盾构开挖顶推力对下平行隧道影响的数值分析

以滨海软土地层中盾构隧道平行上穿既有隧道为背景,通过数值仿真软件对开挖动态过程进行了精细化模拟,研究盾构隧道施工顶推力对周边地层及其内部既有隧道受力变形的影响。结果表明,在新建隧道上穿施工过程中,开挖扰动对地层的影响范围主要集中在距离开挖面-1.0~1.5D区域内(D为盾构隧道外径),扰动效果以新建隧道轴线为中心呈环状向外扩散,盾构顶推力从0.1MPa增至0.4MPa时,地表变形及1.0D范围内地层压力均增大20%以上;新建隧道平行上穿既有隧道过程中,既有隧道断面变形从横向鼓曲变为竖向拉伸,且整体出现上浮现象,顶推力达0.3MPa后,既有隧道拱底和拱顶隆起速度增加,以拱底为基准,顶推力自0.1MPa增加至0.4MPa时,隧道上浮量增大34.2%;施工过程中除保证常规地表变形监测外,对于近接平行上穿施工还需加强对既有隧道竖向变形的监控,必要时采取结构加固措施和施工参数综合调整办法,以降低开挖扰动对周边地层和结构物的影响。     

基坑开挖对既有地铁隧道影响数值研究

为研究基坑开挖对既有地铁隧道变形的影响,以武汉市中国新闻社中部新闻信息中心深基坑工程对周围既有武汉地铁2号线和5号线影响为项目依托（基坑项目侵入轨道交通2号线、5号线安全保护区之内）,采用数值模拟方法研究和评估基坑开挖对周围隧道变形的影响,为工程建设评估提供一定的参考。结果表明：项目基坑开挖会对既有区间隧道产生一定的影响。E=3Es(E=6Es)条件下,5号线隧道水平位移变化为2.21 mm(1.71 mm),竖直位移变化0.05 mm(0.05 mm),2号线隧道最大水平位移为3.98 mm(3.14 mm),竖直位移变化2.44 mm(1.92 mm)。在采取一定的工程措施之后,相关影响可以控制在可接受的范围之内。     

浅埋偏压隧道开挖方案的分析研究

采用CRD法,对浅埋偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟.分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、初期支护的内力,并进行比较.数值结果表明:隧道开挖按照外侧上部-内侧上部-外侧下部-内测下部的顺序进行时,开挖过程应力、位移较小.边墙与仰拱交界处和拱顶均是施工中应重点关注的部位.     

近距离双洞单线地铁隧道开挖变形规律分析

地下工程的建设,不可避免地会造成地层的沉降变形以及地面塌陷等现象,如何有效降低地铁隧道开挖造成的变形,是地铁隧道建设一直以来工作的重点和难点.以天津地铁6号线双洞单线段为例,采用MIDAS数值模拟软件建立三维隧道开挖地质模型,分析不同隧道截面对围岩变形的影响,在此基础上分析不同双洞间距对隧道开挖的影响.结果表明：圆形断面隧道相比其他三种断面变形量相对最小,其次为拱形断面隧道,次之为三心圆断面隧道效果最差,且圆形断面隧道剪应力变化偏转情况相对幅度和偏转范围也最小,最有利于隧道施工;双洞隧道间土层变形受双洞间距的影响,双洞间距越小,围岩变形程度越大,当双洞距离大于25 m后,围岩变形程度受双洞间距的影响程度逐渐减缓.     

大断面隧道开挖稳定性数值模拟分析

由于山岭隧道穿越地层较多,地质条件复杂多样,以某大断面山岭铁路隧道建设为实例,运用FLAC3D差分有限元软件对大断面隧道分别采用了三种不同的开挖方式进行数值模拟计算,通过分析隧道围岩位移、应力大小以及塑性区域来判断隧道稳定性.得出以下结论:CD法开挖时的水平位移与竖向位移最小,其次是上下台阶法,最大的是全断面法.采用C...     

