盾构法开挖地铁联络通道对地表沉降的影响研究

世界首条盾构法联络通道一宁波地铁联络通道已经将盾构法挖掘地铁联络通道变为现实,但对于盾构法联络通道挖掘对地表沉降的影响还缺乏足够的认识和积累。以宁波地铁3号线某区间的地铁联络通道开挖为例,对盾构法联络通道施工过程进行了试验测试及CAE(Computer Aided Engineering)仿真,并成功地完成了施工过程中各个工况地表沉降仿真与测试的标定分析,得到了沉降幅值在各工况下的变化规律,指出盾构地铁联络通道施工过程中需要关注的危险工况,据此形成了一套真实、可靠、先进的仿真流程,可为联络通道后续沉降监控及其它联络通道施工过程的沉降预测提供支持。     

太湖叶绿素a同化系统敏感性分析

太湖叶绿素a同化系统对于不同参数的敏感性将直接影响到该系统能否精确的估算太湖叶绿素a的浓度分布.利用2009年4月21日环境一号卫星(HJ-1B CCD2)影像数据反演太湖叶绿素a浓度场信息.以此作为背景场信息,结合基于集合均方根滤波的太湖叶绿素a同化系统,分析和评价了样本数目、同化时长、背景场误差、观测误差和模型误差对于同化系统性能的影响.结果表明:从计算成本、系统运行时间和同化效果等方面分析,当集合样本数目达到30~40左右时同化系统取得了较好的结果;同化系统对于背景场误差的估计变化不是很敏感,即初始场的估计是否准确对于同化系统的性能影响不是很大;同化系统对于模型误差和观测误差的变化较为敏感,不同的测试点位由于水体动力学性质不一,其敏感性的表现形式有所差异;利用数据同化方法可以有效地估算太湖叶绿素a浓度.     

CAP1400核岛结构缩尺模型对地震反应影响分析

针对核电厂CAP1400核岛结构地震反应问题,构建了核岛屏蔽厂房和辅助厂房整体结构的3个分析模型:原型和1/16、1/40缩尺模型,并在AP000谱和RG1.60谱地震动输入下进行了有限元模拟对比分析,探讨了振动台试验模型缩尺处理的合理性和精确性。研究表明,基于缩尺模型得到的结构自振频率相对于原型结构模型有所降低,降低幅度在8.5%以内;结构模型的缩尺对结构反应峰值加速度和高频（大于3Hz）加速度反应谱的影响较为显著,但对较低频（小于3Hz）的加速度反应谱影响较小;模型缩尺对结构不同方向反应的影响中,刚度越大的方向其影响越大。进一步将结构模型数值模拟结果与1/16缩尺模型的振动台试验结果进行了比较分析,试验给出的结构自振频率远低于模型数值模拟结果,但原型和1/16缩尺模型数值模拟得到的结构反应均与试验结果较为接近。基于模型数值模拟和振动台试验研究,认为对于缩尺比1/16或更大的模型可以忽略模型的缩尺效应。     

动三轴试验滞回曲线的椭圆拟合分析

采用正弦波形循环荷载动三轴试验获取土的动剪切模量和阻尼比的数据处理过程中通常存在两个困难:一是因为试验中存在各种噪声使滞回曲线椭圆形态不明显;二是椭圆拟合会因方法不当出现不收敛或者误差大等情况。为了在一定程度上克服第一个困难,本文将滤波技术引入到对应力应变时间序列的处理中来;为了更好地拟合滞回曲线椭圆,本文结合了主成份分析技术与椭圆的几何拟合方法,通过计算椭圆焦点位置、长半轴长度等来确定拟合椭圆,结果表明,该方法容易线性化且相对稳定,值得在动三轴数据处理中进行推广。     

流速对浮游藻类生长和种群变化影响的模拟试验

采集夏季崇明岛中心湖原水,在环形有机玻璃水槽开展了不同流速对浮游藻类生长和种群变化影响的研究.相对于静止水槽,实验前期不同的流速条件均对浮游藻类的生长产生了一定的抑制作用,实验后期浮游藻类叶绿素a含量均稳定在一定水平,且流动水槽中叶绿素a含量略大于静止水槽,这可能与静止围隔中出现大量枝角类浮游动物有关,而流动条件则抑制了浮游动物的生长,减轻了对浮游藻类的捕食压力.水体流动导致了浮游藻类种群的变化,蓝藻的迅速消失、绿藻和硅藻形成生长优势是主要特征,表明持续的流动条件是导致浮游植物种属减少和群落结构变化的直接原因.该研究可为调水引流在河道、湖泊和水库中的富营养化控制和水华防治提供基础依据.     

