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[硕士论文] 曹保山
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:大型基坑的开挖和降水一直以来就是岩土工程中的重要部分,其技术性复杂同时系统性较强,基坑的开挖和降水能够得到较好的处理,能极大的提高建设工程的质量,且减少相关的工程事故。基坑开挖降水问题覆盖安全、经济、环保施工质量等发展的诸多方面。而且,在南水北调的东线工程中,京杭大运河上的工程建设不断增加,建设规模越来越大,遇到的工程地质和水文地质情况也越来越复杂。因此了解基坑工程的相关工程地质和水文地质情况非常重要,在周边环境和场地的基础上进行大型基坑的开挖降水设计、施工及其关键。于是本文依托扬州施桥三线船闸深基坑降水开挖支护为背景进行了以下研究工作:
  1、为了使得施工人员详细了解和掌握工程建设场地的地质现状,认真熟悉设计图纸描绘的工程地质详细分组情况:整个船闸开挖地质条件场地在勘探深度范围内分为12层,其中第三层有3个亚层,第四层有2个亚层。而这个12个层并非分布在同一个区段,在上游航道中有8个不同地质层,在上游靠船段及上游引航道有7个不同地质层,船闸工作桥有9个不同地质层,船闸处有9个不同地质层,熟悉掌握各土层的岩-土力学物理参数,以便掌握防渗帷幕降水边坡放坡等开挖关键技术控制。
  2、该船闸基坑开挖场地较大,为方便在富水互层土地质条件下进行超大基坑降水支护设计和施工,在工程地基地质和水文地质性质的基础上,采用“变大为小,化整为零”的基坑开挖降水思路,结合该船闸基坑的开挖深度和降水支护特点,将船闸基坑分为上闸首、下闸首、闸室东侧、闸室西侧、闸塘等5个大的部分开挖支护。其中上闸首主要采用钢筋混凝土连续墙结构,能够起到挡土和防渗的双重效果,其余为单排多头小直径水泥搅拌桩防渗墙,闸塘分台阶式梯式开挖。
  3、提出针对闸室东侧及下闸首中心线东侧防渗结构采用双排多头小直径搅喷式水泥土防渗墙;下闸首处于富水互层土中防渗帷幕深度超过21m采用多头小直径+高压摆喷组合防渗;闸室西侧、下闸首中心线西侧采用单排多头小直径搅喷式水泥土防渗墙。
  4、通过对京杭大运河某船闸富水互层土基坑开挖为研究背景,针对该种复杂地质状况的基坑开挖进行详细的阐述,对降排水和基坑支护的关键技术进行验算分析,同时采用多头小直径+高压摆喷组合防渗的防渗帷幕工艺为首次使用,具有一定的工程特点,积累可靠的工程实践经验,为今后同类地质条件基坑开挖提供有效参考或借鉴。
[硕士论文] 孙增春
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:三峡水库建成蓄水后,极大的改善了库区通航条件,但也给库区高桩码头、桥梁桩基、临水护岸等工程的建设带来了新挑战。本文以重庆市渝中区长滨路护岸挡墙排危加固二期工程提出的利用灌注桩及钢护筒作为基础搭设深水施工平台的施工方案为依托,开展了深水桩基础施工平台的研究。基于灌注桩早期承载的特点,进行了早龄期水下混凝土力学性能试验研究,并结合试验成果,利用ANSYS有限元软件,模拟灌注桩混凝土在养护3天、5天、7天时施工平台的受力特点和灌注桩混凝土的开裂情况,并对深水桩基础施工平台进行了安全风险评估。主要研究内容及结论如下:
  (1)根据新型深水桩基础施工平台的设计、建造原理和施工流程,与传统钢管桩施工平台进行对比分析,表明新颖的施工方法能够有效解决三峡库区蓄水后水深和水位变化大、水下基础施工困难和成本高等施工难题,具有广阔的应用前景。
  (2)进行了C30水下混凝土早龄期力学性能试验研究。在养护前期,水下混凝土各项力学性能指标增长较快,随着龄期的增加,增长速度越来越慢,最后趋于平缓,前7天是混凝土强度增长的重要时期。根据试验数据,拟合分析得到水下混凝土“三强度一模量”的计算方法,在试验基础上提出适用于C30水下混凝土的单轴受压本构关系和钢管混凝土界面粘结应力与滑移值关系。
  (3)结合试验得到的水下混凝土应力-应变曲线,建立钢筋混凝土整体模型,分析了施工平台的变形、受力特点以及灌注桩混凝土的开裂情况。结果表明:在灌注桩混凝土养护5天时进行钻孔作业,在混凝土养护7天时进行履带吊吊装施工,对灌注桩桩身完整性和后期承载力影响较小。
  (4)基于层次分析法和灰色模糊理论得到渝中区长滨路护岸挡墙排危加固二期工程钻孔灌注桩施工的安全风险等级为“中等”。对新型深水桩基础施工平台进行推广应用,得出在万州新田作业区应用的风险等级为“较大”。
[硕士论文] 殷鹏
地质工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:地下隧洞是一种复杂的工程,其围岩处于极其复杂的地质环境中,这使得围岩稳定性分析成为地下工程中十分重要的地质力学问题。工程中地下洞室的尺寸不断增加,对围岩稳定性的要求也不断增加,同时由于各种复杂及难以预测的地质条件影响着围岩的稳定性,这直接影响到工程设计及施工管理,因而围岩稳定性评估对地下工程具有十分重要的现实意义。
