蠕變效應(yīng)的穿越隧道凍結(jié)帷幕開挖與支護(hù)三維數(shù)值模擬

深基坑開挖變形的三維數(shù)值模擬研究——采用三維快速拉格朗日差分分析方法(fastl~grangiananalysisofcontinua3d)將南京a、b大廈支護(hù)結(jié)構(gòu)(懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)、單層支點(diǎn)混合支護(hù)結(jié)構(gòu)、鉆孔灌注樁連拱支護(hù)結(jié)構(gòu))與一定范圍內(nèi)的土體(長、寬、高)作為一個整體，結(jié)合基...

本文采用數(shù)值模擬方法預(yù)測由近地三維流動風(fēng)引起的建筑物的表面風(fēng)壓。文中運(yùn)用一種擴(kuò)展的ｋ－ε紊流封閉模型，導(dǎo)得了穩(wěn)態(tài)流動風(fēng)的統(tǒng)一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實(shí)現(xiàn)了非線性離散化方程的求解。實(shí)例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側(cè)風(fēng)面和頂面風(fēng)壓值的預(yù)測。

本文采用數(shù)值模擬方法預(yù)測由近地三維流動風(fēng)引起的建筑物的表面風(fēng)壓。文中運(yùn)用一種擴(kuò)展的ｋ－ε紊流封閉模型，導(dǎo)得了穩(wěn)態(tài)流動風(fēng)的統(tǒng)一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實(shí)現(xiàn)了非線性離散化方程的求解。實(shí)例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側(cè)風(fēng)面和頂面風(fēng)壓值的預(yù)測。

斷層破碎帶隧道圍巖穩(wěn)定性差,為了解超前小導(dǎo)管注漿加固圍巖的效果,對隧道的開挖過程進(jìn)行了三維有限元數(shù)值分析,數(shù)值計算結(jié)果和隧道拱頂下沉量測結(jié)果都證明了所選預(yù)加固措施的有效性,保證了斷層破碎帶隧道施工的安全。

大水溝隧道是錦屏水電站上線公路的最后一座隧道,最大開挖跨度達(dá)16.4m,高跨比僅有0.57,進(jìn)口段埋深淺且存在偏壓。根據(jù)大跨扁平隧道的受力和變形特點(diǎn),在施工時采用密排多層小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)加固圍巖、臺階法開挖并及時進(jìn)行支護(hù)。施工過程的三維數(shù)值模擬結(jié)果及隧道變形監(jiān)測結(jié)果都表明,所采用的施工方案是合理的,保證了施工安全。

研究了雙連拱隧道施工過程中左右洞施工的相互影響、中墻的變形及其控制問題。其方法為將隧道施工工序分為20步;利用ansys程序?qū)λ淼赖膰鷰r、中墻的變形、受力變化過程進(jìn)行了三維有限元仿真分析,得到了右洞開挖對左洞圍巖位移的影響范圍約為開挖面前后3b(b為單洞開挖跨度,為12m)。右洞施工時,開挖面后方的中墻產(chǎn)生整體向左的偏轉(zhuǎn),墻身中部向左側(cè)鼓出,基部右趾向上抬起。中墻側(cè)的回填有效地抑制了中墻的變形,所以施工時中墻側(cè)必須回填密實(shí)。為了控制中墻的變形,兩開挖面間距應(yīng)小于2.5b～3.0b。

革鎮(zhèn)堡隧道是遼寧省的重點(diǎn)建設(shè)工程,其中破碎段巖體地質(zhì)條件復(fù)雜,傳統(tǒng)方法不能很好地反映其力學(xué)行為。針對上述問題,在建立大規(guī)模的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的數(shù)值網(wǎng)格基礎(chǔ)上,采用三維巖土工程軟件flac3d,分別根據(jù)無支護(hù)、初次支護(hù)和二次支護(hù)3種情況,4m一個步長,分為上下兩臺階對該段隧道的分步動態(tài)施工過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。通過對位移場、應(yīng)力場的演化情況和塑性區(qū)分布的模擬計算,分析了開挖支護(hù)動態(tài)過程的復(fù)雜力學(xué)行為。計算結(jié)果顯示,位移與監(jiān)測數(shù)據(jù)比較一致,現(xiàn)有的二次支護(hù)方案能夠保證圍巖的穩(wěn)定性。數(shù)值模擬的結(jié)果對于該段隧道的施工具有指導(dǎo)意義。

為分析地層凍結(jié)加固對超大斷面隧道施工的影響,本文以港珠澳大橋連接線拱北隧道為依托建立了有限元模型,根據(jù)是否進(jìn)行地層凍結(jié)加固分兩種施工方案,分析了兩種工況下的地表沉降、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力及隧道周邊收斂規(guī)律。結(jié)果表明:分步多臺階開挖方法下采用凍結(jié)法對地層加固處理能降低最大地表沉降、支護(hù)橫撐壓力、豎撐壓力,降低幅度分別為80%、11.6%、44.8%,有效減少最大拱頂沉降值以及最大仰拱隆起值分別達(dá)63%、70%,加固效果較好。在隧道施工過程中仰拱底部處于最不利位置,應(yīng)及時施作襯砌,盡快閉合支護(hù)體系,保證施工安全順利進(jìn)行。

