不同开挖方式对黄土浅埋隧道地表变形影响研究

目的研究影响隧道开挖引起的围岩变形与上覆地表沉降规律。方法以山西省某黄土特长隧道为工程背景,利用Midas-GTS软件模拟浅埋黄土隧道开挖与支护过程,分别选择环形留核心土法和双侧壁导坑法研究不同开挖方法对黄土隧道开挖过程中地表沉降和围岩变形的影响。结果与环形留核心土方法比较,采用双侧壁导坑法时隧道左线轴线上方地表竖向位移降低57.3%,右线降低53.9%;隧道左线拱顶下沉降低36.1%,右线降低38.4%;隧道左线拱底竖向位移降低47.2%,右线降低40.9%;隧道左线拱腰处水平位移降低73.7%,右线降低66.3%。结论采用双侧壁导坑法更适合黄土浅埋隧道的施工,对类似黄土隧道的施工提供参考。     

由地铁隧道工程引起地表横向沉降的预测分析

应用Peck法、Logan-Poulous法、随机介质理论等方法对由地铁隧道工程引起的地表横向沉降进行预测,并对上述方法的实质加以研究。用STS沉降预测系统对实测数据进行分析和计算,并通过实测曲线和预测曲线的比对分析,验证上述方法的预测精确性。     

大跨度公路隧道施工力学响应数值试验研究

大跨隧道施工力学行为极为复杂,明确其力学行为及应力水平对大跨隧道设计与施工有积极意义.以某四车道公路隧道为工程背景,借助数值模拟手段建立了三维围岩-结构隧道施工力学模型,对不同开挖方案下四车道公路隧道施工力学响应进行了对比分析,获得了大跨隧道围岩和支护结构的位移、应力及塑性破坏区等的分布特征与演变规律,提出了适合Ⅴ级围岩条件下大跨隧道合理开挖方法和控制措施,研究成果可以为同类隧道工程的设计与施工提供理论参考.     

基于MIDAS/GTS的隧道盾构施工对地表沉降的影响分析

目的随着合肥城市建设的发展,城市空间变的越来越拥挤,交通在一定程度上也受到阻碍,因此需建设城市地铁以缓解交通压力。方法以合肥地铁二号线为背景,采用盾构法施工,此施工方法会造成地表沉降,所以必须把地表沉降值控制在一定的范围内。同时基于地表沉降的监测数据,并结合软件模拟。结果得出了盾构施工开挖对地表沉降的影响因素;对DB-93和DB-95截面的监测数据进行分析,总结出相关的地表沉降规律。结论盾构掘进压力对地表纵向位移沉降影响较大,本区间的掘进压力应控制在600kPa较为合适。等代层厚度的取值对地表沉降的影响较大,本区间的等代层厚度取0.3m较为合适。对盾构开挖DB-93和DB-95截面的监测数据分析得出,DB-93开挖截面的沉降值均不超过30mm;土体可能发生部分塑性变形,因此后期注浆衬砌要及时有效,控制地表沉降。监测点DB-95-04~06处土体易发生超挖,应对易引起超挖的位置及时有效注浆,控制地表沉降。模拟数值与监测数值对比的结果基本吻合,说明该研究成果可以为工程施工提供借鉴。     

泥质砂岩地层盾构掘进参数对地表沉降的显著性影响分析

本文以双线盾构隧道穿越泥质砂岩地层为背景，以地表沉降为评价指标，基于正交试验原理设计不同工况，采用FLAC^3D分析盾构掘进参数中土仓压力、注浆压力和顶推力这3个主要掘进参数在盾构隧道下穿珠江过程中对地表沉降的影响，并选取不同工况下地表沉降最大值，利用极差分析和方差分析两种方法，通过SPSS数据分析软件对结果进行处理，最终确定3个主要掘进参数对地表沉降的影响顺序。结果表明：适当增大掘进参数可以保证盾构施工安全，减少盾构隧道施工对地表沉降的影响；土仓压力取值为0.25 MPa时，对地表沉降控制效果最好；注浆压力取值超过0.4 MPa，顶推力超过0.25 MPa时，对地表沉降控制效果不明显，最终确定本工程合理的掘进参数取值为：土仓压力0.25 MPa，注浆压力0.4 MPa，顶推力0.25 MPa；在影响地表沉降的主要掘进参数中，土仓压力对地表沉降的影响最大，其次为注浆压力，影响最小的为顶推力。     

基坑施工对近距地铁隧道安全性的影响

为出行方便,许多城市新建工程选址在地铁沿线,但基坑开挖卸荷会对周围土层产生影响,并引起邻近既有构筑物产生偏移、变形和沉降,严重者甚至发生开裂破坏。因此,本文以重庆轨道交通三号线观音桥至红旗河沟区间的某基坑工程为例,通过三维数值分析的方法,研究了基坑施工对近距地铁隧道的影响,通过轨道结构截面安全与裂缝宽度验算分析隧道变形的安全性,以期为类似工程提供参考。     

