公路隧道改扩建工程重大风险预防与控制措施研究

以山东省某隧道改扩建工程为例,对隧道工程隧址进行评价,指出隧道现存的安全隐患问题,并提出了防控措施。对岩体失稳风险,分别从新建隧道支护、既有隧道加固、溶洞治理和监控量测四方面预防;对洞口滑坡风险,分别从新建隧道和既有隧道洞口加固两方面预防。     

电子隧道加速度计输出信号的分析与处理

介绍了一种新型电子隧道加速度计的工作原理,详细分析了该加速度计输出信号的有效成分及噪声与干扰,设计了利用LabVIEW虚拟仪器开发平台的信号分析与处理程序.基于对电子隧道输出信号的分析,仿真了相应的模拟信号,并且通过对该模拟信号的软件处理,抑制了噪声,消除了工频干扰,将被噪声淹没的有效成分提取出来,从而证明了该方法的有效性.     

盾构顶管施工技术在市政桥梁隧道工程中的应用

在分析市政桥梁隧道施工研究成果的基础上,阐述了在施工现场准备、盾构顶管受力值计算、隧道洞口处置、盾构顶管体安装、摩擦力降低措施、矩形管节施工作业等方面的市政桥梁隧道施工技术,通过市政桥梁隧道工程施工实例,验证上述施工技术满足相应规范要求。     

隧道内高速列车车内噪声特性及声源识别试验分析

与明线运行相比,隧道内的高速列车车内噪声将明显增加。通过线路试验,对我国某型高速列车以160～350 km/h速度在明线和隧道运行时的车内振动噪声进行测试分析。掌握两种线路下的车内振动和噪声、车身表面气动噪声、转向架区域振动和噪声特性及其随速度的变化规律;采用50通道球形声阵列,识别两种线路下的车内主要噪声源,并分析噪声源的车内区域贡献率,进而在此基础上研究两种线路下的车内声振传递特性。结果表明,两种线路下车内噪声频谱差异主要体现在315～2 000 Hz,各测点不同线路的声压级差值与运行速度相关性较小,车内噪声受轮轨噪声激励影响相对明显。对于客室中部,列车350 km/h匀速运行时,隧道段列车顶板和客室后方贡献率分别增加4.0%和3.0%,地板贡献率降低8.6%,差异频段主要体现在63～160 Hz。对于侧墙区域,明线段车内低频噪声主要来自侧墙的振动,而在隧道时,车内低频噪声则主要来自于侧墙车身表面的气动激励。客室内噪声总值和频谱分布的差异在隧道运行情况下会减小,现有更关注客室端部噪声控制的传统认识,在列车隧道运行下,需要同样重要地关注和对待客室中部区域。     

施工缺陷对隧道稳定性影响的试验研究

施工缺陷对隧道稳定性的影响,是隧道工程领域重要的研究课题之一.以辽宁某隧道工程为例,围绕施工缺陷对隧道稳定性影响问题,开展了不同范围的拱顶空洞对隧道稳定性影响的模型试验研究.运用有限元软件建立数值模型,对比分析模型试验与数值模拟结果.研究表明:模型试验和数值分析观测的结果基本吻合,总结出不同拱顶空洞范围,隧道的整体力学性质,变形趋势以及破坏形式的规律,为该工程和类似隧道的顺利施工提供科学参考.     

微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制

为了将微隧穿式陀螺仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1nm和0.1nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上,建立了MTG检测模态的线性化模型,并将哥氏加速度和电子隧道1/f噪声分别当作主要的过程噪声和输出噪声,设计了由最优状态估计器和线性二次(LQ)状态调节器组成的LQG控制器。搭建了仿真系统和实际的LQG控制电路并进行动态测试。仿真结果显示,LQG控制在将系统的信噪比提高24dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-4 nm。实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4nA,LQG反馈控制系统在动态加速度信号的激励下可维持恒定隧道间隙为1nm。     

