,动态资产配置模型一般在中长期投资中才能产生较好的投资收益;同时,最优的资产配置周期依赖于决策周期的时间跨度.     

Dynamic Portfolio Choice under Uncertainty about Asset Return Model

The effect of uncertainty about stochastic diffusion model on dynamic portfolio choice of an investor who maximizes utility of terminal portfolio wealth was studied.It applied stochastic control method to obtain the closed-form solution of optimal dynamic portfolio,and used the Bayesian rule to estimate the model parameters to do an empirical study on two different samples of Shanghai Exchange Composite Index.Results show,model uncertainty results in positive or negative hedging demand of portfolio,which de...     

长期循环荷载下粉细砂的累积变形特性

在分析循环荷载下粉细砂轴向塑性累积变形受初始孔隙比、有效固结压力及动应力比等因素影响规律基础上,考虑动偏应力水平及初始固结压力影响,建立了一种参数具有明确物理意义的计算粉细砂在循环荷载作用下轴向塑性累积变形的显式模型.通过对上海地区粉细砂非等向固结排水循环三轴试验结果进行模拟,得到了相关参数,验证了模型的有效性和合理性.