基于BP神经网络的韶山地表径流pH预测研究

建立地表水pH预报模型来分析酸沉降下地表径流的酸化趋势,对于研究酸沉降对小流域生态系统的影响和酸雨的防治工作都具有重要意义。韶山地表径流酸度的变化具有很强的非线性特性,要对其酸度进行较为准确的预测,就必须采用能捕捉非线性变化规律的预报方法,因此,尝试选用BP人工神经网络对韶山地表径流酸度进行模拟预测,结果表明,该方法预测的精度较高,在地表径流酸度的预测中有一定的适用性。     

深基坑开挖对邻近通道影响的实测及数值分析

【目的】研究基坑开挖对邻近通道的影响,为邻近通道基坑开挖工程的设计与施工提供参考。【方法】以重庆某周围存在邻近人防洞通道的岩质深基坑工程为例,通过数值模拟和现场观测,研究土岩组合地层基坑与通道变形、通道拱脚推力及围岩破坏模式的关系。【结果】邻近通道会改变地表最大沉降点位置,土岩组合地层中地表沉降主要与基坑的水平位移和通道沉降有关。通道与基坑之间围岩间壁厚度较大时,隧洞破坏来自于拱顶;间壁厚度较小时,隧洞破坏来自于侧壁。由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,通道主要表现为横向变形。【结论】邻近通道会增加基坑的水平位移与沉降,通道的破坏方式与间壁岩体厚度有关。     

浅议基坑变形及其监测

随着超高层建筑的高速发展,基坑工程施工中对基坑监测及其周边相邻建筑物、道路、地下管线、隧道等保护对象进行沉降及水平位移监测,已越来越受到人们的重视和推广.在过去几年中,因深基坑工程开挖引起基坑变形、周边相邻建(构)筑物沉降,从而导致基坑坍塌、相邻建(构)筑物开裂甚至倒塌的工程事故频发,造成了严重的人员伤亡事故和经济损失.     

连续地表位移作用下埋地管道应变计算模型

油气长输管道途经多种复杂地质环境,经常面临地质灾害的威胁。针对现有地质灾害段管道地表位移监测数据离散型的特征,提出了一种基于三次样条插值的地表位移三维重构方法,实现了地表位移的连续表示。在此基础上,采用非线性有限元方法,依据非线性土弹簧单元描述管土相互作用,利用Ramberg-Osgood本构模型描述管材力学特性,使用INP参数化编程语言建立了参数化的连续地表位移作用下埋地管道应变计算模型。新建模型能够考虑温度、外压等工作载荷与管道实际路由对管道初始应力的影响,实现管道应变的准确计算。采用C#编程语言,编制了基于C/S架构的管道设计应变智能计算与评估软件。研究结果可为智慧管道数字孪生的建设与地质灾害地段管道的完整性评估提供技术支撑。(图7,表3,参25)     

复合地基加固区下卧层的变形计算

现行复合地基沉降计算中,理论计算值与实际观测值存在较大差异。基于Mindlin课题的位移解,提出了计算复合地基加固区下卧层沉降的一种简单、实用的新方法。其计算结果与实际沉降观测值基本吻合。     

复杂地形黄土斜井稳定性分析及施工优化

为了研究复杂地形黄土斜井开挖数值模型,分析开挖前后坡体稳定性和斜井结构安全性,优化设计施工方案,采用有限元强度折减法分析坡体稳定性,通过对比不同开挖方式下斜井的变形特点和应力分布规律,提出斜井开挖及支护优化方案。研究表明,根据实际地形采有限元方法模拟开挖过程、采用强度折减法分析坡体稳定性,不需要简化地形,可实现斜井开挖工况模拟和安全分析,对斜井设计和施工具有积极的指导作用。     

基于TIN模型的土方量计算方法研究及应用

土方量计算是工程项目中经常遇到的问题,快速准确高效地计算土方量对于合理安排工程进度、工程量大小计算和投资预算等具有非常重要的意义.该文介绍了利用GPS接收器获取三维地形点数据,基于TIN模型,运用三棱柱法在ARCGIS中计算填挖土方量的工作方法,并以渑池县红花窝土地开发整理项目为例对计算进行进一步验证.将填挖土方量的计算结果与实际结果相比较,挖方误差约为-4.7％,填方误差约为-1％.研究表明该方法计算土方量是可行的,具有较高的精度和可视化效果,可作为工程土方计算的主要方法.     

