施工力学

摘要： 以珠海铁建大厦为研究对象,建立了框架–核心筒结构有限元模型,对整个结构的施工过程划分了施工段,采用CEB-FIP(2010)模型考虑混凝土的收缩徐变作用,用精确模拟法进行施工过程力学分析,结果表明,混凝土收缩徐变对柱底轴力影响不大,对核心筒墙体以及外框架柱的竖向变形影响很大,超高层建筑中的钢管混凝土柱或者型钢混凝土柱也必须考虑收缩徐变作用,收缩徐变引起的竖向变形占总竖向变形的30%~40%,考虑收缩徐变作用后,38层以下结构变形差有所减小,38层以上结构变形差反而增大,有限元分析结果与实测值符合较好,施工时可根据变形差调整预埋件位置。

摘要： 以厦门第二西通道(海沧隧道)超浅埋下穿兴湖路段双连拱隧道为依托,提出三导洞+洞盖法施工工法;采用数值模拟,研究施工工序对双连拱隧道中隔墙、边墙、初支及衬砌的变形影响规律。结果表明:中隔墙及侧墙竖向位移在左右洞上台阶贯通后达最大值,当开挖预留核心土及中、下台阶时,中隔墙及侧墙均产生向上的隆起;开挖对中隔墙水平位移影响较小,而开挖左右洞上台阶对侧墙水平位移影响较大;左侧墙墙顶的竖向及水平位移与墙底相差较大,导致左侧墙有朝向隧道外侧偏转的趋势;第一、第二层初支竖向及水平位移在左右洞上台阶贯通后达到最大值并趋于稳定,而中下台阶开挖对竖向及水平位移影响较小。

摘要： 拱盖法目前已有较为广泛的推广及应用,现有研究均认识到拱盖是施工的关键,但缺少对施工过程力学行为的深入研究。基于此,以青岛地铁2号线西延段小港站标准段为工程依托,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对“双层初期支护拱盖法”施工过程的力学行为进行研究,重点关注临时竖撑拆除时的力学效应。结果表明:双层拱盖体系充分利用了下层较硬岩土体的承载作用,有效地控制了地表沉降和围岩变形;拆除竖撑前,拱顶压力主要由临时竖撑和第一层拱盖承担,拆除竖撑后,拱顶再次下沉,体系发生应力转换,两层拱盖最终进入协同工作阶段;从最终结果来看,双层拱盖法满足安全施工的要求,已在小港站的施工中得到验证,实现了浅埋大跨度地下结构快速安全施工。

摘要： 为研究地铁车站施工工法拱盖支柱法施工力学行为,以贵阳地铁3号线北京路站为依托工程,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对拱盖支柱法施工过程中的围岩变形、地表沉降以及支护结构受力进行研究。结果表明:1)拱盖支柱法灵活运用洞桩法和中洞法的施工理念形成顶部支承结构,充分利用下层硬岩的承载作用,有效地控制了地表沉降和围岩变形;2)上部中导洞开挖是导致拱顶和地表沉降最大的施工阶段,上部侧导洞开挖是导致支护结构受力变化最大的施工阶段;3)顶部支承结构施工完成后,围岩变形、地表沉降以及支护结构受力变化都很小,说明顶部支承结构能发挥很大作用;数值计算结果随施工工序的变化趋势与现场监测的变化趋势吻合度较好。

