Voltage Assisted Control of Spin-Transfer Nano-Oscillators

The spin-transfer nano-oscillator(STNO) has recently acquired a huge amount of research interest, due to its promising easy tunability along with the miniature size. The output frequency control of an STNO through magnetic field and current has been examined almost to its full extent; however, there are issues that still need to be addressed. Here, we propose a novel way of voltage control of the output frequency of an STNO, and alongside reducing its power requirement.     

基于RecurDyn的TBM边缘滚刀动应力分析

边缘滚刀安装在TBM刀盘外侧圆弧上,研究边缘滚刀的动态载荷及在动态载荷作用下的动应力和动应变,对于优化边缘刀具布局,提高滚刀掘进性能和使用寿命,降低施工成本具有重要意义。以边缘单刃滚刀切削为研究对象,基于多体动力学仿真平台RecurDyn,模拟滚刀的实际切削状态,获得滚刀刀圈内部动应力。在滚刀纵断面上选取观测点,获取观测点在不同推进速度应力随时间变化曲线,分析推进速度对边缘滚刀纵断面应力最大观测点的峰值应力的影响。     

简单复合岩体中TBM多滚刀破岩机理离散元分析

采用引入考虑胶结尺寸的微观接触模型的PFC^2D离散元软件,对全断面岩石掘进机（TBM）盘形滚刀作用下简单形式的复合岩体破岩机理进行数值模拟研究。进行了单滚刀、双滚刀和三滚刀作用下的复合岩体破碎过程的模拟。模拟结果表明：滚刀破岩过程可以分为三个阶段：加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段。通过双滚刀和三滚刀侵入复合岩体的推力-侵深曲线分析,软岩上的滚刀比硬岩上的滚刀进入各阶段稍慢,略有滞后;不同滚刀间的峰值法向推力相差较大,易造成滚刀磨损。对于花岗岩-绿片岩复合岩体,破岩时接触力链被岩体分界面分割,硬岩区胶结破坏数目较多,双滚刀、三滚刀侵入时易形成贯通裂缝;破岩效率由大到小为双滚刀效率、三滚刀效率、单滚刀效率,而且双滚刀能够将效率提高一倍左右。     

软弱地基浅埋地铁区间隧洞的地震反应分析

针对南京地铁建设的实际背景和南京软弱地基的特点,以某典型软弱地基浅埋地铁区间隧洞为研究对象,对该软弱场地土的动参数进行了室内外试验研究,给出了各类土的剪切模量比G/Gmax和阻尼比λ与剪应变幅值γ之间的关系曲线,以及各土层的剪切波速;同时,采用等效线性化模型描述土的非线性性能,考虑地基土与地下浅埋隧洞动力相互作用的影响,采用二维有限元整体分析法对软弱地基浅埋隧洞的地震反应进行了数值模拟。计算结果表明:软土地基上的浅埋隧洞在中强地震发生时,在衬砌内引起很大的轴向力、剪力和弯矩,使得软土地基上浅埋隧洞在地震荷载作用下距离洞顶和洞底±35°左右的地方很容易发生剪切和弯剪破坏,这与已有地下隧道的震害是非常吻合的,因此该计算结果对地下区间隧道的抗震设计具有重要的参考价值。     

基于改进GA-SVR算法的隧道工程三维弹塑性模型参数的智能辨识

将支持向量回归（SVR）算法引入岩土工程数值计算模型参数的辨识中可以充分发挥SVR算法的小样本、泛化性好和全局最优化的优点。但现阶段标准的SVR算法只能解决一维输出变量的回归问题，这就使其在反分析领域的应用受到限制。引入一种改进的SVR算法，这种算法通过将多维输出变量回归转化为多层标准一维输出变量回归来解决这个问题，并与十进制编码的遗传算法相结合，形成改进的GA-SVR算法，用遗传算法搜索最优的SVR模型参数以建立最优的待辨识参数与位移之间的非线性映射关系，然后用遗传算法进行待辨识参数的最优辨识。为对比这种改进GA-SVR算法的效果，将遗传算法与BP神经网络相结合，形成GA-BP算法且编制相应的计算程序。将这两种算法运用于同样的隧道工程三维弹塑性模型参数的智能辨识，数值算例表明改进的GA-SVR算法较GA-BP算法可以取得更高的辨识精度和更好的计算效率，可运用于类似岩土工程计算参数的辨识。     