  无网格法基于点的近似,采用不同的形函数进行积分,在不连续介质以及大变形问题的处理上、在计算过程中完全不需要对网格进行重构和重新划分。本文采用广义粒子动力学法(General Particle Dynamics,GPD法)对雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞围岩在不同埋深下隧洞开挖过程的围岩稳定性进行数值模拟仿真分析,研究工作主要有:
  ①以SPH法的离散方法和核近似法为基础,通过质量守恒、动量守恒、能量守恒三个守恒控制方程,编写基于C++语言的通用化GPD数值模拟仿真程序,同时编写了基于Matlab的通用化后处理程序用于数据成像分析。
  ②针对计算模型规模问题以及运算速度问题,运用了基于内存池的内存管理技术、基于多线程的并行计算技术以及基于KD树的搜索配对算法,对基于C++语言的通用化GPD数值模拟仿真程序进行了优化,大大减少了配对搜索时间和单步计算时间。
  ③将岩石弹塑性本构模型引入GPD数值模拟仿真程序中,并针对雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞模型开发了配套的GPD粒子生成程序用于可视化建模。对其引水隧洞在不同埋深下的开挖卸荷过程进行了数值模拟仿真,并对模型截面的应力场、位移场以及塑性区分布进行了可视化数据分析。
  ④将GPD法的数值模拟计算结果与有限元的数值模拟计算结果对比分析。
[硕士论文] 李欣欣
水利工程 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:中国对水利的发展一直非常重视,无论是对现场测试、还是工程质量的评价堤防填土工程都是整个水利工程中至关重要的部分。本项目对国内外填方工程质量检测的现状及问题点、及其有关新技术的发展趋势进行了深入的调研分析。发现目前填方工程质量检测的方法和手段,都存在一定程度上的不足,有的方法只能进行室内试验,不能完全反映现场的实际情况,有的会对填方工程产生一定的破坏性。因此这些方法和手段都难以完全满足现场的检测要求。
  本文采用便携式落锤弯沉仪(PFWD),结合黑干治理工程,通过室内和现场试验的对比,对该技术的应用进行了研究。不仅实现快速、准确检测堤防填土的弯沉与回弹模量的目标,也为水利工程中堤防工程的检测提供便利。通过对松干十三和十四标等在建工程上的大量现场试验和室内材料试验,经过修正,明确该测试技术在堤防压实质量控制和评价的测试精度、误差控制及适用范围,并充分与现代高新技术结合,开发并推广便携式落锤弯沉检测技术,为道路、桥梁、铁路、水利、市政等涉及填方工程的项目提供一定的质量保证,并实现对填方工程压实质量的监督作用。
  本文主要研究了PFWD技术应用的准确性。首先与其它无损检测技术进行了相关的分析对比,然后通过室内试验分析PFWD对于不同种材料测试的结果,并与现场实验的结合,分析该设备与其它检测技术的相关性。
  论文主要通过与落球测试法以及SDG法进行了相关的试验对比。最终发现PFWD具有准确性以及推广的价值。
[硕士论文] 周瑜
工业工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:水利工程项目是国家“十二五”、“十三五”规划的重点建设任务,因堆石坝填筑碾压施工受环境影响小,机械化施工程度高、取材方便、相对成本低等优点,故根据中国国情,堆石坝是水利枢纽工程坝型首择之一。堆石坝坝体质量控制的关键是填筑质量,则如何对填筑碾压方案进行科学、合理的评价选择和填筑质量控制成为施工项目管理者所面临的关键问题。本文在主堆石区填筑质量要求的基础上,对适用于中小型水库的填筑碾压质量控制方法、质量控制指标体系和碾压方案评价模型的构建进行了研究,具体为以下几方面:
  首先,建立堆石坝主堆石区填筑质量控制方法。通过分析堆石坝主堆石区填筑施工特点和质量控制机理,得出堆石坝主堆石区填筑施工过程质量控制属于小批量生产模式,在此基础上提出以EWMA控制图作为主堆石区填筑施工质量控制的基准方法,由于主堆石区填筑质量检测数据少(样本数量小),计算出的控制图的控制界限不够合理准确,因此本文引入Bootstrap法对控制图进行改进,建立Bootstrap WV-EWMA施工控制图,同时结合《混凝土面板堆石坝施工规范》中对主堆石区填筑质量的要求,形成双重控制界限的“小批量施工控制图”。
  其次,构建堆石坝主堆石区填筑质量控制指标体系。根据堆石坝主堆石区填筑施工特点和质量要求,及相关文献资料和专家咨询形成初步指标体系,运用相关分析和差异系数分析进行指标筛选,建立较为全面的填筑质量控制指标体系,并将质量控制指标体系作为主堆石区填筑碾压方案的评价指标。