摘要： 厦门芦澳路与海沧疏港通道交叉处拟建一座地下互通式立交隧道,隧道分岔处由单洞5车道大跨段直接过渡至主洞3车道及匝道2车道的"3+2"小净距段,采取直接过渡的方式不设置连拱段,最大开挖跨度达到30.46 m,最大开挖面积达450.41 m2.分岔隧道由大跨段直接过渡到小净距段决定了施工过程中非常复杂的工序转化,施工力学机制难以把控,分岔隧道围岩应力受隧道净距和断面形式的影响,分岔隧道的施工与支护结构设计面临诸多难题.通过三轴试验结合数值分析的方法对大跨段与小净距段交界处以及小净距隧道的施工力学进行研究,得出如下结论:1)现场取得的花岗岩试样属于弹脆性岩石,岩石处于三向受力状态时岩石强度和稳定性远大于双向受力状态,花岗岩试样弹性模量与围压呈正相关,结合Hoek-Brown强度准则以及Mohr-Coulomb强度准则对三轴试验结果进行修正得到现场岩体的物理力学参数.2)分岔隧道大跨段过渡至小净距段施工时,应及时对大跨段与小净距段交界面处围岩进行封闭,建议采用高性能喷射混凝土和工字钢支护,保证围岩尽快处于三向受力状态.3)小净距段隧道开挖对大跨段末端断面位移的影响主要是竖直方向,同时也会引起大跨段隧道末端初期支护不同程度的内力变化,其中左右拱脚处内力变化最为剧烈.主洞隧道施工对大跨段隧道内力和位移影响范围为掌子面后16 m,匝道则为掌子面后12 m.4)小净距段施工时,主洞和匝道隧道最佳纵向开挖间距为16 m;当主匝隧道净距大于6 m时,可作为独立单洞进行设计和施工.

摘要： 为研究岩溶发育位置对三台阶七步开挖法隧道施工稳定性的影响规律,建立隧道施工力学数值模型,分析四种工况下隧道围岩应力场、隧道变形和支撑结构应力的变化情况.结果表明:岩溶发育位置在隧道侧边时,比岩溶发育在顶部、底部,对隧道施工稳定性的影响更大.

摘要： 为研究冻结帷幕在地铁联络通道施工中所起的作用,依托国内某地铁联络通道冻结工程开展冻结帷幕扩展和施工力学分析.通过建立ABAQUS温度场模型和MIDAS分步开挖模型,对结构受力特性进行研究.结果表明:与常规施工相比,冻结法施工的衬砌结构竖向变形减小约5 mm,交叉部位的变形得到有力控制;由常规施工转为冻结法施工后,结构内力和应力总体上大幅减小,其中弯矩的降幅(约60％)明显大于轴力降幅(约10％),应力中降幅最大的第一主应力下降达20％.因此,冻土帷幕能够较好地改善结构受力,降低施工风险.

摘要： 厦门芦澳路与海沧疏港通道交叉处拟建一座地下互通式立交隧道,隧道分岔处由单洞5车道大跨段直接过渡至主洞3车道及匝道2车道的“3+2”小净距段,采取直接过渡的方式不设置连拱段,最大开挖跨度达到30.46 m,最大开挖面积达450.41 m^(2)。分岔隧道由大跨段直接过渡到小净距段决定了施工过程中非常复杂的工序转化,施工力学机制难以把控,分岔隧道围岩应力受隧道净距和断面形式的影响,分岔隧道的施工与支护结构设计面临诸多难题。通过三轴试验结合数值分析的方法对大跨段与小净距段交界处以及小净距隧道的施工力学进行研究,得出如下结论:1)现场取得的花岗岩试样属于弹脆性岩石,岩石处于三向受力状态时岩石强度和稳定性远大于双向受力状态,花岗岩试样弹性模量与围压呈正相关,结合Hoek-Brown强度准则以及Mohr-Coulomb强度准则对三轴试验结果进行修正得到现场岩体的物理力学参数。2)分岔隧道大跨段过渡至小净距段施工时,应及时对大跨段与小净距段交界面处围岩进行封闭,建议采用高性能喷射混凝土和工字钢支护,保证围岩尽快处于三向受力状态。3)小净距段隧道开挖对大跨段末端断面位移的影响主要是竖直方向,同时也会引起大跨段隧道末端初期支护不同程度的内力变化,其中左右拱脚处内力变化最为剧烈。主洞隧道施工对大跨段隧道内力和位移影响范围为掌子面后16 m,匝道则为掌子面后12 m。4)小净距段施工时,主洞和匝道隧道最佳纵向开挖间距为16 m;当主匝隧道净距大于6 m时,可作为独立单洞进行设计和施工。