隧道软岩洞口段纤维混凝土衬砌抗震性能研究

为了进一步提高强震区隧道软岩洞口段的震时安全性,依托白云顶隧道进口段工程,对采用钢纤维混凝土二衬、玄武岩纤维混凝土二衬和钢筋混凝土二衬的隧道软岩洞口段进行了大型振动台动力模型试验。试验结果表明:采用纤维混凝土二衬提高了支护结构的强度及韧性,可有效提高隧道结构的震时安全性;硬岩段隧道结构安全性由运动相互作用控制,采用纤维混凝土二衬,隧道结构所承受的地震惯性力变化很小,安全系数最小值提高较大,最高增长了71.07%;软岩段隧道结构安全性由运动相互作用和地震惯性相互作用共同控制,采用纤维混凝土二衬对于抵抗隧道结构所承受的地震惯性力作用明显,安全系数最小值最高增长了30.40%。该研究成果可为强震区软岩洞口段的抗震设防设计提供参考。     

公路隧道LED节能照明及控制系统试验研究

应用LED节能灯替代高压钠灯进行隧道照明,采用减光棚、隧道内壁涂白等方式实施隧道引入段和过渡段的调光及增加隧道内部的亮度,并依靠可编程控制器和红外对射、噪声检测传感器组合对隧道全部LED照明灯具进行开启、关断自动控制。试验表明,应用LED节能照明自动控制系统完全满足隧道照明要求,比普通照明节能65％以上。     

基于GPRS的公路隧道太阳能照明监测及控制系统

针对电力供应困难、管理不便的公路隧道，采用智能化的太阳能照明监控系统是一种理想的解决方法。文章提出一种嵌入式控制器，设计了一种基于GPRS无线通信数据远程传输的公路隧道太阳能照明远程监控系统，介绍了系统的组成、功能和实现的关键技术。实验结果表明，该系统可以根据车流状况和洞口照度适时调整隧道内照明状况，以满足交通部关于隧道照明的要求，具有较强的应用价值。     

广州地铁一号线给排水及消防设计总结

1设计概况 广州地铁一号线全长18km，全线包括14个地下站，2个地面站，2个地面变电站，一个车辆段，1个控制中心，14个地下区间隧道，1个珠江隧道，1个人洞口雨水泵站。全线给排水及消防设计包括各站点段及区间给排水及水消防设计，人洞口雨水泵站设计，建筑灭火器配置及110套“1301”和26套“CO2”全自动气体灭火系统设计。     

On the influence of the characteristics of flow on pressure distribution around building models with a view to simulating the minimum height of the atmospheric boundary layer

Results of an investigation of the influence of the characteristics of flow on pressure distribution around building models are reported. The influence of the mean velocity profile, turbulence intensity, percentage boundary layer immersion ratio and the building model's aspect ratio on the pressure distribution was studied with the view of simulating the minimum height of the atmospheric boundary layer in a wind tunnel for building aerodynamics investigations. It is cautiously suggested that atmospheric boundary layer height of at least three times the building height should be simulated in the wind tunnel. Turbulence characteristics exercise primary influence on the flow around models and shear exercises secondary influence on the flow. Finally, it is imperative to simulate the correct turbulence intensity and scale in the simulated turbulent boundary layer. However, further tests should be carried out to study these problems in closer detail.     

On characteristics of flow around building models with a view to simulating the minimum fraction of the natural boundary layer

The results of an investigation of the characteristics of the flow around building models in terms of the various stagnation points are reported. The influence of the mean velocity profile, turbulence intensity, percentage boundary layer immersion ratio and the building model's aspect ratio on the location of the various stagnation points was studied from the point of view of simulating the minimum fraction of the atmospheric boundary layer in a wind tunnel for building aerodynamics investigations. It is suggested that the atmospheric boundary layer height of at least two to three times the building height should be simulated in a wind tunnel for studying the effects of strong and gusty winds on buildings and structures.     