油气管沟土石方开挖量的积分计算

随着长距离油气管道沿线地形、地貌、地质条件不断变化,管沟的开挖形状也不断变化,为此难以准确计算管沟土石方开挖量。结合油气管沟开挖的技术要求,建立了油气管沟的几何模型,并将复杂的油气管沟几何模型分解为直线型体积单元和圆曲线型体积单元两种类型,利用积分法求出两种体积单元的体积计算公式。其中,圆曲线型体积单元的计算公式较复杂,采用多条线段拟合圆弧的方法对其进行验算,结果表明:圆曲线型体积单元计算公式推导合理,可以用于计算油气管沟的土石方开挖量。(图4,表2,参20)     

典型地质灾害下埋地管道的应力计算

地质灾害是导致埋地油气管道破坏失效的主要原因之一,特别是管道沿线的山体滑坡、地层沉降及地面塌陷等严重威胁着管道的安全运行。基于已有研究,介绍了几种分析管土耦合作用的常用模型,总结了地质灾害作用下埋地管道应力计算方法。采用实验模拟与数值模拟相结合的手段,开展了塌陷、沉降以及滑坡地质灾害下管土相互作用实验以及FLAC 3D数值模拟,分别得到了3种地质灾害下的管道应力分布情况,通过比较实验结果、数值模拟结果以及管道理论模型计算结果可得:采用有限差分软件FLAC 3D开展管土相互作用模拟是可行的;仅考虑管道、输送介质以及土体重力载荷得到的理论计算结果与实验及数值模拟的结果相差很大,需要考虑土体摩擦力以及黏聚力等参数的影响,对管道应力计算方法进行改进。     

立式储罐静力分析的简化有限元模型

有效的有限元模型以及合理的网格划分是大型储罐局部缺陷应力分析的基础。为了在保持计算精度的同时降低大型储罐有限元计算的计算量,通过初步分析弹性地基接触模型计算的储罐沉降和变形,结合底板的应力分布和变形特点,将储罐底板翘离位置截面上的位移作为边界条件代替未翘离的底板和整个地基,进而得到简化的二维储罐模型,通过研究各方向网格尺寸对计算结果的影响获得合适的网格划分方式,最后得到简化的三维储罐模型。对比分析表明:经过简化的二维、三维储罐模型,有足够的精度代替完整的弹性地基接触模型进行大型储罐的静力分析,既可用于计算焊缝附近裂纹缺陷的应力强度因子,又可用于评估储罐的剩余强度。     

环舱式内浮顶油罐倾斜的处理

１４２号罐更新为环舱式内浮顶油罐后，罐体发生倾斜，由于浮盘较重，因此，现场分步正油罐罐体，先使倾斜一边的浮盘支柱落到罐的基础上，用空气吹砂法砂法矫正油罐主体；再用千斤顶顶起浮盘，修补罐底，然后试水，合格后恢复油罐附件，纠斜收到了预期效果。     

玉米叶片形态建模与网格简化算法研究

【目的】协调禾本科作物形态模型的可视化效果和计算效率之间的关系。【方法】提出一种利用非均匀有理B样条（NURBS）插值结合使用多直线段分裂算法（splitting）来重建玉米叶片三维形态并实现曲面网格简化控制的方法。【结果】该方法利用三维数字化仪采集的数据点，通过计算节点矢量、差值计算反求曲面控制点等步骤构造出玉米叶片曲面，具有较强地真实感效果；根据叶片形态特征，采用多直线段分裂算法的逆运算来对叶片曲面网格数量进行简化，在尽可能保持曲面特征的同时可显著降低网格数目。【结论】应用该方法进行玉米冠层可视化与光分布计算，结果表明，在不显著增大计算误差的前提下，可以明显地提高计算效率。     

大伙房水库主溢洪道三维流场数值模拟

采用RNGk-ε双方程模型模拟湍流,利用流体体积分数法(VOF)确定自由水面线,笛卡尔自适应网格与部分面积体积障碍模拟法(FAVOR)处理复杂的几何边界,成功地对大伙房水库主溢洪道流场进行了三维紊流数值模拟,得到了自由水面、溢洪道堰面压力、断面流速大小、分布和三维流场的分布规律,结果分析表明数值模拟与物理实验结果吻合较好。     

城市景观三维可视化系统的应用研究——以青岛市为例

为了全面、综合地安排城市空间,合理利用土地,实现对城市景观的合理规划和管理,对城市景观三维可视化系统进行了研究。利用数据三库（DEM、DOM、DLG）一体化管理的功能,并基于数字摄影测量工作站（DPW）在VRMAP软件下建立三维城市模型。利用航空相片,通过数字摄影测量工作站制作数字地面高程模型（DEM）及正射影像（DOM）,两者通过地理坐标叠加套合,生成地表模型。然后对模型进行编辑和贴纹理,建筑物顶面的纹理可以从航空像片及DOM上提取,侧面的纹理要用数码相机在实地拍摄。对于独立地物（如树、电杆、花坛等）可用VRMODEL或3DMAX单独建立,力求形象逼真。对于建筑物、街道（包括路坎）、独立地物（包括树、路灯、花坛等）、三维注记等,将三维模型与地表模型精确套合,在统一的坐标体系中逼真表现三维景观,从而为三维空间信息的查询和分析奠定了基础。对城市实体的数据进行采集与数字建模,并将三维城市景观模型应用到城市景观设计,城市景观规划,城市景观评价,城市景观设施查询等领域,建立三维可视化应用系统,实现对应用系统的三维可视化操作和分析。结果表明上述方法切实可行,所形成的城市景观三维系统能够实现对城市景观的规划和管理。