摘要： 为了研究土石混合回填土区小净距隧道群施工力学行为,依据依托工程地勘、设计和相关文献研究成果,确定比较合理的土石混合回填土和加固区参数,建立小净距隧道群施工过程的三维有限元模型,分析先开挖地铁区间左线隧道、再开挖区间右线隧道、最后开挖中间出段线隧道施工过程的围岩和支护结构变形和受力特征。分析结果表明,选择的开挖顺序、施工和支护步序是比较合理的;隧道群中各分隧道的围岩拱顶竖向位移及洞群围岩拱顶竖向位移最终值均未超过洞群开挖过程中设计规定值,隧道最大主应力主要集中在二次衬砌,小于钢筋混凝土的抗压强度;各隧道围岩塑性区主要集中在隧道左、右边墙和隧道掌子面前方土体,塑性区的纵向影响范围约为10 m,与单模二次衬砌的长度相当;隧道初期支护的最大主应力、二次衬砌中部的主应力和最大剪应力皆在容许范围之内,先行隧道的二次衬砌起到了很好地约束和承载作用。

摘要： 结合工程实际,介绍了超高空单边偏心桁架连廊的施工技术.从安全、经济、可行等方面综合比较了3种施工方案的优缺点,最终选择了低区整体提升,高区桁架体系提升与散拼结合法安装方法,突破了施工场地条件限制,有效解决了大跨度单边偏心桁架结构施工过程稳定性差的难题,缩短了工期,降低了高空作业风险,并通过使用有限元软件模拟连廊拼装、提升等过程,控制了结构变形,提高了施工精度,确保了施工质量与安全,为以后同类型项目施工提供了借鉴.

摘要： 基于地铁车站大跨暗挖隧道的软弱地层条件,进一步研究大跨暗挖隧道施工过程力学原理中的大跨隧道分部开挖位移控制机理,隧道围岩的预加固机理及大跨隧道中临时支护结构拆除,二次衬砌施工过程中初期支护、二次支护力系转换机理和控制方法。据施工力学原理确定地铁车站大跨暗挖隧道合理的施工方法和辅助工法,在工程中应用后取得满意的效果。由此形成软弱地层条件下大跨暗挖隧道修建的系统关键技术。

摘要： 对滨海会展二期钢结构工程的创新性施工方法“等标高带索带桅杆柱弧线滑移”施工技术进行了介绍,对滑移施工中结构的边界条件和模型假设进行了分析,得出了结构在施工各个阶段的变形和受力情况。

摘要： 大型复杂工程的建设给现有设计和施工带来的关键问题是结构施工过程的施工力学分析，用施工力学的方法对施工过程进行预分析，不仅可以优选结构施工方案，而且可以与施工同步实测的数据进行比较，保证结构施工安全顺利地进行。本文通过建立合十舍利塔主体结构施工过程跟踪模拟分析的有限元模型，对结构施工进行全过程的跟踪模拟分析，得出预调值，绘出结构关键点的位移变化曲线，并与现场实测的数据进行对比，以保证施工过程中结构的安全性以及竣工状态结构的内力和位形满足设计要求。

摘要： 大型复杂工程的建设给现有设计和施工带来的关键问题是结构施工过程的施工力学分析，用施工力学的方法对施工过程进行预分析，不仅可以优选结构施工方案，而且可以与施工同步实测的数据进行比较，保证结构施工安全顺利地进行。本文通过建立合十舍利塔主体结构施工过程跟踪模拟分析的有限元模型，对结构施工进行全过程的跟踪模拟分析，得出预调值，绘出结构关键点的位移变化曲线，并与现场实测的数据进行对比，以保证施工过程中结构的安全性以及竣工状态结构的内力和位形满足设计要求。