以金麗溫高速公路二期工程里東隧道為工程背景,采用有限元法對溫州端洞口段40m連拱隧道進(jìn)行了施工全過程三維數(shù)值模擬,得出了地層及地表在施工全過程中的沉降分布規(guī)律與大小,并與1/20的實(shí)物相似模型試驗(yàn)進(jìn)行對比,提出了連拱隧道施工全過程地層沉降變化規(guī)律與施工中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域,對實(shí)際工程進(jìn)行直接指導(dǎo)并為同類工程提供參考

收稿日期：2012－06－25；修回日期：2012－12－13 作者簡介：劉遠(yuǎn)亮（1980－），男（漢族），廣東人，廣東省建筑科學(xué)研究院工程師，地質(zhì)工程專業(yè)，博士，從事巖土工程數(shù)值模擬計算、巖土力學(xué) 和工程地質(zhì)等研究工作，廣東省廣州市先烈東路121號3號辦公樓206，liang801014@126．com。 基坑開挖對鄰近地鐵隧道影響的 midasgts三維數(shù)值模擬分析 劉遠(yuǎn)亮 （廣東省建筑科學(xué)研究院，廣東廣州510500） 摘要：隨著城市地鐵工程的高速發(fā)展，地面建筑物基坑的施工將必然會對鄰近的地鐵隧道造成一定的影響，運(yùn)用 midasgts三維數(shù)值模擬計算軟件分析基坑開挖對鄰近地鐵隧道的影響，對地層自重固結(jié)、基坑開挖施工的整個過 程進(jìn)行模擬分析，計算的結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比表明，該方法對實(shí)際工程有一定的指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞

本文以蘭州市某地鐵出站口為研究對象,利用有限元軟件midasgtsnx建立三維模型,研究該基坑在開挖過程中,樁體變形、鋼支撐內(nèi)力變化、土體的沉降規(guī)律及鋼支撐的作用位置對基坑穩(wěn)定性的影響。

考慮清江水布埡樞紐大型地下廠房圍巖(包括主要斷層在內(nèi))的復(fù)雜地質(zhì)條件,建立了其三維數(shù)值模型,對軟巖置換、分步開挖及支護(hù)的施工全過程進(jìn)行了數(shù)值模擬?；谟嬎憬Y(jié)果,對比分析了毛洞與分步開挖支護(hù)兩種情況下,若干典型斷面各施工過程步的應(yīng)力分布、頂拱沉降和側(cè)墻收斂變形及其演化過程。分析表明:計算結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測信息具有較好的一致性,支護(hù)條件下該地下廠房總體上是穩(wěn)定的,計算成果對后續(xù)施工與支護(hù)方案的動態(tài)設(shè)計優(yōu)化具有指導(dǎo)意義。

用deform-3d軟件建立了攪拌摩擦焊三維熱-力耦合模型,模擬焊接過程中攪拌頭溫度和應(yīng)力場的分布狀態(tài).結(jié)果表明,溫度和應(yīng)力場受攪拌頭結(jié)構(gòu)影響顯著,攪拌針錐度減小、根部和端部直徑減小,摩擦阻力和摩擦產(chǎn)生的熱量減小,導(dǎo)致攪拌頭的溫度和應(yīng)力場隨之減小;攪拌針三平面切面深度增大,導(dǎo)致攪拌頭的溫度和應(yīng)力場也相應(yīng)增加,其中處于攪拌針前進(jìn)側(cè)的等效應(yīng)力顯著提高.

傳統(tǒng)采暖房內(nèi)熱環(huán)境的三維數(shù)值模擬——為了分析傳統(tǒng)散熱器采暖房內(nèi)的熱利用效果，在抽象物理模型基礎(chǔ)上，建立散熱器采暖房內(nèi)熱環(huán)境的三維數(shù)值模型，模擬傳統(tǒng)采暖房內(nèi)的熱環(huán)境，基于新型采暖熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)分析散熱器安裝位置對采暖房內(nèi)熱環(huán)境的影響．結(jié)果表明，...

強(qiáng)夯加固回填土地基的三維數(shù)值模擬——針對回填土地基，基于abaqus有限元軟件，采用大變形幾何非線性三維有限元方法對強(qiáng)夯加固效果進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析中考慮每一次夯擊引起的塑性變形，確定前次夯擊后土體塑性區(qū)開展的形狀，并調(diào)整塑性區(qū)的土性參數(shù)，以此作為...

軟土地基上建筑物沉降的三維數(shù)值模擬分析——受場地地質(zhì)條件的限制，很多建筑物采用高壓縮性的軟土作為天然地基，軟土地基的不均勻沉降會威脅到結(jié)構(gòu)的安全。不均勻沉降受上部荷載、結(jié)構(gòu)剛度以及土層的不均勻性等因素的影響，傳統(tǒng)的分層總和法不能全面地考慮這些...

