数值模拟方法在设计隧道结构和预测地面沉降中的应用

构造变形数值模拟方法可以综合利用地质、地球物理、地球化学等方法的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,是现代地球科学研究的重要方法之一。文章以造山带、盆地及褶皱的模拟为重点,综述了数值模拟方法在构造变形研究中的应用,总结了在地质构造变形研究中进行数值模拟的2大类方法,分析评价了几种通用数值模拟软件的特点及其在构造变形研究中的应用;从地质模型的建立、力学模型的建立、计算模型的建立、模拟结果的分析与评价等方面,分析讨论了进行构造变形数值模拟时应注意的问题。

为研究常见小型溶洞引起的隧道稳定性问题,结合工程实例,应用有限元方法,分析全断面开挖时,ⅱ类溶洞处于隧道不同位置对围岩位移和隧道结构受力的影响。结合实测数据对比分析,总结围岩位移和衬砌受力变化的规律和原因。模拟结果表明,隧底溶洞距离为1m时,仰拱轴力增加21%,其余部分变化微弱;侧壁溶洞距离为1m时,边墙轴力增加14.8%,其余部分变化微弱;隧顶溶洞距离为1m时,拱顶轴力增加10%,其余部分变化微弱。实测数据和模拟结果表明,溶洞位置对于收敛值的影响,隧底溶洞>隧顶溶洞>侧壁溶洞,溶洞位置对于沉降值的影响,侧壁溶洞>隧顶溶洞>隧底溶洞。溶洞范围较小(r2m)或相对距离较远(l5m)的情况下,衬砌安全系数满足要求,可不予处治。

为了解爆炸冲击波对隧道结构的破坏效应[1],采用ale算法对不同药量tnt爆炸对结构的应力进行了分析。结果表明,随着药量的增加,结构受到的应力越来越大,最不利位置位于结构的底板。

风工程是土木工程专业本科生教学的新兴专业课程,属于多领域交叉学科,在教学过程中存在诸多困难.结合南京航空航天大学本科生多年风工程教学实践经验,提出基于数值模拟方法和现代多媒体教学技术相结合的风工程教学理念,侧重对该教学理念的主要思路、应用范围、可行性和存在的问题进行探讨.

关于复杂地层条件中基坑施工对地铁结构的影响及运营安全意义重大。以某一地铁建设工程为研究对象,通过有限元计算模拟的手段,展开基坑的开挖及桩基施工对隧道结构位移及力学性质的影响研究。指出在基坑下部桩基的加载过程中,隧道的应力应变变化较小,隧道底部应力变化最大,其顶部竖向位移最大,且两侧的水平位移最大。

关于复杂地层条件中基坑施工对地铁结构的影响及运营安全意义重大。以某一地铁建设工程为研究对象,通过有限元计算模拟的手段,展开基坑的开挖及桩基施工对隧道结构位移及力学性质的影响研究。指出在基坑下部桩基的加载过程中,隧道的应力应变变化较小,隧道底部应力变化最大,其顶部竖向位移最大,且两侧的水平位移最大。

人工回灌是控制基坑降水工程引起地面沉降的有效手段,本文以上海地铁2、4、9号3条地铁线所围区域盛大基坑降水为例,探讨基坑降水地下水回灌控制地面沉降的作用机理,并基于下负荷面剑桥理论,建立水-土耦合的地面沉降数学模型,预测基于人工回灌的深基坑工程地面沉降,与实测地面沉降数据对比,得到比较符合实际的数值模拟结果,真实地反映了基坑开挖、支撑和降水共同作用下的地面沉降,值得基坑降水回灌工程推广。

单桩荷载—沉降关系的数值模拟方法——以桩的荷载传递函数为基础，考虑桩-土(岩)共同作用，从理论上推导了桩身荷载与沉降关系的数值模拟的迭代模型。通过数值模拟分析得到桩顶的p-s曲线，可做为确定桩的承载力的依据。经过对工程实例的计算与实测对比分析，证明...

在模拟铸铁凝固过程中，提出了新的微观结构与宏观传热相耦合的模型．从而能较合理地预测铸件内部的凝固速率、变形状态及应力分布．

岩屑回注技术经济环保,但其发展时间较短且浆液流变学性质复杂。为探究浆液与地下水流动系统的相互作用,开发模拟器,建立孔隙/裂隙介质中宾汉流体型浆液的岩屑回注三维全隐式积分有限差分模型,通过流体状态方程编程实现其运移模拟。模拟器综合考虑了浆液的非牛顿流动过程,浆液与水的混合流动过程,浆液与水混合流体的沉淀与稀释过程,沉淀对地层孔隙度、渗透率的影响。从而实现对三维非结构网格、非均质孔隙/裂隙介质中的浆液运移情况的数值模拟,在不同岩性、浆液性质、注入条件下,分析浆液运移规律、地层压力分布、盖层封闭性,预测回注储量,确定最优回注方案,评估潜在风险。通过理想模型展示模拟器功能,发现浆液在停注期产生大量沉淀堵塞地层,因而间歇回注会使得地层压力激增而更快达到破裂压力。实际工程中应特别注意短周期间歇注入对地层的损害。

