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大型市政工程深基坑支护设计优化与应用研究

市政技术 2024年第2期42卷 127-133,139页

作者：韩帅胡科方燃中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430015

市政工程深基坑支护设计优化多偏重于缩减构件尺寸和数量等直接成本,而忽视缩短工期带来的间接效益。以湖北省武汉市黄孝河CSO调蓄及强化处理设施深基坑项目为背景,详细阐明了从结构平面、支护体系、支撑体系和降排水等方面的优化思路,... 详细信息

市政工程深基坑支护设计优化多偏重于缩减构件尺寸和数量等直接成本,而忽视缩短工期带来的间接效益。以湖北省武汉市黄孝河CSO调蓄及强化处理设施深基坑项目为背景,详细阐明了从结构平面、支护体系、支撑体系和降排水等方面的优化思路,打破了传统“流程式”的设计思路,为深基坑支护创造敞开式作业条件,以便各专业施工作业,可从多维度节省工期,其产生的经济效益、社会效益和环境效益显著。

关键词：市政工程深基坑设计优化节省工期桩撑支护桩锚支护降排水设计

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盾构输水隧道复合结构力学特性研究

市政技术 2024年第3期42卷 213-222页

作者：方燃范毅雄韦智操朱慧张美聪阎波叶肖伟中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

近些年,一种新型的盾构输水隧道复合结构形式(外层为盾构管片、内层为输水钢管、中间层为填充混凝土)被用于城市大型输水隧道的建设。然而,目前对其力学方面的深入研究还较少,力学特性尚不清晰。因此依托杭州市某水源工程,以该种复合结... 详细信息

近些年,一种新型的盾构输水隧道复合结构形式(外层为盾构管片、内层为输水钢管、中间层为填充混凝土)被用于城市大型输水隧道的建设。然而,目前对其力学方面的深入研究还较少,力学特性尚不清晰。因此依托杭州市某水源工程,以该种复合结构为研究对象,通过建立精细化有限元模型,研究了该复合结构在不同混凝土填充范围下的力学特性,并以加劲肋间距和内水压为变量进行了设计参数敏感性分析。研究结果表明:填充混凝土能提高复合结构的整体刚度,减小管片变形;内水压可以通过填充混凝土传递至管片,对复合结构整体受力有着显著影响;加劲肋间距可以有效减小输水钢管的局部应力,但超过2.0 m间距后对未布置加劲肋处的影响会减小。

关键词：盾构输水隧道复合结构力学特性数值模拟

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地基沉降引发输水盾构隧道复合结构受弯分析

浙江大学学报（工学版） 2023年第12期57卷 2476-2488页

作者：周浙件范毅雄方燃边学成浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

结合混凝土、螺栓和钢管的弹塑性变形特性,基于纵向等效连续模型和平截面假定,建立衬砌管片、输水钢管及在衬砌管片与输水钢管之间填充混凝土的受弯分析模型.求解该模型,得到地基沉降作用下盾构隧道纵向接缝张开量、最大混凝土压应变及... 详细信息

结合混凝土、螺栓和钢管的弹塑性变形特性,基于纵向等效连续模型和平截面假定,建立衬砌管片、输水钢管及在衬砌管片与输水钢管之间填充混凝土的受弯分析模型.求解该模型,得到地基沉降作用下盾构隧道纵向接缝张开量、最大混凝土压应变及最大钢管拉应变等关键参数.将所建模型应用于杭州某输水盾构隧道工程,结果表明:地基沉降引起隧道受弯,隧道结构将产生7类临界状态,且先后顺序为螺栓达到屈服应力、环缝张开2 mm (螺栓和管片混凝土被侵蚀)、钢管达到屈服应力、环缝张开6 mm(钢管和填充混凝土被侵蚀)、管片混凝土开始受压屈服、填充混凝土开始受压屈服、螺栓达到破坏应力.当钢管紧贴衬砌管壁时,隧道结构处于最不利工况,容易导致钢管腐蚀和隧道脆性破坏.

关键词：输水盾构隧道复合结构受弯分析模型受弯性能设计优化

矿山法在轨道交通隧道施工中的数值模拟及稳定性分析

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长春工程学院学报（自然科学版） 2022年第4期23卷 36-41页

作者：方燃太俊范毅雄邱煜中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉430010 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 中国科学院大学北京100049

以西南地区某轨道交通隧道为研究对象,采用三维有限元数值模拟手段对矿山法开挖隧道围岩稳定性进行了分析。结合实际施工工序,模拟有支护结构、无支护结构作用的全断面法及两级台阶法开挖的隧道结构稳定性特征,综合评价不同开挖方案下... 详细信息

以西南地区某轨道交通隧道为研究对象,采用三维有限元数值模拟手段对矿山法开挖隧道围岩稳定性进行了分析。结合实际施工工序,模拟有支护结构、无支护结构作用的全断面法及两级台阶法开挖的隧道结构稳定性特征,综合评价不同开挖方案下围岩位移、围岩应力、塑性变形及支护结构内力等参数的变化规律,并提出隧道施工过程中开挖支护优化建议。

关键词：轨道交通隧道有限元模拟矿山开挖围岩稳定性支护结构内力

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上覆弹性板的非饱和层状路基动力响应分析

公路 2021年第9期66卷 150-155页

作者：方燃童欣中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉市430000

基于Kirchhoff薄板理论和非饱和多孔介质理论的动力控制方程,考虑路面、路基及地基之间的相互作用,研究上覆弹性薄板的非饱和层状路基在车辆荷载作用下的稳态响应问题。利用双重Fourier变换和动力刚度矩阵法,结合边界条件和连续条件,得... 详细信息