地铁施工引起邻近桥梁桩基差异沉降的概率分析

地铁工程施工往往会使邻近桥桩发生沉降,如果绝对沉降或差异沉降过大,就会影响桥梁的正常使用与安全。借助有限元ANSYS程序,分析地铁施工过程中主要不确定因素对邻近桥桩沉降的影响。结果表明：（1）对于模型中所考虑的施工顺序,桩基之间的差异沉降值在一定范围内按对数正态分布变化。根据盖梁结构所能承受的最大差异沉降,计算得到的可靠度在可接受的范围内;（2）桩基之间的最大差异沉降值与桩底持力层以及桩身所在地层的弹性模量密切相关,且在短桩情形下桩底持力层的弹性模量比桩身土层的弹性模量对沉降的影响更大;（3）桩基之间的最大差异沉降、桩顶沉降、隧道拱顶上方地表的沉降与边墙上部及隧道底板下部地层的泊松比以及初衬的弹性模量和泊松比的相关性均不显著;而该范围地层的弹性模量却对各沉降值影响很大。在施工中,应通过桩底注浆提高持力层的弹性模量,从而减小端承桩的沉降;为减小隧道开挖引起的边墙收敛,施工中应保证风道拱部和边墙处的注浆效果。     

TBM施工隧道围岩分级方法研究

随着隧道工程建设的发展，全断面隧道掘进机（TBM）在隧道施工中必将占有越来越重要的地位，传统的隧道围岩分级难以满足TBM施工条件下的隧道施工需要。因此，研究TBM施工条件下的隧道围岩分级，是采用TBM进行隧道施工的需要。结合西（安）－安（康）铁路秦岭隧道TBM施工研究，提出了TBM施工条件下隧道围岩分级方法。     

盾构隧道功能梯度混凝土管片的研发及性能研究

武汉长江隧道工程所面临的高压富水环境要求衬砌结构管片具有高抗渗、长寿命的性能。引入功能梯度材料设计原理,对钢筋混凝土管片进行功能梯度设计与优化,实现管片外层高防水抗渗、结构层提供强度及内衬层耐火的多重功能。同时采用适当的界面处理技术,保证管片各功能层的性能均匀过渡,实现功能和结构一体化设计。对结构层混凝土、保护层材料性能分别进行测试,测试结果表明,保护层材料具有优良的抗渗性能,相比普通混凝土氯离子扩散系数降低一个数量级,寿命提高10倍以上,优于目前国际上已报道的最好水平(6×10-13m2/s);结构层、保护层混凝土力学性能优良,强度满足设计要求,保护层材料强度达C70以上,主体结构层达到C50;保护层材料与结构层材料体积稳定性良好;耐酸性气体腐蚀性能大大增强,90d中性化深度不足1mm;同时,管片内衬层通过刷涂防火抗爆材料有效提升了管片的内层耐火性能,耐火极限是未经处理试件的4.72倍;最后通过实际的生产及检测,进一步证明了功能梯度混凝土管片具有较好的服役性能。     

半明半暗连拱隧道合理施工方法研究

连拱隧道半明半暗结构形式是隧道洞口地表偏斜地段的一种优选方案,针对该种结构形式进行合理施工方法的研究较少。结合一具体工程实例,提出半明半暗连拱隧道的3种不同施工方法,从理论探讨、力学计算、施工衔接、工期及环境影响等多方面对3种施工方法进行比较,得出连拱隧道半明半暗段采用先暗洞后明洞的施工方法更有利于隧道围岩及支护结构的长期稳定,同时在施工便利性和工期等方面也具有一定的优势,所得结论对其他同类工程具有一定的指导意义。