摘要： 本文详细介绍了大跨度预应力钢结构施工仿真软件开发内容，大跨度预应力钢结构施工仿真主要包括两方面的内容：施工工艺仿真和施工力学仿真。本文介绍了施工仿真的概念、重要性，并根据其包含内容进行施工工艺仿真和施工力学仿真的软件开发，将开发完成的施工仿真软件应用于实际工程，取得了很好的效果。通过对大跨度预应力钢结构的施工仿真，一方面可以将大跨度预应力钢结构施工过程表达的十分直观、清楚，另一方面还可以对施工过程中的结构内力、变形等进行精确计算，指导实际施工，保证结构施工过程中及结构使用期的安全。

摘要： 本文提出的施工新方法简称VSHS工法,特点是把超静定柱面网壳结构改变成三铰拱桁架机构进行装配,然后用机械使该机构一侧滑动铰支座在地面作水平滑移运动并使之快速施工成形,最后将成形后的机构改变成结构。结构在施工期间的机构特性可避免强迫安装行为,有利于消除施工次应力并提高施工质量。而结构装配高度的降低又有利于施工安全、缩短工期和降低施工成本。工程算例介绍了施工实施过程,并对结构进行了施工全过程力学分析。分析结果表明,该工法施工最不利受力状态是在顶推滑动铰支座的初期,而机构特性却使得各构件在施工过程中所经历中最大内力和变形具有临时性特点,因而不会影响结构的最终受力。用常规设计的简化方法进行该工法的施工力学分析计算是可行的。还提出了工程算例结构中各种铰结点的构造和设计尺寸,并对其进行了有限元力学分析。

摘要： 为了增加法门寺合十舍利塔在施工过程中的稳定性和安全性,在该结构79～84m标高处设置了临时连接桁架。针对在桁架拆除过程中将桁架所受内力缓慢释放而不对结构造成危害这一施工难点,提出先进行桁架卸载,后将桁架拆除至54m平台,最后将拆除构件吊至地面的拆除方案。采用有限元软件,对拆除全过程进行了施工过程模拟分析,结果表明该拆除方案是合理、可行的;建议拆除过程中应保证同步进行,防止结构发生失稳破坏,并对拆除的(R)、(S)轴线上杆件进行实时安全监测。所述的拆除方案及过程分析可为类似工程提供参考。

摘要： 为了增加法门寺合十舍利塔在施工过程中的稳定性和安全性,在该结构79～84m标高处设置了临时连接桁架。针对在桁架拆除过程中将桁架所受内力缓慢释放而不对结构造成危害这一施工难点,提出先进行桁架卸载,后将桁架拆除至54m平台,最后将拆除构件吊至地面的拆除方案。采用有限元软件,对拆除全过程进行了施工过程模拟分析,结果表明该拆除方案是合理、可行的;建议拆除过程中应保证同步进行,防止结构发生失稳破坏,并对拆除的(R)、(S)轴线上杆件进行实时安全监测。所述的拆除方案及过程分析可为类似工程提供参考。

摘要： 为了增加法门寺合十舍利塔在施工过程中的稳定性和安全性,在该结构79～84m标高处设置了临时连接桁架。针对在桁架拆除过程中将桁架所受内力缓慢释放而不对结构造成危害这一施工难点,提出先进行桁架卸载,后将桁架拆除至54m平台,最后将拆除构件吊至地面的拆除方案。采用有限元软件,对拆除全过程进行了施工过程模拟分析,结果表明该拆除方案是合理、可行的;建议拆除过程中应保证同步进行,防止结构发生失稳破坏,并对拆除的(R)、(S)轴线上杆件进行实时安全监测。所述的拆除方案及过程分析可为类似工程提供参考。