深基坑开挖引起的地表沉降变形及影响因素分析

为研究深基坑开挖引起的地表沉降变形规律,运用有限元软件对合肥地区某深基坑工程进行了数值计算,并对该基坑进行了现场监测,现场监测数据与数值模拟结果吻合良好。在此基础上深入分析了深基坑开挖地表沉降变形的影响因素。结果表明:基坑周边地表沉降量随着距基坑边缘距离的增大,呈先增大后减小的趋势,邻近基坑地表沉降具有明显的空间效应,基坑长边中部断面地表沉降最大,短边中部断面次之,坑角断面最小。适当增加土体抗剪强度、地下连续墙厚度以及嵌固深度,可以有效抑制深基坑开挖引起的地表沉降,但是增加到一定程度时,这种抑制地表沉降的效果十分有限。     

四官寨隧道台阶法施工开挖台阶高度数值分析

在隧道开挖时,对围岩运用三台阶施工一般比CD法、CRD法等容易发生大变形,甚至塌方等事故。但由于三台阶法施工具有工期短、施工方便等优势,而被施工单位广为采用。本文依据四官寨隧道,运用数值分析,对上台阶开挖高度进行对比分析,得到上台阶的合理开挖高度。对比3种不同工况的上台阶开挖高度对隧道衬砌产生的作用得出,在施工中采用4 m左右的上台阶高度是相对有利的,为工程施工提供理论指导。     

盾构隧道下穿引起铁路轨道沉降变形数值研究

结合福州某地铁双线盾构隧道下穿铁路轨道的工程实例,采用有限元数值模拟与实测值相结合的方法,分析研究了盾构隧道在下穿的施工过程中对轨道沉降、轨道水平偏差以及轨向偏差影响的一般性规律,探讨了不同盾构隧道埋深条件下的轨道沉降与变形规律。研究表明,轨道沉降主要发生在盾构掌子面到达前、盾构通过期间及盾尾通过后的3个阶段;最大水平偏差一般出现在掌子面到达隧轨相交处位置;最大轨向偏差一般发生在掌子面到达轨道线路之前或通过轨道线路以后1倍的盾构隧道直径左右的距离位置;同时表明,在不考虑地下水位的情况下,盾构隧道埋深越大,轨道线路沉降与变形越小,列车运行越平稳安全。     

软土地面中机械化双叠隧道的三维数值模拟

研究目的：通过三维数值模拟,研究隧道施工过程对双叠隧道的影响。创新要点：使用全三维数值模拟方法研究软土中双叠隧道施工对先挖隧道或地面的影响。研究方法：1.运用FLAC软件创建双叠隧道的三维数值模型（图1）;2.分情况模拟机械化双叠隧道的挖掘过程;3.研究不同情况下的地面沉降,水平地面位移,以及隧道衬砌的法向位移、法向力、纵向力和弯曲力矩等。重要结论：1.新隧道施工对现有的隧道有很大的影响,最大影响出现在先挖上层隧道的情况下;2.一般来说,上层隧道的挖掘会比下层隧道产生更大的地面沉降;3.下层隧道产生的法向力总是比上层隧道大;4.在多数情况下,下层隧道产生的法向位移和弯曲力矩要比上层隧道小。     

3D finite element simulation of tunnel boring machine construction processes in deep water conveyance tunnel

Applying stiffness migration method, a 3D finite element mechanical model is established to simulate the excavation and advance processes. By using 3D nonlinear finite element method, the tunnel boring machine (TBM) excavation process is dynamically simulated to analyze the stress and strain field status of surrounding rock and segment. The maximum tensile stress of segment ring caused by tunnel construction mainly lies in arch bottom and presents zonal distribution. The stress increases slightly and limitedly in the course of excavation. The maxi-mum and minimum displacements of segment, manifesting as zonal distribution, distribute in arch bottom and vault respectively. The displacements slightly increase with the advance of TBM and gradually tend to stability.     