基于Kirchhoff薄板理论和非饱和多孔介质理论的动力控制方程,考虑路面、路基及地基之间的相互作用,研究上覆弹性薄板的非饱和层状路基在车辆荷载作用下的稳态响应问题。利用双重Fourier变换和动力刚度矩阵法,结合边界条件和连续条件,得到了移动荷载作用下层状路基土的稳态响应计算结果。数值算例结果表明:饱和度对非饱和有限土层表面竖向位移、有效应力、震动加速度及内部孔压影响很大;非饱和有限土层与半空间的相对剪切模量比对竖向位移与加速度有非常明显的影响;相较于弹性板模量,弹性板厚度对竖向位移及孔压的影响更为显著。研究成果对路基动力学设计方法乃至路基服役性能的研究具有重要意义。

关键词：路基工程非饱和多孔介质移动车辆荷载动力学设计路基服役性能

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输水盾构隧道复合结构全过程受力分析

长春工程学院学报（自然科学版） 2021年第3期22卷 13-19页

作者：方燃范毅雄中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉430010

某输水隧洞位于过江段的淤泥质软土中,采用外衬管片—内衬砼—输水钢管三层复合结构,为了解其受力特性,利用ANASYS有限元软件进行数值建模计算分析。对比了3种不同填充砼高度的复合结构形式在管片拼装、混凝土浇筑和钢管安装及通水运营... 详细信息

某输水隧洞位于过江段的淤泥质软土中,采用外衬管片—内衬砼—输水钢管三层复合结构,为了解其受力特性,利用ANASYS有限元软件进行数值建模计算分析。对比了3种不同填充砼高度的复合结构形式在管片拼装、混凝土浇筑和钢管安装及通水运营等阶段的受力情况。研究结果表明,3种结构在施工阶段的受力情况相近,受到填充砼及输水钢管自重影响而略有差别。进入运营期后,内水压是不同结构管片、填充砼、钢管受力形成差异的原因,作用在钢管上的内水压能够通过填充砼传递到管片上,传递效果的强弱、范围及应力集中现象决定了复合结构各部分的最终受力情况,研究成果可供类似工程参考。

关键词：输水隧洞管片—内衬砼—钢管三层复合衬砌有限元模拟受力过程分析

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水平井开发低渗透油藏研究综述

赤峰学院学报（自然科学版） 2013年第14期29卷 110-111页

作者：方燃中国地质大学(武汉)水文水资源与环境工程湖北武汉430074

水平井技术是一种高效的提高油气采收率的方法,目前在所发现的各类油藏中均有应用水平井的报道.文章论述了低渗透油藏的基本特征,水平井开发油气藏的优势、特点以及影响油气藏开发的要素.利用水平井开发低渗透油藏的效益非常显着,应进... 详细信息

水平井技术是一种高效的提高油气采收率的方法,目前在所发现的各类油藏中均有应用水平井的报道.文章论述了低渗透油藏的基本特征,水平井开发油气藏的优势、特点以及影响油气藏开发的要素.利用水平井开发低渗透油藏的效益非常显着,应进行系统研究和大力推广,因此,水平井技术在开发油藏方面也具有十分乐观的前景.

关键词：水平井低渗透油藏影响要素前景

某新型三层复合盾构输水隧道精细化有限元分析

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水利与建筑工程学报 2021年第4期19卷 99-103页

作者：童欣方燃中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

以一种新型的外衬管片-内衬混凝土-输水钢管三层复合衬砌输水隧道为例,采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型结构,研究了在外部水土压力和内部水压力作用下管片、螺栓、内衬混凝土、输水钢管的受力情况。研究表明,正常通水工况下,输水隧... 详细信息

以一种新型的外衬管片-内衬混凝土-输水钢管三层复合衬砌输水隧道为例,采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型结构,研究了在外部水土压力和内部水压力作用下管片、螺栓、内衬混凝土、输水钢管的受力情况。研究表明,正常通水工况下,输水隧道结构满足承载力要求。研究结果可为输水隧道结构的优化设计提供参考依据。

关键词：输水隧道外衬管片-内衬混凝土-输水钢管复合衬砌精细化模拟

基于正交试验设计的十三聚铝[Al13]^7+含量多因素优化试验研究

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科学技术与工程 2017年第29期17卷 174-179页

作者：刘亮姚海林卢正骆行文方燃中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

采用碱中和滴定法合成羟基铝的过程中影响十三聚铝[Al_(13)]^(7+)含量的因素较多。选取了总铝浓度、碱化度、反应温度和碱化率等4个主要因素进行了综合优化研究,分析各因素的敏感性影响程度,最终确定合成[Al_(13)]^(7+)的最佳条件组合。... 详细信息

采用碱中和滴定法合成羟基铝的过程中影响十三聚铝[Al_(13)]^(7+)含量的因素较多。选取了总铝浓度、碱化度、反应温度和碱化率等4个主要因素进行了综合优化研究,分析各因素的敏感性影响程度,最终确定合成[Al_(13)]^(7+)的最佳条件组合。对4个因素分别选取了代表性的3个水平,运用正交试验设计原理建立了9组实验方案,根据确立的方案合成羟基铝溶液并进行27Al-NMR检测,然后以各铝形态的含量为指标进行极差分析。分析结果表明,4个因素中碱化度影响最显著,总铝浓度次之,反应温度和碱化率显著性较弱;合成[Al_(13)]^(7+)的最佳因素组合为总铝浓度为0.1 mol/L、反应温度为60℃、碱化度为2.5和碱化率为50 m L/min。

关键词：十三聚铝[Al13]7+ 多因素优化正交试验设计极差分析