软土地层浅埋盾构施工的精细化数值模拟

为研究盾构隧道浅埋施工过程中多种因素对地层的扰动影响,基于有限差分平台建立模拟盾构动态开挖的精细化数值模型,考虑刀盘摩擦力、开挖面支护力、盾尾注浆压力和盾壳摩擦力对周围土层的综合作用,并将盾尾注浆时压力消散和浆液凝固的对应关系分阶段、分区域赋值,实现了对施工过程的精细模拟。利用厦门地铁1.0D埋深盾构隧道工程现场监测结果对数值模型进行验证,计算并总结了浅埋开挖引起软土地层的扰动变形规律,进而研究了各施工因素对扰动效果的影响。结果表明：软土地层盾构施工过程中,以刀盘顶推作用为主的机械开挖使前方土体径向扩张,开挖空间上方土体隆起,两侧土体外移;盾尾注浆阶段,在开挖空间两侧各1.0D范围内形成沉降槽,且随注浆压力消散逐步加深,隧道侧面土体水平位移在注浆层凝固期间,出现近场回弹和远场扩张现象;刀盘驶过目标断面3.0D后地层变形趋于稳定。刀盘摩擦力和盾壳摩擦力的增大会进一步加剧地层扰动变形,而开挖面支护力及盾尾注浆压力增大时,地表沉降有所减缓,侧面水平位移显著增加。因此,施工参数的选取应考虑对隧道周边地层扰动程度的均衡。     

声模态对超声破碎空化场的影响

以20 kHz浸入式超声破碎装置为研究对象,将声场分析与有限元方法相结合,分析了超声破碎料腔在不同声场条件下（液位高度、声源位置）的声模态特性,并对超声场内的空化分布和平均声能密度的变化规律进行探讨,最后应用声学测量方法和图像采集试验进行了验证。结果表明：超声空化的空间分布与料腔中声场的声模态特性相关;料腔半径一定,当液位达到料腔声场的谐振液位时,场内平均声能密度较高,空化效应显著增强,空间分布与场内声压分布一致。在谐振液位时,声源位置的布放对平均声能密度和空化增强影响显著。