利用cfd軟件fluent對多級導(dǎo)葉式清水離心泵的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了葉輪及導(dǎo)葉內(nèi)部流道的速度和壓力分布規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)了葉輪進(jìn)口回流,出口的二次流動特征等葉輪內(nèi)部流動的細(xì)節(jié),導(dǎo)葉出口區(qū)產(chǎn)生了一個低壓區(qū)等流動特征。然后根據(jù)自編計算軟件利用計算得到的速度場數(shù)據(jù)計算出泵的揚(yáng)程、功率、效率和流量之間的關(guān)系曲線,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:在設(shè)計工況附近,預(yù)測值與試驗(yàn)值吻合較好,在其它工況點(diǎn),特別是小流量工況點(diǎn),誤差較大。

介紹了通徑為20″(1″=25.4mm)的大口徑中壓球閥閥體、新型c形金屬密封環(huán)組件等的結(jié)構(gòu)設(shè)計;在閥座與球體之間采用整體碟形彈簧和新型閥座密封填料,以保證高壓密封,提高使用壽命;閥芯采用空心球體結(jié)構(gòu)和分段沖壓成形加工工藝,有效地保證了球體的加工精度和質(zhì)量,降低了生產(chǎn)成本;在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,充分考慮了球閥的密封、防火、啟閉傳動及制造工藝的要求;對其中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的球閥閥體和空心球形閥芯進(jìn)行了強(qiáng)度計算和ansys應(yīng)力、應(yīng)變模擬分析計算,二者計算結(jié)果一致,并認(rèn)為閥體的厚度由其大開孔處局部應(yīng)力的整體補(bǔ)強(qiáng)確定。

冰川槽谷是一種常見的冰川侵蝕地貌.在冰川侵蝕地貌研究中,冰川槽谷占據(jù)著重要地位.與發(fā)育的河流呈蛇曲狀成鮮明對照,發(fā)育的冰川槽谷往往比較寬直.這種比較直的冰川槽谷只是局部地區(qū)的特有現(xiàn)象還是普遍特征?控制冰川槽谷比較直的主因是什么?截至目前,學(xué)者暫未對這些科學(xué)問題展開研究.本文運(yùn)用三維有限單元法,建立了冰川侵蝕作用的數(shù)值模型,模擬了冰川槽谷的侵蝕演化過程.數(shù)值模擬結(jié)果顯示:(1)彎曲蜿蜒的冰川在向深部侵蝕形成u形谷的同時還存在側(cè)向侵蝕,迎冰坡的侵蝕速率大于背冰坡的侵蝕速率;(2)坡度越小(大),冰川侵蝕作用強(qiáng)度越小(大);(3)冰流量越小(大),冰川侵蝕作用強(qiáng)度越小(大).冰川在侵蝕過程中,由于迎冰坡的侵蝕速率始終較背冰坡的大,導(dǎo)致冰川谷始終向著更直的形態(tài)發(fā)展.本文的主要結(jié)論是:冰川槽谷的形狀演化主要受冰川自身侵蝕機(jī)理的控制,冰川槽谷形態(tài)具有削彎取直的演化趨勢.

結(jié)合我國西部某地下廠房洞室群區(qū)域地形地質(zhì)條件,采用三維非線性有限元法模擬洞室群分級開挖全過程,揭示了圍巖及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場、位移場及破壞區(qū)分布規(guī)律,探明了圍巖可能的失穩(wěn)部位和失穩(wěn)方式以及主廠房、壓力管道、尾水調(diào)壓室及尾水洞等主要洞室分級開挖過程中的圍巖變位與穩(wěn)定性,為類似工程的設(shè)計與施工提供參考。

針對城市建筑物分布對人類活動風(fēng)環(huán)境評價困難問題,引入數(shù)值模擬方法。對某大學(xué)校園局部建筑物群建立三維分析模型,分別應(yīng)用三維湍流κ-ε方程中standard湍流模型、kng湍流模型和realizable湍流模型,計算了2m以下人類活動環(huán)境的風(fēng)場,并與實(shí)際測量的建筑物風(fēng)環(huán)境數(shù)值相比較,最終得到三種模型類型,均能滿足工程計算精度要求;但相對而言,在建筑物拐角之處,由realizable湍流模型計算出來的風(fēng)場更能接近實(shí)際。

應(yīng)用ansys/ls-dyna分析技術(shù)對彈丸侵徹雙層均質(zhì)鋼板進(jìn)行數(shù)值分析,獲取了彈丸侵徹鋼板的速度、加速度變化曲線和規(guī)律,以期為硬目標(biāo)侵徹引信設(shè)計中的參數(shù)優(yōu)化及抗高過載加速度傳感器的選擇提供理論依據(jù).利用ls-dyna有限元程序,用彈塑性模型建立材料模型,對高速彈丸侵徹均質(zhì)鋼板問題進(jìn)行了數(shù)值模擬,為引信設(shè)計提供參考.