燃气涡轮静叶表面气膜冷却效率实验研究

采用放大的燃气涡轮静叶模型,利用大尺度叶栅风洞进行实验,测量了涡轮静叶表面完全气膜覆盖下气膜冷却特性。风洞实验段由三个叶片组成,中间叶片为实验叶片,由有机玻璃制成。对叶片前腔和后腔表面换热情况分别进行实验,主要研究了不同主流雷诺数及不同质流比对气膜冷却效率影响。研究结果表明:气膜对前腔壁面冷却效果总体上优于后腔壁面,在叶片不同区域气膜冷却效率变化规律有所不同。     

基于域动网格技术的列车外形对气动性能的影响研究

为解决隧道与列车相对运动的问题,将域动网格技术应用到列车隧道效应研究中。通过建立高速列车隧道物理模型,采用有限体积法求解三维可压缩非定常流动模型以及双方程湍流模型,开展了高速列车穿越隧道时的非定常流场的数值模拟。研究了列车头型对列车尾涡的影响,列车头型对列车车身表面压力的影响,车长对列车摩擦阻力和列车压差阻力的影响。在计算结果的基础上对高速列车的头型和车长进行了评价。研究结果表明：列车头型的流线化程度越高,列车的气动阻力越小,列车尾涡涡心越低;列车长度对列车的压差阻力影响不大,对列车的摩擦阻力影响较大;通过数值计算得到的结果可以为列车头型的设计提供理论依据,为列车车长的定型和列车减阻提供参考。     

水力喷射孔内射流增压规律试验研究

水力喷射压裂是集射孔、压裂、水力封隔一体化的新型增产改造技术.本文在室内模拟试验的基础上,对影响水力喷射孔内压力分布和射流增压效果的5个参数(围压、喷嘴压降、喷距、入口比率、射孔孔眼深度)进行了系统研究,初步得到了各参数对孔内压力和射流增压的影响规律.试验结果表明,喷嘴压降和入口比率对孔内压力和射流增压影响较大,其中喷嘴压降与射流增压成线性关系,通过线性回归得到试验中6种不同直径喷嘴射流增压公式.     

短时脉冲激励下隧道振动响应与模态参数识别

为了研究短时脉冲激振力下隧道结构振动响应及有效地提取隧道结构的模态特征。首先分析了锤击作用下的不同短时脉冲激振力精度及其频域特性,其次将短时脉冲激振力应用于上海地铁12号某盾构隧道进行了现场动力测试,最后分析了脉冲激振与隧道结构响应之间的传递函数,并结合随机减量、正交多项式法及自回归滑动平均模型法有效地提取隧道结构的模态参数。结果表明:短时脉冲激振力的中低频振动信号在隧道结构中传递特性较好,传递距离较远。隧道结构的模态频率呈现明显低频特征,前10阶模态频率在100 Hz以下。因此,短时脉冲激振力能够很好地应用于隧道动力测试及模态识别,可为基于模态特征的隧道结构损伤识别及健康监测多个研究领域提供有效的支撑和参考依据。     

Simulation analysis of pressure regulation of hydraulic thrust system on a shield tunneling machine

Hydraulic thrust system is an important system in a shield tunneling machine. Pressure regulation of thrust cylinders is the most important function for thrust system during tunnel excavation. In this paper, a hydraulic thrust system is explained, and a corresponding simulation model is carried out in order to study the system characteristics. Pressure regulation of a certain group’s cylinders has little influence on regulation of the other groups’ cylinders. The influence will not affect the process much during tunnel excavation. Pump displacement may have a greater effect on pressure regulation and oil supply flow rate should be adaptive to the system’s demand. A exacting situation is simulated to explain how pressure regulation works during tunnel excavation.     

海底沉管隧道射流风机通风效果影响因素的研究

针对海底沉管隧道"高度有限,宽度有余"的矩形断面结构特点,运用计算流体力学软件建立沉管隧道射流纵向通风方式的三维数值仿真模型,研究海底沉管隧道射流纵向通风方式的通风效果,通过正交试验分析沉管隧道内射流风机安装高度、安装角度、轴向净间距等安装因素对隧道通风效果的影响规律与影响程度,优化沉管隧道内射流风机布置形式,提高通风效果。分析结果表明:多种因素对隧道内风速影响的主次顺序为:射流风机安装高度、安装角度、轴向净间距;考虑海底沉管隧道高度有限的特点,可通过增加射流风机组安装角度来有效提高隧道内通风效果。     

轿车车身造型空气动力学寻优的探索

探讨基于空气动力学新理论模型确定一系列车用理想基本形体、进而转换成优良车身造型的方法。通过以计算机辅助方式获取一个这类基本形体的实例、并利用对形体开展模型风洞试验及计算机辅助车身造型的结果,详细描述和验证了这种方法,还初步分析了影响形体形状的一些主要因素。