  再次,根据填筑碾压质量要求和施工系统的运行规律,拟定碾压参数,形成碾压方案,并建立组合赋权和TOPSIS法相结合的方案评价模型对其进行评价。采用层次分析法和熵权法分别计算方案评价指标的主、客观权重,基于Lagrange条件极值原理的“加法”集成法对各指标进行组合赋权;再用TOPSIS法对碾压方案进行评价排序。利用MATLAB编程仿真本文构建的评价模型,形成了完整的评价系统,简化决策过程,为施工项目管理者提供决策依据。
  最后,依托工程实例验证了本文提出的方案评价模型和Bootstrap WV-EWMA施工控制图分别在主堆石区填筑碾压方案的评价选择和施工过程质量控制中的适用性和可行性。本文提出可将此评价模型和质量控制方法运用到堆石坝坝体其他分区。
[硕士论文] 孙斌
水利工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:在水工隧洞的施工中,超前地质预报是保证施工安全的有效手段,经过数十年的发展,产生了以地质雷达和红外探水仪为代表的电磁法、以TGP和TSP为代表的弹性波法等预报手段,曾对掌子面前方不良地质情况的确定提供了一定的帮助。近年来,随着交通运输业的快速发展,工程中面临的地质条件日趋复杂,因前方地质情况不明而导致的事故逐年上升,传统的单一预报手段的缺点逐渐显现。对已有预报方法和仪器进行优化组合研究、提高预报精度,对保证工程施工安全有重要意义。
  本研究主要内容包括:⑴介绍了工程中常用的预报方法,并将TSP法和地质雷达法作为重点研究对象,评价了其在工程中的实际应用情况。⑵对TSP和地质雷达法在超前地质预报中的应用提出了具体的优化措施。⑶为了从数个预选方案中筛选理论上的最优方案,引入了系统工程中的模糊优选理论。⑷虑到超前地质预报工作的复杂性,将整个预报工作视为一个系统,建立了与之相适应的综合超前地质预报体系,并在实际工程中对超前地质预报优化组合技术进行了效果评价。
[硕士论文] 王春阳
水利工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:本文依托实际工程,利用数值模拟与现场试验相结合,并且引用了可靠度计算的方法,对水工隧洞工程穿越裂隙破碎带的围岩支护参数进行优化并且验证可行性,使其支护参数设计更趋于科学,更严谨,更能反映出水工隧洞软弱围岩问题的本质。
  本研究在查阅大量文献的的前提基础之下,归纳了新奥法的支护结构的作用原理和开挖形式的优势弊端,以及穿越断层破碎带围岩的特征,根据依托水工隧洞的工程概况,深入论述有效地隧道支护方法。依托工程穿越断层破碎带围岩支护的特殊性,本文利用FLAC3D软件对设计出的围岩采用上下开挖法进行参数模拟,模拟出水工隧洞断面围岩在开挖,支护,再开挖时的围岩收敛情况以及应力重分布情况,并据此得出合理的钢拱架间距,锚杆长度,锚杆环向间距以及喷射混凝土厚度。根据依托工程的现场施工监控量测,分别对同级的普通段围岩和断层破碎带地段围岩的拱顶沉降和周边收敛进行比较,并用回归曲线推算出拱顶沉降的最终位移。将优化后的支护参数与普通围岩设计支护参数在同类型的断层破碎带围岩进行分组实验,分别对围岩变形,喷射混凝土压力,钢拱架内外侧应力与初期支护围岩压力进行监控量测分析,得出实验优化段的支护完全可以保持断层破碎带围岩的稳定,而初始设计参数在围岩的拱腰以及偏上处出现了破坏,从监控量测得到的数据与围岩稳定情况分析,数值模拟优化后的参数可以承载裂隙破碎带的围岩并保持稳定。以响应面法为基础,加入了蒙特卡洛的数据采集形式,将水工隧洞断层断面的结构可靠度进行了理论模拟计算,计算出的可靠度β值拱脚处最大,然后在拱腰处达到一个最小值,在拱腰上部三分之一出现拐点,然后逐渐变大,然后可靠度出现峰值后又变小直到拱顶达到一个极小值,与此前的数值模拟与现场观测相比分布与变化趋势基本相同。这种模拟与监测相结合并对结果进行可靠度计算分析的方法在实际地下工程中具有一定的推广价值。
[硕士论文] 郭锋
水工结构工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:碾压混凝土重力坝作为一种重要的大体积混凝土水工建筑物,在施工与蓄水过程中必须考虑温度应力问题。温度应力导致的裂缝会影响坝体的安全运行,而且在实际工程中温度场与应力场的变化规律又不尽相同,因此,温度应力的研究具有较高的科研价值及实用意义。本文建立某碾压混凝土重力坝三维有限元模型,根据碾压混凝土坝实际施工情况及运行资料,对其进行施工及蓄水全过程温度-结构耦合有限元计算分析,进行了下述研究:
  首先利用温度场有限元计算方法,考虑外界气温与水温、地基初始温度、水泥水化热及初始浇筑温度等因素的影响,分别得到自然浇筑温度、控制浇筑温度、自然浇筑温度+通水冷却三种方案下坝体施工结束时刻及蓄水结束时刻坝体温度场的分布规律,对三种方案的温度场分布规律及坝体特征点的温度历时曲线进行比较,分析了各种措施对温度场变化的影响。且将三种方案下的计算基础温差与规范规定的允许温差比较,可以看出控制浇筑温度与自然浇筑温度+通水冷却两种情况均能满足温控要求。根据特征部位的最大温度包络线说明了三种方案能否满足温控要求。
  接着,根据三种方案特征部位的温度应力包络线与最大拉应力云图,分析了各方案降低温度应力的效果。接着,在控制浇筑温度场的基础上得到考虑徐变因素时坝体施工结束时刻及蓄水结束时刻三个不同方向的温度应力及第一主应力的分布规律,为了动态研究三个不同方向的温度应力导致裂缝发展的规律,对表面点与中心点的温度应力历时曲线进行了相关分析。对考虑徐变前后的同一节点计算所得温度应力曲线进行比较,分析了徐变对温度应力的影响。将考虑自重前后特征部位的温度应力值进行比较,表明自重减小温度应力的有利作用。最后分析了在自重、水压力、温度作用三者共同作用下坝体结构的应力分布规律。
[硕士论文] 李亮
水利工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:在地下工程施工过程中,最为关键也是第一道工序就是岩土的开挖,由于地下岩体存在于非稳定应力场(初始地应力场)中,洞室开挖必定导致洞周一定范围内的应力重新分布,当重新分布导致的二次应力超过岩体所能承载的极限强度时就会造成围岩岩体失稳,给人员设备安全带来严重威胁,在实际工程中影响围岩稳定的因素有很多,掌握各影响因素变化对围岩稳定的影响对地下工程建设的安全性及经济性有着重要的意义,而同时随着我国水利水电工程建设的飞速发展,大量的,各种类型的地下洞室在西部地区修建,对开挖后的围岩稳定分析显得更为必要。
  基于以上原因,本文总结了目前常用地下洞室围岩稳定性的判断依据及影响围岩稳定的主要因素,介绍了围岩的破坏形态及锚喷支护作用机理。以石林地下水库集水廊道为研究对象,采用ABAQUS有限元软件提供的Mohr-Coulomb屈服模型,对集水廊道开挖进行了围岩稳定性数值模拟分析。论文主要研究内容如下:
  (1)结合云南石林地下水库工程现场实际状况及地质资料,通过查阅文献、现场调研,归纳总结集水廊道开挖方案及施工工艺,为后续分析计算做铺垫。
  (2)对集水廊道施工开挖后不采取任何支护措施和及时施作初期支护两种工况进行了数值仿真分析,比较了两种工况下围岩变形、应力场分布情况。
  (3)分析了廊道埋深、侧压力系数、喷层厚度以及围岩类别影响因素变化时围岩变形、应力场分布、塑性区大小、初期支护受力及变形的变化规律,研究结果为同类工程的设计与施工提供了理论依据和指导。
  (4)对围岩主要参数作了敏感性分析,通过控制单一参数变化时对围岩稳定的几项重点评价指标的敏感程度,区分了影响评价指标的主要敏感参数与次要敏感参数。
[硕士论文] 王明明
建筑与土木工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着全球经济发展和环境恶化,对清洁能源的需求与日俱增,水利工程作为清洁电能的主要来源之一,国家逐渐加大了在水利工程中的投资。水利工程的快速发展,对水利工程的项目管理也提出了更高的要求,在土石坝项目管理实践中,施工进度管理与项目经济效益、工程度汛安全等密切相关,是土石坝项目管理的核心指标之一。随着水利工程项目复杂程度的增加、环境更加恶劣,甲方对工期、质量、生态都提出了更高的要求,传统基于图纸和经验的项目管理方法已无法满足项目建设的要求,BIM技术的出现和发展为土石坝项目进度管理提供了新的方法。
  论文旨在通过对现有土石坝施工进度管理现状进行研究,分析 BIM技术在土石坝项目施工进度管理中的可行性和适用性,提出基于BIM的土石坝施工BIM模型构建方法,并建立基于BIM的土石坝施工进度管理框架,以提高土石坝施工进度管理效率及土石坝项目整体管理水平。
  论文主要工作如下:
  首先,分析传统管理理念下土石坝施工进度管理中存在的问题,结合BIM技术的优势,从技术、经济、环境三方面分析BIM技术在土石坝施工进度管理中的适用性。
  其次,以基于BIM技术的项目管理理念为依托,开展基于BIM的土石坝施工进度管理研究。论文选择Autodesk公司的Civil3D、CAD、Revit、AIW等BIM软件,建立土石坝施工BIM模型,在Navisworks平台将土石坝3D模型与Project施工进度计划链接,建立土石坝施工BIM模型,完成土石坝施工可视化模拟,实现基于BIM的土石坝施工进度动态管理,提出基于Autodesk平台的土石坝施工BIM模型构建流程,并建立基于BIM的土石坝施工进度管理框架。