通过分析岩石力学数值模拟方法在采矿工程中的应用现状,从技术层面、经济价值层面以及教学实践,即人才培养层面三个层面对岩石力学数值模拟方法的具体选择与应用进行细致的讨论。由于采矿工程在造价和稳定性程度等方面区别于其他工程,因此选择一个对的方法是极其重要的,这种方法要求达到岩石力学中数值计算的精准度下限,同时又因为数值模拟方法本身存在着误差,因此选择一个在上限与下限之间的方法是我们的目标。数值模拟的精准度与技术投入、经济投入和人才投入都有一定的关系,因此我们从这三方面来具体探讨岩石力学方法的选择与应用。

有发展前途的隧道结构和施工方法

有发展前途的隧道结构和施工方法

爆炸波影响地下结构的数值模拟方法——采用动力有限元，利用特有的爆炸单元直接计算炸药在岩土介质中爆炸、爆炸波传播及遇到地下洞室对其产生影响的全过程，并针对某现场大型地下洞室抗爆试验，利用数值模拟，分析计算与现场爆炸、地质、洞室支护等条件相同情况...

给出了一种适用于计算建筑结构非定常绕流风场的大涡数值模拟算法.该算法基于有限差分法,采用曲线坐标结构网格,能精确描述形状复杂的物面边界,为下一步准确模拟含有因结构受风变形所致运动边界的绕流场奠定了基础.该算法采用投影法解耦纳维-斯托克斯方程中的压力和速度,对非定常流场的时间步进采用二阶adams-bashforth方法.采用同位网格以减少计算所需内存,为了平抑同位网格下中心差分格式导致的固有压力波动现象,计算对流速度时采用rhie-chow动量插值方法,利用编制的曲线坐标系下大涡模拟数值计算程序,对德州理工大学(ttu)建筑足尺模型绕流风场进行了模拟,所得结果与现场实测和风洞试验结果进行了比较.结果表明,本文算法是建筑结构非定常绕流风场数值模拟的有效方法.

螺栓连接广泛存在于航空、航天以及武器等工程实际结构中。对剪切式8.8级准6螺栓螺栓连接结构,利用50t结构试验机,研究一种典型螺栓连接结构的非线性静力学行为。实验设计了整体对比试验件、研究型试验件,其中整体对比试验件用于分析、量化试验及材料性能的分散性及消除端部效应,研究型试验件用于研究螺栓连接结构的非线性静力学行为及非线性力-位移内蕴关系。通过实验研究,初步建立剪切式螺栓连接件唯象等效模型,将获得该模型推广应用至一种典型螺栓连接结构的连接单元简化数值模型。最后,将螺栓连接结构简化计算结果同试验、精细模型结果进行了对比分析,验证了使用连接单元对螺栓连接结构进行简化有限元数值模拟的有效性。

顶管施工引起的周围土体变形会对邻近的建筑物造成危害,文章分析了顶管施工对周围土体的扰动机理,并以合肥地区某工程实例为背景,通过建立三维有限元模型,对顶管施工引起的地面沉降及其影响范围进行数值模拟分析,供该地区类似的工程参考。

以天津津滨轻轨天津站站———七经路站盾构施工区间工程为对象,采用三维有限元方法,对在多条铁路轨道下长距离盾构掘进过程引起的地表变形进行数值模拟.根据模拟结果,详细分析盾构穿越导致的沿盾构方向和垂直于盾构方向的地表沉降,得出盾构施工各阶段的地表沉降规律,研究盾构掘进对地表的扰动范围,分析先施工隧道和后施工隧道对地表沉降的贡献差异,并探讨对铁路荷载的影响.计算结果与监测结果吻合较好.

掌握结构周围风场及其特性,是开展建筑结构抗风设计的基础。结合流线迎风petrov-galerkin(supg)稳定化方法和三步流体有限元方法,提出一种适用于模拟结构周围风场的高雷诺数风流动的大涡模拟方法(les)。将亚格子运动方程弱解形式与supg稳定项相结合进行有限元空间离散,对时间离散采用高精度的显式三步有限元方法,压力场通过求解泊松方程得到。结合节点滤波函数和广义箱式滤波函数,发展了一种基于非结构化有限元网格的简洁、快速的空间滤波技术,该技术可使动态亚格子模型(dsgs)计算时储存量低且计算量小。所提方法可对建筑结构周围风场进行稳定、快速和精确的数值模拟,是分析结构周围风场特性和结构风荷载的有效工具。算例中,应用建设的动态亚格子模型(dsgs)模拟立方体建筑周围风场(雷诺数为420000),并对平均风场和瞬时风场在流线、速度场、压力场和涡量场等方面进行了分析,详细阐明了建筑物表面(三维)大尺度涡结构并实现数值可视化。

ii abstract landsubsidenceisanenvironmentalgeologicaldisastercausedbyexcessivelypumping groundwater,resultinginaslowandunevenreductionofgroundelevation.itiswidely distributedinmajorcitiesinchina.accordingtoincompletestatistics,therearemorethan50 citieswithlandsubsidencedisastersinchina.inrecentyears,withtheaccelerationofthe processofurbani

沙盘模拟因其直观、实战等特点广泛应用于管理学、经济学领域的教学中,房地产项目是房地产公司的主要运营方式,房地产教学可以运用沙盘模拟来实现对整个房地产开发经营与管理的模拟。

以正在修建的映日公路改建工程耿达隧道为背景,利用隧道现场监控量测所得的围岩及支护间压力量测数据,结合有限单元法对隧道衬砌结构的受力情况进行数值模拟分析,对隧道安全性作出评价,使之有助于隧道的设计与施工。