盾构隧道管片力学特性三维有限元分析

采用三维有限元法,以广州地铁使用的管片为研究对象,将管片在施工阶段受到的千斤顶顶力、不均匀注浆压力和正常使用阶段受到的土压力、水压力、周围土层的弹性抗力概化为5种荷载,共10个计算模型,利用通用有限元软件ADINA,分析了单块管片的应力、裂缝分布、极限荷载与薄弱之处.计算结果表明:管片的制作和安装精度极大地影响了管片在施工状态时应力分布;环缝面的不平整更容易造成管片的应力集中而产生开裂,裂缝主要沿盾构推进方向发展;正常使用状态下管片的薄弱之处为螺栓孔,裂缝主要在螺栓孔及其附近区域出现;比较各阶段的裂缝发展形式可以认为,管片在施工阶段所需配筋量在一般情况下成为控制配筋量,在正常使用阶段,配筋所起作用不显著.     

乳品厂离心喷雾干燥塔的改造

离心干燥塔在乳品工业中长期应用中存在如下问题：制品容量较小,生产能力低,颗粒中含空气量较多影响贮藏期;离心雾化器对奶液无均质作用,奶粉在冲调时有脂肪上浮现象;高速旋转的传动部分需要加注润滑油,在断油或漏油现象以致污染奶粉.因此我公司决定把蒸发量为250Kg/h离心塔改成蒸发量为500Kg/h的压力塔,经过改造后确实达到了预期效果.     

岩溶地层运营期地下水上涨引起管片上浮规律研究

岩溶地层溶隙发育,地下水流通性强,盾构隧道施工过程中浆液易流失,导致隧道运营过程中易出现上浮错台等灾害。为了研究岩溶地层盾构隧道在运营期因地下水位变化造成的管片上浮问题,通过数值模拟和现场监测,分析岩溶地层盾构隧道在运营期因地下水位上涨引起管片上浮的规律。结果表明：注浆层隧顶空洞、隧底注浆不密实和地下水位上涨是影响管片上浮的主要因素,其中隧顶空洞对管片上浮影响最大;管片隧顶注浆流失越严重,上部注浆层对管片的约束越小,地下水位上涨造成的管片上浮越明显;管片隧底注浆不密实导致管片底部和注浆层之间粘结力降低,管片上浮量增加;研究给出了管片上浮量与注浆层空洞、注浆不密实和地下水位的对应关系,可为岩溶地层盾构注浆施工质量控制提供借鉴。     

盾构扩挖法建造地铁车站的桩-柱-预应力支撑体系参数研究

盾构扩挖法建造地铁车站的施工方案的一个技术关键是在拆除部分管片之前对隧道结构进行加固.综合国内外对于管片破除时的加固措施,提出一种新型的支撑体系:桩-柱-预应力支撑体系.通过有限元分析对支撑体系中钢索预应力施加的位置和大小进行了研究.结果表明:管片开口部位的上下位置均需要施加预应力;远离管片开口部位的对面管片腰部也需要施加预应力,大小约为开口部位的10%;隧道外侧施做排桩有利于控制管片的纵向变形;在不超过混凝土设计强度的情况下,预应力越大,对管片纵向的约束越强.     

浮式抢修平台锚泊作业风险管理

海上浮式抢修平台对船舶坞修时间无任何限制,且能主动接近破损船舶,缩短修复时间,因此在海洋工程领域得到广泛应用,但其作业风险问题非常突出.本文中运用定量风险评估(QRA)理论,对浮式抢修平台的海上锚泊作业进行分析.找出潜在的风险事件及相关风险因素,运用模糊综合评判方法对锚泊作业风险事件的模糊概率和损失程度后果进行量化,依据风险评价结果对需要控制的风险源给出控制措施.实例分析表明,运用QRA技术能对海上浮式抢修平台的锚泊作业实施科学的风险管理.     

软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及预测： 以上海机场联络线工程为例

为探究软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及其影响因素,本文依托上海机场联络线浅埋大直径盾构隧道工程案例,基于实测数据分析了盾构姿态变化对管片上浮的影响,揭示了管片上浮量与施工参数之间的相关关系,提出了考虑多因素的管片上浮非线性预测方法。研究结果表明,管片上浮主要可分为脱出盾尾前初始偏差及变形、快速上浮（盾尾5环）、缓慢上浮（盾尾5-15环）和沉降等4个阶段;盾构姿态、管片姿态与超挖是影响管片上浮特性的重要因素;管片上浮量与平均推力、盾构仰角、平均推进速度呈正相关,与上下盾尾间隙差呈负相关,采用多元非线性拟合方式可以综合考虑多因素较好地预测管片上浮量。本文相关研究可为大直径盾构隧道施工过程中上浮预测与控制提供参考。     

盾构隧道管片结构承载能力评估方法研究

承载性能是盾构隧道管片衬砌结构重要的力学特性之一，其准确评估是保障结构受力安全的关键，然而目前尚无成熟的评价方法。首先基于管片衬砌结构中管片和管片接头的受力及变形特征，建立了基于管片承载力和管片接头承载力的管片衬砌结构承载性能评估方法，提出了管片衬砌结构承载性能评估指标，然后分别开展了单环和组合环管片衬砌结构破坏加载原型试验对所提出的方法进行检验，最后结合现场实测对实际工程中管片衬砌结构的承载状态进行了定量评估和分析。研究结果表明：单环结构破坏试验中，管片接头破坏现象更为明显，其先于管片达到抗弯承载力极限值，组合环结构破坏试验中，管片破坏现象更为明显，其先于管片接头达到抗弯承载力极限值；单环和组合环管片结构试验中，结构破坏与理论计算方法中管片或接头达到承载力极限的荷载一致，表明所提出的结构承载状态评估方法是合理的；所选取监测断面管片结构中管片和接头的承载安全系数分别为4.27和4.86，可见其承载状态良好。该研究方法和结论可为类似盾构隧道管片结构承载安全评估提供重要支撑。     

小半径曲线盾构隧道管片错台控制技术研究

小半径曲线盾构隧道工程,管片向外侧扭曲挤压地层,使地层和管片结构均受到复杂的影响。可见,管片安装好坏直接影响隧道的质量和使用寿命。由此,本文依托小半径曲线盾构电缆隧道调查管片拼装错台超标统计情况,对超标原因进行分析,并针对性地提出具体的控制措施,提高管片拼装质量。     

输水盾构隧道复合结构全过程受力分析

某输水隧洞位于过江段的淤泥质软土中,采用外衬管片—内衬砼—输水钢管三层复合结构,为了解其受力特性,利用ANASYS有限元软件进行数值建模计算分析。对比了3种不同填充砼高度的复合结构形式在管片拼装、混凝土浇筑和钢管安装及通水运营等阶段的受力情况。研究结果表明,3种结构在施工阶段的受力情况相近,受到填充砼及输水钢管自重影响而略有差别。进入运营期后,内水压是不同结构管片、填充砼、钢管受力形成差异的原因,作用在钢管上的内水压能够通过填充砼传递到管片上,传递效果的强弱、范围及应力集中现象决定了复合结构各部分的最终受力情况,研究成果可供类似工程参考。     

单护盾TBM通过不良地质洞段应对措施探讨

单护盾TBM掘进施工在不良地质段,特别是在无自稳能力、地基承载力较差的软弱含水砂岩地层时,极易出现刀盘及盾体被卡、栽头等事故,影响TBM的正常掘进。本文以甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞单护盾TBM在不良地质段掘进发生的停机故障进行分析,重点介绍该工程TBM在通过不良地质洞段时存在的部分问题及应对措施,为类似工程提供经验参考。