  最后,通过土石坝工程实际案例分析,验证了本论文研究成果的可行性和适用性。通过对四川省某沥青混凝土心墙堆石坝项目进行实例研究,进一步验证了论文研究成果能够应用于土石坝施工BIM模型的构建和基于BIM的土石坝施工进度管理,对基于BIM的土石坝项目管理具有一定的应用价值和现实意义。
[博士论文] 钟志彬
岩土工程 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:我国川西地区地下工程施工开挖中,普遍遇到宏、细观节理裂隙发育的坚硬脆性岩石及岩体,由此引发的围岩脆性劈裂、片帮、岩爆和突水等工程灾害,危及隧洞的施工及运营安全。为此,受国家自然科学基金(编号:41272321)资助,本文从坚硬脆性岩石天然发育的裂隙网络几何特征统计分析入手,在裂隙发育的坚硬岩石力学特性及其隧洞围岩破裂机理方面开展了以下研究工作:
  (1)为研究岩石裂隙形成机理和裂隙性隧道围岩破裂机制,提出了一种适用于复杂裂隙网络几何特征定量分析和评价的方法,应用于四川泥巴山流纹岩试样裂隙特征的分析评价,成功构建了该种流纹岩的裂隙网络模型和泥巴山隧道裂隙性围岩结构力学模型。
  (2)借鉴复合材料细观力学原理,引入考虑裂隙相互作用的“相互作用直推法(IDD)”,与不考虑裂隙相互作用的“稀疏法(Dilute Method)”、Giordano模型,和考虑裂隙相互作用的改进Taylor模型进行对比分析,论证了IDD法具有优势;采用IDD法探讨了裂隙发育密度、几何形状、倾角和充填性质等因素对岩石等效弹性模量的影响;结合本文提出的裂隙网络几何特征定量分析方法,提出了一种新的复杂裂隙性岩石等效弹性模量的计算方法,其可靠性得到试验所验证。
  (3)提出了“裂隙-裂隙充填物-岩石”构成的三相“复合岩石”模型,利用“复合岩石”模型试样进行单轴压缩试验,研究了该“复合岩石”的压剪破裂机理;引入“断裂体积”参数代替“断裂面积”参数,提出了“复合岩石”压剪断裂的体积断裂能指标Gf-V的计算方法;根据三组试样体积断裂能指标试验结果,提出了体积断裂能的双线性前边界效应模型,据此模型分析了非均质充填物内微裂隙对“复合岩石”断裂特性的影响机理。
  (4)利用采自泥巴山隧道工程区的天然裂隙性流纹岩,制作“半圆拱+直墙+平底”的城门拱形隧洞模型试样,进行双轴压缩试验,测试围岩的动态破裂过程和围岩典型位置的应变,分析和揭示了天然裂隙性坚硬脆性隧洞围岩的破裂机理。结果表明,隧洞底板和拱顶首先出现张裂,张裂隙向围岩深部(上、下)扩展,边墙发生板裂化破裂,并逐步向隧洞围岩内部发展,形成V形损伤破裂区,拱脚形成局部压碎区。
  (5)采用双轴压缩试验研究了城门形隧洞拱顶和底板近距较大裂隙发育围岩的破裂机理。试验表明,围岩的破裂从大裂隙剪切滑移开始,拱顶围岩受近距大裂隙的影响出现多条竖向张性新裂隙,引起拱顶围岩破裂,洞底板大裂隙向隧洞边墙和起拱部位扩展,造成围岩显著的非对称性破裂特征。
  (6)基于离散元颗粒流介质数值PFC2D软件,分别模拟分析了完整性隧洞围岩和裂隙性隧洞围岩在双轴压缩下的破裂裂隙起裂扩展和原生裂隙扩展特性,数值模拟分析得到的裂隙性坚硬围岩细观破裂机理和宏观发展趋势与试验结果基本吻合。
  (7)采用硬脆性类岩石模型材料,制备含初始板裂化边墙的拱形隧洞模型,双轴压缩下围岩呈脆性破裂特征,拱顶围岩整体下沉,板裂化边墙受压屈曲破裂,并向隧洞内突破形成楔形破裂区,与流纹岩隧洞模型具有类似的破裂模式;但是,由于板裂缝的存在,边墙中部和底部围岩切向应力减小,破裂区在0.4R范围内。
[硕士论文] 杜卫长
水利工程 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:地应力与围岩大变形、底板突水、岩爆、顶板垮落等地质灾害直接相关,对工程的稳定性影响巨大。地下工程失稳大都是由于施工开挖造成的岩体应力重新分布造成岩体发生大的变形引起的,而初始地应力场对应力重新分布起着重要作用,是地下工程开挖、支护等过程中分析和计算的基础。
  地应力是影响工程施工安全及工程本身安全的重要因素之一。地应力影响因子和来源性复杂,且在地壳岩体中的分布复杂多变。即使在同一区域,不同地点的地应力大小和方向的差异性也可能很大。因此,为准确了解特定区域的地应力场,预测岩体对工程施工及工程稳定性的影响,必须进行原位地应力测试。通过开展原位地应力测试工作,准确了解工程区域的地应力大小和方向,为工程设计、施工提供技术支撑。
  论文依托于“陕西省引汉济渭工程秦岭隧洞黄三段项目岩体应力测试”项目。主要研究内容如下:
  (1)搜集大量资料和文献,在调研和分析的基础上,对地应力的基本概念、主要影响因素和分布规律做了详细阐述,分析了我国的地应力场区域划分情况、陕西省及临区地应力特征。
  (2)在分析总结地应力测试的国内外研究现状的基础上,结合工程实际情况和条件,选取孔径变形法和水压致裂法作为秦岭隧洞黄三段岩体地应力测试方法,从测试原理、主要设备、测试步骤等方面对这两种方法进行了详细的对比分析。