摘要： 为了增加法门寺合十舍利塔在施工过程中的稳定性和安全性,在该结构79～84m标高处设置了临时连接桁架。针对在桁架拆除过程中将桁架所受内力缓慢释放而不对结构造成危害这一施工难点,提出先进行桁架卸载,后将桁架拆除至54m平台,最后将拆除构件吊至地面的拆除方案。采用有限元软件,对拆除全过程进行了施工过程模拟分析,结果表明该拆除方案是合理、可行的;建议拆除过程中应保证同步进行,防止结构发生失稳破坏,并对拆除的(R)、(S)轴线上杆件进行实时安全监测。所述的拆除方案及过程分析可为类似工程提供参考。

摘要： 本公开提供一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置，涉及深海工程与装备技术领域；包括箱式取样器、支撑连接机构、剪切模块和压陷模块；该装置能够在船上快速完成安装，可对船上土样进行压陷过程测试，以及不同压陷状态下(通过不同接地比压实现)抗剪强度测试，实现该测试装置的可拆卸化；通过设置支撑板与侧板及导力杆与第一滑槽的滑动连接，使该装置能够对箱式取样器内任意区块的土体进行测试；通过改变配重座内的配重片的设置能够模拟不同的接地比压。该装置能够对深海科考船从海底采集到的土样及时进行抗剪强度测试以及压陷过程测试，模拟海底作业车行驶过程中接地机构与底质的相互作用，保证了测试结果的准确性。

摘要： 本发明专利属于沉积物柱状样取样器和土工力学参数原位测试器技术领域，具体涉及一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器。其包括牵引座、配重组件、震动组件、取样筒组件、检测组件、封口组件、配重校正盘和取样头，其中牵引座通过吊环结构连接缆绳，下部与配重组件顶部固定，配重组件下部连接取样筒组件，内部安装震动组件，取样筒组件左右两侧安装检测组件，下部连接封口组件，配重校正盘套装在取样筒组件和检测组件外侧，取样头安装在封口组件底部。本发明可实现配重块快速调整和固定，实现样品的快速提取、分装、储存，实现原位测试海底沉积物的土工力学参数，通过采样后自动封口，从而提高采样的成功率。

摘要： 本公开提供一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置，涉及深海工程与装备技术领域；包括箱式取样器、支撑连接机构、剪切模块和压陷模块；该装置能够在船上快速完成安装，可对船上土样进行压陷过程测试，以及不同压陷状态下(通过不同接地比压实现)抗剪强度测试，实现该测试装置的可拆卸化；通过设置支撑板与侧板及导力杆与第一滑槽的滑动连接，使该装置能够对箱式取样器内任意区块的土体进行测试；通过改变配重座内的配重片的设置能够模拟不同的接地比压。该装置能够对深海科考船从海底采集到的土样及时进行抗剪强度测试以及压陷过程测试，模拟海底作业车行驶过程中接地机构与底质的相互作用，保证了测试结果的准确性。

摘要： 本实用新型公开了一种基于多传感器的铅芯加工力学性能在线检测装置，包括：检测机架，所述检测机架侧面设置有操控屏；免拆卸检测夹具，所述免拆卸检测夹具转动安装在检测机架内部上下两端，所述免拆卸检测夹具中间夹持有铅芯；所述免拆卸检测夹具包括上夹套，所述上夹套套接在铅芯一端，所述上夹套开口方向设置有若干个视觉传感器，本实用新型一种基于多传感器的铅芯加工力学性能在线检测装置，结构上设有免拆卸检测夹具，在检测时不同的直径尺寸的铅芯时，直接将铅芯装入免拆卸检测夹具中，并通过设置于上夹套中设置的视觉传感器，对铅芯外部表面的变化进行监测，并通过在操控屏上在线进行成像，进而能够获得更精确的力学性能分析数据。

摘要： 本实用新型公开了一种用于加工力学实验试件的成形刀具，包括外圆偏刀、左倒角刀和右倒角刀，所述外圆偏刀、左倒角刀和右倒角刀依次排列且外圆偏刀的刀背与左倒角的刀背贴在一起，并通过焊接或其他机械方式形成一个整体；其中左倒角刀和右倒角刀形状对称，且左倒角刀和右倒角刀的刀尖平齐且靠齐，外圆偏刀刀尖与左倒角刀和右倒角刀在刀具轴线方向上形成固定偏距，本实用新型加工过程中，从刀具进给方向看，三把刀的切削顺序依次为：外圆偏刀、左倒角刀、右倒角刀；可使加工过程中的进给路线相对简单、切削稳定、加工效率高，可在大批量生产中进行广泛运用。