生物大分子计算机模拟中的并行运算

利用PC和DEC工作站实现了计算机并行计算，结合生物信息学中的分子动力学模拟，对并行效率和计算结果进行了大量实验分析，同时用并行的分子动力学模拟软件对GB1蛋白质高温变性进行了简单分析。     

TBM construction process simulation and performance optimization

Long tunnel excavation with tunnel boring ily affected by uncertainties and needs to be adjusted machine （TBM） is a complex and stochastic process. It is eas- according to specific geological conditions in different tunnel sections, which makes the construction scheduling and management difficult. Based on the rock mass classification, this paper estimates the penetration rate. Using the rate, a cyclic network simulation （CYCLONE） model of TBM boring system is established, and the advance rates under different geological conditions are determined. Then, the impact of different cutter head thrust, which is chosen in reasonable range according to previous experiences, on pro- ject schedule is analyzed. Moreover, the simulation model of mucking system is built to determine the number of muck trains and rail intersections reasonably, regarding the efficiency of muck loading and material transporting. Based on the interaction and interrelation between TBM boring system and mucking system, the combined CY- CLONE model for the entire tunneling process is established. Then reasonable construction schedule, the utilization rate of working resources, and the probability of project completion are obtained through the model programming. At last, a project application shows the feasibility of the presented method.     

大型螺旋锥齿轮热处理变形的数值模拟与测量

应用计算流体力学软件Flow3D对大型螺旋锥齿轮在淬火过程中的变形情况进行数值模拟,并通过逆向反求和数模比对技术测定实际的热处理变形量,结果表明数值计算与实际测量结果较吻合,数值模拟可以有效地预测热处理后轮齿的变形情况。轮齿的热处理变形具有不均匀性,大端的变形量大于小端的变形量。凸齿面和凹齿面表现出不同的变形趋势,凸齿面主要产生负偏移,凹齿面主要产生正偏移。     

Dust diffusion simulation in the third layer construction of underground powerhouse

Under forced ventilation, the dust diffusion of underground powerhouse construction is investigated using a 3D high Reynolds number k-ε model. The interfacial momentum transfers and the wall roughness in the wall function are considered. Ventilation in the third layer of underground powerhouse of Xiangjiaba hydropower station is used as a case. The geometric structure has a decisive effect on the airflow distribution. It is concluded that the dust concentration decreases gradually with the increase of the ventilation time. However, iso-concentration curves have the same tendency after 1 800 s. The dust concentration meets the ventilation and dust-prevention health standard after 2 300 s. The prediction by the present model is confirmed by the experimental measurement by Nakayama.     

波荡器磁场的数值模拟

推导了菱形磁块体外磁场分布的表达式,并编制了计算程序对波荡器的磁场进了数值模拟,得出了横向磁场的轴向分布和横向分布,计算了横向磁场的均匀度。为实验方案的设计提供了理论依据     

大断面公路隧道施工围岩稳定性数值分析

针对昆-石高速公路阳宗隧道断面跨度大的特点,通过经济技术、操作难易程度的综合比较,阳宗隧道使用WTD系统锚杆支护对围岩进行加固,效果良好。使用高性能混凝土作为隧道二次衬砌,降低病害的发生,减少整治麻烦,给隧道施工和运营都带来极大的方便。采用地层-结构模式,运用同济曙光软件分析地质条件较差的Ⅴ级围岩隧道施工方法对围岩稳定性的扰动规律,计算结果表明施工方法选择合理;采用荷载-结构模式,应用有限元软件-ANSYS对二衬结构的安全性进行检算,计算结果表明该隧道衬砌结构设计合理、安全性好。     

超声波地层解堵模拟计算

研究利用超声波辐射解除多孔介质中的堵塞微粒,模拟微观条件,计算在地层堵塞中微粒的受力情况,由各种情况下微粒脱落的条件,得出超声波在一定频率下所需声强大小.