地铁列车荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧道和轨道系统动力响应分析

为研究地铁列车运行引起的轨道系统及饱和土体动力响应问题,采用解析法建立了饱和土全空间中圆形衬砌隧道和轨道结构耦合分析模型,用一系列符合列车几何尺寸的移动常荷载或移动简谐荷载模拟地铁列车,用无限长圆柱壳模拟衬砌,用Biot饱和多孔介质理论模拟土体,用Euler梁理论模拟钢轨、浮置板并组成两层叠合梁单元,结合轨道与衬砌仰拱处的力和位移连续条件,实现浮置板轨道结构与衬砌及周围饱和土体的耦合。通过算例对比了饱和土体模型和弹性土体模型动力响应的差异,分析了饱和土渗透系数、荷载移动速度和自振频率对轨道结构位移、饱和土体位移及孔压的影响。结果表明:当土体渗透性较差时,饱和土位移响应与相应的弹性土位移响应区别明显,土体模型对轨道结构响应影响较小;随着渗透系数的降低,饱和土体孔压增大;荷载移动速度和自振频率对轨道结构和土体动力响应影响显著。     

风沙运动中MAGNUS效应的数值研究

在风沙运动中,跃移沙粒一般都会伴随高速旋转,同时引起一种升力效应,即Magnus效应。采用数值模拟的方法计算了0.1Re400,转速ω为100~1000 rev.s-1范围时均匀来流中单个球形沙粒受到的Magnus力,并与Rubinow和Keller推导的Magnus力公式进行了比较。计算结果表明,在0.1Re200范围内,升力和沙粒的旋转速度成正比,随雷诺数的增大而减小。同时,Magnus效应和固定沙粒在均匀来流中的流动结构也有关系,即计算结果和Magnus力公式的升力系数比K在沙粒流动是附体的时随Re数增加逐渐减小,在Re=20~30时达到最小值,然后在沙粒流动是对称分离的时K随着Re数增加逐渐增大。当雷诺数继续增大到超过200时,沙粒本身流动状态非对称所引起的升力超过Magnus效应产生的升力,但Magnus效应的作用也不可以忽略。根据计算结果,对Magnus力公式进行了修正。另外,还发现流场速度梯度与Magnus效应并没有耦合作用,速度梯度对升力的影响可以和Magnus效应线性叠加。     

考虑围护摩阻力的地铁车站结构抗浮安全设计

在地下结构抗浮设计中,较少考虑侧壁摩阻力的作用,对于侧摩阻力的的计算方法也不够明确。抗浮安全系数目前尚无统一规定,主要参照类似工程实践经验确定。在宁波轨道交通工程福庆路站抗拔桩静载试验的基础上,以地铁车站结构为研究对象,经过试验分析,对地下车站结构设计中侧壁摩阻力大小进行计算,进而考虑抗浮安全性对车站结构的临界宽度进行计算,可为地铁车站设计提供指导。     

钱塘江盾构越江隧道最小覆土厚度的确定

钱塘江洪水冲刷河床与大潮回淤交替出现,必将影响盾构越江隧道安全。如何合理地确定越江隧道的埋深,既确保隧道安全,又降低工程造价,是一个迫切需要解决的问题。已有的研究成果认为,300年一遇的罕见洪水冲刷河床的最大深度可达16 m,据此初步选择了河床冲刷后最小埋深分别为3.5 m和4.0 m两种隧道埋设方案,开展了隧道抗上浮研究。研究结果表明,考虑隧道周围土体和管片环间纵向螺栓的剪切抗浮效应时,两种方案均能够满足抗浮要求。但施工期刚脱出盾尾的管片环在未硬化注浆体的浮力作用下,大大增加隧道上浮的可能性,需要加强施工期的管理工作,减少对周围土体扰动。     

地下建筑物浮力探讨及其设计应用

简要介绍了地下结构浮力方面的一些新的比较有说服力的研究成果,结合这些研究成果及现场实际的部分粘结预应力抗拔桩荷载试验结果,对抗拔桩进行了优化设计,降低了抗浮投入。     

钢质大型浮顶油罐防雷设计与施工工艺研究

通过对钢质浮顶油罐雷电防护技术和施工工艺的研究,分析了钢质大型浮顶油罐的防雷技术措施;针对相关国家规范只有条文规定而无相应施工图集的问题,给出了相应的防雷施工工艺图,以供油库防雷设计和施工管理人员参考.     

梧桐庄矿新增大口径3号排水孔施工技术

介绍了梧桐庄矿大口径排水孔钻探成井、固井施工技术。该孔设计孔深646 m,终孔直径520 mm,落点坐标水平位移≯5 m,下入重达90余吨的Φ426 mm套管646 m,水泥固井。由于钻孔直径大,垂直度要求高,施工难度大,预防钻孔超斜、确保顺利安全下入Φ426 mm套管并固井是关键。通过采用小口径先导孔钻进再扩孔成井的施工方法,并采取合理的钻具组合和泥浆,制定有效的防斜技术和下套管措施等,顺利完成了施工任务,施工质量满足设计要求。     

福建省主要海湾浮性鱼卵和仔稚鱼的种类组成与丰度分布

根据2007年8月至2009年10月期间在福建省主要海湾的调查资料,对其浮性鱼卵和仔稚鱼的种类组成与数量分布特点进行初步研究和探讨.结果表明,本调查海域共出现鱼卵和仔稚鱼68种,隶属于29科,主要是近海中上层鱼类、浅海底层鱼类和港湾河口型鱼类3个生态类型.各站鱼卵总平均丰度是497.5粒/网,仔稚鱼总平均丰度50.8个/网.优势种明显,占总量比例大;不同季节和不同海湾的种类数相差不大;数量平面分布呈现不同季节不同海湾差别较大,规律性不强,偶然性大等特点.     

浮基多体系统在波浪中展开的数值模拟

浮基多体系统在波浪中展开过程的顺序与快慢对系统的运动响应和连接处的力矩有较大影响。介绍了建立在齐次矩阵方法基础上的浮基多体系统时域运动求解,并对一具体浮基系统进行了建模和数值模拟,分析了上部机构以一定规律快速展开和慢速展开时系统的运动响应。结果表明,把齐次矩阵方法引入浮基多体系统的求解领域,其符号推导方便,运动学和动力学方程表达式变得相当简洁,而且编制程序也相对简便快捷。在相同波浪周期的情况下,多体系统的最大横摇角响应与波高正相关;在相同波高情况下,长周期的最大横摇响应要比短周期小;相对于波周期,波高对系统横摇响应的影响要大的多。     

风沙物理学中两个焦点问题研究现状与未来研究思路刍议

风沙物理学经过数十年的发展与完善,可以说基本上自成体系。但由于学科的起步较晚,加之现象的复杂性,目前仍有很多重要的理论问题没能彻底解决,至少还未达成共识,成为学术界长期以来争论的焦点,从而影响了学科的继续发展。对“沙粒起动机制”和“风成沙纹的形成机理”两个焦点问题在进行研究现状剖析的基础上,浅析未来研究思路。提出沙粒起动主要驱动力是驻点升力的观点,以空气动力学理论为基础的沙粒起动机制研究将是未来该领域的发展趋势;关于沙纹的形成,认为沙粒粒径的不均匀性以及所导致的非平衡运动是前提和基础,风沙流运动过程中类似左右沙丘运动的蚀积转换规律是使沙纹能够维持其稳定形态的必要条件,而沙纹有规律、整齐划一的分布与排列可能与背风面气流小尺度的涡流有关。