摘要： 本发明公开了一种深基坑施工力学模型试验中的钢支撑模拟装置，包括粘结片、应力传输管、套筒和弹簧；其中，应力传输管有两根，两根应力传输管通过粘接片固定于弹簧两端，两根应力传输管的另一端均设有一个粘接片，弹簧固定于套筒内，套筒内部设有毫米刻度尺，弹簧与毫米刻度尺的位置相对应。本发明不仅可以模拟深基坑开挖过程中钢支撑支护作用，而且可以测试试验过程中钢支撑所受应力大小，且试验设备结构简单，成本较低，容易加工生产，操作方便，测量准确。

摘要： 本发明公开了矩形曲线顶管顶进施工力学特性研究与优化设计，其具体包括如下步骤：S1、确定矩形曲线顶管顶进施工过程中顶管上的荷载分布，并计算荷载；S2、建立矩形曲线钢顶管多体系统动力学模型；S3、确定计算模型和连接器单元运动约束属性；S4、确定模型计算物理力学参数；S5、进行直线顶管多体模型分析；S6、进行直线顶管转变为矩形曲线顶管多体模型分析；S7、矩形曲线顶管多体系统动学模型顶管顶进力预计计算。通过研究与优化设计，本发明可计算出矩形曲线顶管顶进的总顶力，为顶进设备的选购提供依据；可计算出各管节之间的顶进力和相对角度，为管节的顶进提供可靠度，避免管节顶进过程中出现偏差而影响施工的进度与质量。

摘要： 本发明公开了一种深基坑施工力学模型试验中的钢支撑模拟装置，包括粘结片、应力传输管、套筒和弹簧；其中，应力传输管有两根，两根应力传输管通过粘接片固定于弹簧两端，两根应力传输管的另一端均设有一个粘接片，弹簧固定于套筒内，套筒内部设有毫米刻度尺，弹簧与毫米刻度尺的位置相对应。本发明不仅可以模拟深基坑开挖过程中钢支撑支护作用，而且可以测试试验过程中钢支撑所受应力大小，且试验设备结构简单，成本较低，容易加工生产，操作方便，测量准确。

摘要： 本实用新型提供一种再现隧道施工全过程施工力学行为的试验装置，第一土压力计和第二土压力计连接有显示装置；显示装置用于显示第一土压力计检测得到的第一压力值，以及第二土压力计检测得到的第二压力值；第一土压力计、第二土压力计和气囊设置在土体结构内；显示装置、千斤顶和充气机设置在土体结构外；充气后的气囊为圆柱体结构，其轴线L水平布置；气囊设置有若干个，若干个气囊依次排列成直线结构，且轴线相重合；每一个气囊均通过导管与充气机相连通；每一个气囊的上方均布置有第一土压力计和千斤顶；每一个气囊轴线L的两侧均布置有第二土压力计和千斤顶；千斤顶用于挤压土体结构。能准确模拟隧道开挖过程中的围岩应力释放和隧道衬砌受力。

摘要： 本实用新型公开了一种深基坑施工力学模型试验中的钢支撑模拟装置，包括粘结片、应力传输管、套筒和弹簧；其中，应力传输管有两根，两根应力传输管通过粘接片固定于弹簧两端，两根应力传输管的另一端均设有一个粘接片，弹簧固定于套筒内，套筒内部设有毫米刻度尺，弹簧与毫米刻度尺的位置相对应。本实用新型不仅可以模拟深基坑开挖过程中钢支撑支护作用，而且可以测试试验过程中钢支撑所受应力大小，且试验设备结构简单，成本较低，容易加工生产，操作方便，测量准确。