  (3)通过孔径变形法对HZK14测试段及水压致裂法对HZK06测试段、HZK09测试段进行地应力测试,并对测试结果进行合理的分析。
[硕士论文] 李飞
水利水电工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:自然界中的岩体在漫长的地质演变过程中,往往被大小、形状、方向各异的结构面纵横切割,而形成具有一定结构特征的不连续岩体,由于结构面的存在,显然不连续岩体的力学特性要比完整岩石复杂很多。在借鉴前人成果的基础上,通过室内试验和数值模拟相结合的方法,研究不同的节理长度和节理角度对巴西劈裂试验和直接拉伸试验的影响;研究不同节理长度和加载角度下圆盘抗拉强度的变化规律,研究不同加载角度下圆盘应力分布特点及塑性区的分布特点,通过对塑性区分布特点的分析,研究不同加载角度下圆盘的破坏模式,并与室内试验结果进行对比,得到了一些结论:
  (1)在巴西劈裂试验中:当节理长度一定时,抗拉强度随加载角度增大呈增大趋势,随着加载角度的增大,使得受拉面远离节理方向,有效受拉面积增大,抗拉强度也随着增加。当加载角度一定时,抗拉强度随节理长度增大呈减小趋势,随着节理长度的增大,使得受拉面积减小,有效受拉面积减小,抗拉强度逐渐减小。岩石的破坏形式分为3种:纯拉伸破坏,纯剪切破坏,拉伸-剪切混合破坏模式。
  (2)岩石的微观稳定性调整阶段,岩石的弹性阶段,岩石的非线性变形阶段,岩石的脆性破坏阶段。硬脆性岩石直接拉伸变形以弹性变形为主,拉伸过程中的非线性变形主要是内部裂隙或软弱夹层受拉引起的。节理岩体直接拉伸破坏面出现在中部附近的均匀受拉区,可见试件中受应力集中影响较小;当节理角度较小时,破坏面与试件轴线接近垂直,当节理角度较大时,破坏面沿着节理方向,与试件轴线呈一定角度;破坏面新鲜平整,几乎没有产生碎屑或碎片,没有剪切破坏痕迹,当试件断裂时,会伴有清脆响声,是典型的脆性拉断破坏模式。
  (3)对不同加载角度下巴西圆盘数值模拟结果显示,圆盘的应力分布及塑性区分布于室内试验所得出破坏模式相吻合,圆盘的抗拉强度值随加载角度的变化规律与室内试验也相吻合。
[硕士论文] 唐傲翔
工业工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:建国70多年来,我国修建了大量的水利水电工程。这些设备的安全,可靠地正常运行是保证水利水电工程发挥巨大效益的重要条件。水利水电工程金属结构的安全运行,是水利枢纽安全运行的重要环节,因此研究水工金属结构安全评价系统具有重要的理论意义和实用价值。本文在充分掌握水工金属结构安全评价领域国内外研究的基础上,对钢闸门,启闭机等金属结构进行安全分析,并找出主要安全影响因素。应对其评估体系进行分析,以主要影响条件构成主框架,建立多层次评价指标。根据评估指标体系,列出等级标准,利用专家层次分析法进行主观赋权,利用信息熵权与变异系数相结合的方法对指标进行客观赋权,最后结合主观赋权和客观赋权结果进行主客观综合赋权并引入可信度理论构建灰色-模糊综综合评价模型。并以此为理论基础开发了专家评价系统,将研究成果运用于水工金属安全评价实际案例中进行了验证。本文主要研究内容如下:
  1)分析影响水工金属结构安全的主要因素,总结金属结构安全评价的主要指标,建立一套完善的以水工金属结构为对象的综合评价指标体系,该指标体系是以水工金属结构特性为基础而建立,适用与所有现役水工金属结构安全评价,具有一定的代表性。
  2)基于主客观组合赋权对评价指标进行科学赋权,结合灰色-模糊综合评价方法构建组合赋权综合评价模型。
  3)根据综合评价模型开发辅助评价系统,该系统模仿水工金属结构安全评价的主要过程,通过系统可动态构建水工金属结构安全的综合评价系统,实现对金属结构的综合安全状态进行评价支持,在今后的水利闸门金属结构安全评价中提供软件支持。
[硕士论文] 张治钰
水利工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:拱坝有着混凝土用量少、利用拱端基岩的反作用力维持稳定等独特优势在高山峡谷地带逐渐成为主流坝型。拱坝的施工空间狭窄,机械布置紧凑,各项作业交叉进行,高拱坝施工中机械之间的冲突尤为凸显,机械空间冲突轻则影响施工效率,重则造成施工事故,进行空间冲突检测对机械安全运行很有必要。振捣机是混凝土振捣的主要机械,由操作室、振捣臂架、振捣棒等部分组成,振捣机臂架在旋转和平移过程中,容易与仓面内的实体(平仓机、钢筋、施工人员等)发生碰撞,这就需要对振捣运行过程中的碰撞进行冲突检测并对运行路径予以调整。
  本文以振捣机为研究对象,通过建立虚拟场景下振捣机与仓面实体间的时空冲突模型与调整机制,依据振捣机的运行规律规划其运动路径,主要研究内容如下:
  (1)分析振捣机运行环境中的实体类型及与实体间的冲突类型,建立时空冲突的识别机制,应用空间分析理论划分振捣机运行安全空间,根据在同一时间内空间冲突的体积占有比例确定空间冲突类型,定量描述了空间冲突严重性衡量指标,从时间调整和空间调整两方面对振捣机运行空间冲突问题进行调整。
  (2)分析振捣机的组成、运行机理,改进振捣器生产效率估算公式,以某一以缆机为主要浇筑机械的高拱坝施工为例,优化了振捣机数量和型号的配置。
  (3)对振捣机臂架进行运动学分析,运用机器人运动学规划振捣臂架的姿态变换,实现了以最少次数变换动作完成浇筑任务;利用UWB定位技术对振捣机的运行路径进行实时监测,在PC端图形化显示振捣质量,实现了对振捣点位置规划的实时监控;结合混凝土骨料卸料点位置,以减少振捣机运行的移位时间为目标,规划出了仓面振捣机避开障碍物的最短移位时间的运行路径。
[硕士论文] 孟宪磊
工程力学 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:严寒地区冬季气温很低,年平均气温也较低,气温年变幅很大,冬季往往因气温太低而停工,大量混凝土要在夏天浇筑,从而形成巨大的基础温差、上下层温差和内外温差,这些给严寒地区修建混凝土坝的温度控制带来较大困难。本文基于DTS光纤测温仪对东北地区丰满大坝重建工程33#坝段进行全面的温度监测,进行了如下研究:
  一、通过DTS光纤测温的数据,分析了从2016年5月到9月底浇筑的十仓混凝土典型点的温度过程线、坝体垂直向温度响应、越冬期期间温度变化。详细分析了基础强约束区、基础弱约束区、自由区典型仓面的温度发展过程、变态混凝土的水化热温升、典型时段不同区域的内外温差,重点研究了越冬结合面的内外温差、寒潮期间的内外温差、极大昼夜温差下的内外温差等,得到了混凝土最大内外温差出现时刻、越冬结合面越冬期最大内外温差、越冬结合面上的气、表、内的关系以及在遭遇寒潮、极大昼夜温差下的越冬结合面温度变化较小的结论。
  二、通过成熟度理论研究了混凝土在长间歇的情况下,来年新浇混凝土的成熟度沿高程和沿内外方向的成熟度发展规律;以及冬季不间歇连续施工下混凝土的成熟度分析。结果表明:提高保温层厚度和浇筑温度可以提高长间歇后新浇混凝土的成熟度,使得拆模时间减少,得到了冬季连续施工的保温措施,以及得到了一种由成熟度理论得到变态混凝土热学参数的方法。
[硕士论文] 莫世远
水利工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国西部水电事业的蓬勃发展,越来越多的工程需要修建在深厚覆盖层上。利用覆盖层建坝时,由于混凝土防渗墙对各种地层和坝型的适应性好,造价较低,防渗效果好,混凝土防渗墙是覆盖层地基防渗处理广泛采用的方法。在防渗墙施工过程中,造孔成槽是第一步也是最关键的一步,而在实际工程施工中,槽孔坍塌的事件时有发生,因此,迫切需要对防渗墙槽孔开挖过程中槽壁的稳定性影响因素进行更深的探索研究。人们利用有限元方法对开槽过程研究时,大多都没有考虑孔隙水对槽壁稳定性的影响,基于此,合理地分析应力场与渗流场的分布及探讨双场的完全耦合问题,对正确评价防渗墙槽孔开挖槽壁稳定性具有重要意义。
  基于以上原因,本文以新疆石门水库深厚覆盖层防渗墙施工中的槽孔为研究对象,运用大型通用有限元分析软件ABAQUS,并引入邓肯-张E-B本构模型子程序,对坝体开槽过程进行了模拟分析。在考虑孔隙水压力对槽壁稳定性的影响条件下,以新疆石门水库深厚覆盖层防渗墙施工中的槽孔为研究对象,分析了开槽过程中槽壁应力应变和位移场的分布,泥浆护壁条件下槽孔开挖过程中槽壁的稳定性的主要影响因素,为以后工程设计及施工提供更可靠的理论依据。
  本文研究主要内容如下:
  (1)分析了深厚覆盖层中防渗墙施工过程中槽壁稳定性的影响因素,具体从泥浆的性能、地层条件、地下水位、槽段的划分及施工工艺、施工机械及孔口地面荷载等因素进行了详细地分析与总结,然后针对上述影响因素提出相应的提高防渗墙槽壁稳定性的有效措施。
  (2)利用ABAQUS软件对防渗墙施工进行了数值模拟分析,验证土拱效应的存在,并分析了槽壁侧向位移和地面沉降的变化规律,研究了成槽开挖对周边土体的影响。
  (3)总结槽壁稳定影响因素,并分析泥浆重度、槽段长度及地下水位等影响因素对变形规律的影响。
[硕士论文] 刘倩
水利工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:截流工程是水利水电建设项目中至关重要的环节,它的成败直接影响着工程的工期和造价。截流的方式有多种,目前工程中应用最为普遍的是立堵截流,因为其具有较低的工程造价、较简的准备工序、较高的施工效率。随着水利工程的施工环境越来越复杂,立堵截流虽带来了较高的经济价值,但其潜在的风险仍不容忽视。