晴天及阴天条件下WRF模式中几种边界层参数化方案的对比分析研究

利用WRF模式中5种常用边界层参数化方案(ACM2、YSU、BouLac、MYJ和MYNN2.5)及美国能源部大气辐射观测试验(ARM)寿县综合观测数据(2008年8—12月),对比分析了晴天及阴天条件下,不同参数化方案对典型农田下垫面气象要素及边界层结构的模拟效果,结果表明:(1)模式对于云层状况的模拟,非局地方案ACM2和YSU方案优于局地方案.(2)对于近地层气象要素,晴天和阴天条件下均是ACM2方案对于2 m温度和比湿的模拟效果最好,MYJ方案对于风向风速的模拟效果最好.(3)对于位温及比湿垂直廓线的模拟,晴天和阴天条件下均是非局地方案(ACM2和YSU)对白天的模拟效果优于局地方案;ACM2方案对夜间弱稳定层结和逆湿结构的模拟最优;(4)对于风速垂直廓线的模拟,白天不稳定条件下,晴天条件MYJ方案最优,阴天MYNN2.5方案的模拟效果最好;夜间弱稳定条件下,晴天条件ACM2方案与观测值之间的偏差最小,阴天YSU方案模拟效果最好;(5)总体而言,在对典型农田下垫面进行模拟时,晴天和阴天条件下均是ACM2方案更具优势.     

大型智能控制压扭多轴加载试验机的研制

设计和研制一台大型智能控制压扭多轴加载试验机,形成一个集动静加载、扭剪、常规三轴等功能为一体的多功能土动力试验平台。该试验机具有如下特点:(1)试样尺寸大,高度可达600mm,且可根据试验需求更换大小不同的试样及相应传感器;(2)加载自由度多,可独立施加轴力、扭矩、内压、外压、孔压及相应的位移,实现5个不同物理量的独立控制,从而大大拓宽可施加的应力路径范围;(3)控制智能化,可先将拟进行的应力路径或应变路径写入程序中,试验过程中即可由计算机自动控制。测试结果表明,该试验机的控制精度能够满足土工材料试验的要求。     

新型预制装配式楼盖抗倒塌试验研究

地震及爆炸荷载下的结构连续倒塌问题对人民的生命财产造成重大威胁,是土木工程领域研究的一个热门方向。为了提高新型预应力空心楼板结构的整体性,防止由于竖向支承构件的失效形成楼板的局部或者连续倒塌,对2块新型预应力空心板足尺模型进行四分点静力加载试验,研究新型预制装配式两跨连续楼板的抗连续倒塌能力。试件均由预应力空心短板通过板端伸出U形筋和胡子筋进行对接连接,板侧纵向拼缝通过胡子筋和植筋与边梁的纵筋进行连接,2个试件的计算跨度相同。本文采用在加载过程中突然拆除中间支座,得到楼板破坏形态、裂缝发展、承载能力、应变、最大变形等试验结果。对试件的受力过程、悬索作用机理进行分析,最后得到楼盖拼缝及板侧边梁连接构造的布置合理,新型预制装配式楼盖采用合适的周边连系和横向拼缝连接可以达到理想的抗倒塌能力。     

软土动力特性动三轴试验研究

许多学者对软土在动力作用下的变形特性进行了大量的研究,并提出了相应的经验公式,但其经验公式参数较多且试验复杂,不易被一般工程技术人员掌握运用。本文采用天津滨海地区软土为研究对象,进行钻探取样、波速测试、室内静力学和动三轴试验,获取该地区软土的静、动力学参数,并利用相对简单的模型对残余应变和软化指数随振次的变化规律采用最小二乘法进行拟合,取得很好的效果。成果表明,利用简单的模型对软土的动力特性进行区域性研究是可行的。该成果可为今后软土动力特性和软土震陷计算方法研究提供参考和基础性资料。     

水下多路液压快速接头的夹头结构分析与优化

深海油气田水下生产系统装备之间的精准连接是国际公认的技术难题,对接一般通过深海连接器完成。弹性夹头是水下连接器的重要组成部分,其性能关系到海洋油气生产系统的安全性和可靠性。弹性夹头的主要作用是在水下机器人的辅助下连接和锁紧连接器的固定端和移动端。采用ABAQUS软件的显式动力学分析模块计算夹头夹紧心轴这一过程中的应力、反作用力状态。三维模型仿真结果表明,锁紧过程中弹性夹头的最大应力不超过430 MPa,小于所选取的材料屈服强度480 MPa。采用正交试验和方差分析的方法研究夹头的长度、夹头与心轴的间隙等几个关键尺寸从而分析影响夹头应力和连接所需推力的最显著因素。对夹头的结构进行优化设计,同时也为夹头心轴结构的设计提供了理论依据。最后,通过试验研究对样机进行测试,测试结果表明,夹紧动作所需的最大推力在700 N以下。