  立堵截流施工准备工序简单,但截流施工过程控制复杂。不同工程的截流控制要点也有所区别,了解了截流的难点,才能做到掌控截流的全过程,保证截流工程的万无一失。降低立堵截流难度的措施是对截流难度的再认识,已成为截流工程成败的关键技术。基于此本文主要从以下几个方面做了探讨:
  本文以立堵截流为立足点,首先分析了立堵截流的特征和性质,展现了立堵截流的优越性。然后分不同时段论述立堵截流的难度,即截流前期龙口水力学指标高所面临的问题、截流中期抛投材料能否适应河床地址条件的问题。最后分别从大落差、高流速及深厚覆盖层情况下的立堵截流难度特性及措施对策,并对应分析了典型工程降低截流难度的措施,总结了工程在措施应用过程中的优缺点,为今后同类工程截流作为指导。
[硕士论文] 吴凯
管理科学与工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:班组是水电工程地下洞室施工现场最基层组织,施工安全事故多发生在班组。如何高效优化地下洞室施工班组安全氛围不仅是水电工程施工安全管理研究的重点,还是预防或减少洞室安全事故的关键。地下洞室施工班组安全氛围建设是企业安全文化建设的重要一部分,通过识别地下洞室施工班组安全氛围评判准则测算出对应的关键优化路径,对于制定科学高效的优化策略,强化企业安全文化建设,提升作业人员安全意识,为地下洞室作业人员提供良好的作业环境与心理保障具有重要的学术价值和现实意义。
  本文在地下洞室施工班组安全氛围优化过程理念分析的基础上,从班组安全管理工作和作业人员切身感受两个角度对地下洞室施工班组安全氛围优化进行定量分析和实证研究。
  首先,针对地下洞室施工班组作业特点,辨识班组安全氛围建设要点,并将过程理念分析方法融入地下洞室施工班组安全氛围优化中。提取KANO模型中兴奋型和部分期望型因素,通过地下洞室作业人员访谈确定15条评判准则指标。结合专家访谈和文献资料分析,抽取12项地下洞室施工班组安全氛围优化措施指标。
  其次,利用DEMATEL改进QFD方法中获取评判准则信息及数据的方法,并加以测算分析,建立评判准则和优化措施间的关系矩阵,构建了地下洞室施工班组安全氛围优化措施的质量屋模型;以DEMATEL方法求出优化措施间的完全关系矩阵并计算出整体关系矩阵,根据两者之间的关系和一定的准则集成DEMATEL和ISM,理清优化措施之间的因果关系和递阶结构,构造优化措施的网络模型。
  最后,结合对乌东德水电站地下洞室施工作业班组安全氛围优化工作的实证分析,得到优化措施的网络层次结构关系与重要度排序,识别出关键优化措施是:安全教育培训开展、班组长管理、安全规章制度制定等,分析出关键优化路径是:安全规章制度制定→安全教育培训开展→班组长管理→隐患排查与治理→洞室作业环境治理,与实际相符,并针对关键路径提出相关对策和建议。
[硕士论文] 汪淼
水利水电工程 三峡大学 2017(学位年度)
摘要:截流是标志着水利水电工程进入主体工程施工的重要节点,也是工程建设中至关重要的环节之一,它的成败与否直接影响着工程的工期和造价。戗堤合龙时,如何减少抛投料的损失,增加其有效性,是整个截流过程的核心。在大流量、高落差的立堵截流工程中,钢筋石笼发挥着重要作用。目前对于钢筋石笼的作用机理研究多半还停留在工程经验中,仅有少数人对钢筋石笼的稳定性进行了评价研究,对钢筋石笼的起动分析更是鲜有提及。因此,深入研究钢筋石笼的起动机理具有重要意义。
  本文从单个钢筋石笼在水流中的受力分析着手,结合当前研究现状的不足,深入探讨了其起动机理。通过对钢筋石笼单体受力分析,推导出其起动流速公式,着重分析拖曳力系数CD、上举力系数CL的影响因素及其对钢筋石笼起动流速所产生的作用。在深入研究拖曳力系数CD、上举力系数CL所受影响因素的基础上,提出相关模型试验方案。研究了在不同摩擦系数条件下,多种尺寸的正六面体钢筋石笼,条形六面体钢筋石笼,扁形六面体钢筋石笼的起动流速变化规律。同时定量的分析了 CD和 CL与钢筋石笼扁度系数(λ)以及沙粒雷诺数(Re*)的相关关系,即(λ, Re*, CD)与(λ, Re*, CL)的分布云图。经验证表明,论文中钢筋石笼单体起动流速公式的CD、CL取值贴近实际,精度较高。另外,本文中还采用 FLOW-3D软件对正六面体钢筋石笼、条形六面体钢筋石笼、扁形六面体钢筋石笼在起动流速条件下进行三维模拟,研究钢筋石笼周围流速分布、压强分布、紊动能分布等各项水力学指标,并与试验数据作对比分析。
  研究表明,同体积的条形六面体钢筋石笼与扁形六面体钢筋石笼稳定性基本相当,且均优于同体积的正六面体钢筋石笼。另外,论文中所推导的钢筋石笼单体起动流速公式具有较高精度,对实际工程具有一定指导作用。
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