不同顺序（精选5篇）
不同顺序 篇1
0概述
提高柴油机升功率最有效的手段之一是提高增压度。随着增压比的提高, 压气机效率会大幅降低, 流量范围急剧变窄, 不能全面兼顾车用高、低速工况;同时常规增压器要提高压比须大幅度提高增压器转速, 由于受增压器叶轮结构、材料性能、加工工艺等因素限制, 可靠性存在一定问题。为此, 一些特殊的增压系统被发展用以解决高增压柴油机研制中所面临的高压比、宽流量范围及全工况匹配等问题, 顺序增压系统就是其中之一[1,2,3,4,5]。实现顺序增压系统在柴油机上的应用, 须解决转换装置的调节与控制等技术。
本文在目标柴油机总体尺寸和结构的约束下, 分别设计了液压调节转换装置和气动调节转换装置, 对两种调节方案在目标柴油机上应用的外形尺寸、体积等进行了集成设计, 同时对调节机构的外形体积、驱动扭矩、响应速度和排气阀的可靠性进行了计算和验证。
1 在顺序增压系统中的集成和工作原理
液压调节转换装置在顺序增压系统中的三维集成模型如图1所示。进气阀、排气阀分别安装在受控增压器的压气机前、涡轮后。进气阀管由直管段与弯管段组成, 在其连接位置处安装偏心旋转阀, 即进气阀片;在排气阀阀管中部的阀杆处安装档板式蝶阀, 即排气阀片。由图1可见, 两套液压转换装置分别驱动进、排气阀的开与闭, 进而实现接通或切断受控增压器。进气阀的阀管结构与尺寸受目标柴油机的总体约束和总体布局限制, 进气阀板的最大开度仅为78°。为此, 对进气阀管弯管内的的流动进行了数值模拟, 结果如图2所示。由图2可见, 阀板开启78°时, 管道从进口到出口的流动较均匀, 整个阀管内部无旋涡产生, 转弯弯处流体无回流现象。
气动调节转换装置在顺序增压系统的中的三维集成模型如图3所示。进气阀、排气阀分别安装在受控增压器的压气机前和涡轮前。进气阀管为直管, 在其前端的阀杆处安装偏心旋转阀, 即进气阀片;在排气阀阀管中部的阀杆处安装档板式蝶阀, 即排气阀片。由图3可见, 两套气动调节转换装置分别驱动进、排气阀的开与闭。
2 调节转换装置驱动扭矩、执行系统动作时间计算
通过集成设计和虚拟装配, 确定两种结构方案均满足本目标发动机的结构和尺寸要求。在此前提下, 调节转换装置要完成调节内容, 还应具有较小的流通阻力, 同时须能够经受所处的温度环境。
2.1 驱动扭矩的计算
进排气阀阀板打开、关闭所需扭矩的计算公式如下:
式中, MP为排气阀阀杆力矩, N·m;MC为阀杆轴承的摩擦力矩, N·m;MT为密封填料的摩擦力矩, N·m;MJ为进气阀阀杆力矩, N·m;MB为阀板不平衡力矩, N·m;QC为作用在阀杆轴承的载荷, N;fC为轴承的摩擦系数;dF为阀杆直径, m;QT为填料与阀杆间的摩擦力矩, N;μT为阀杆与填料间的摩擦系数。其中, MB=FL, F为力, N;L为力臂, m。QT=πdFhTμTp, hT为填料层的总高度, m;当阀门处于密封状态时, QC=0.785D2 p, 其中D为阀板直径, m;p为操作压力, MPa。
由式 (1) ～式 (4) 可得出两种调节转换装置的进排气阀阀板打开、关闭所需的扭矩。计算结果见表1。
2.2 执行动作时间的计算
进排气阀阀板打开、关闭所需要的执行动作时间可由式 (5) 和式 (6) 计算, 计算结果如表2所示。
式中, t1为气缸 (液压缸) 杆伸出时完成全行程所需时间, s;t2为气缸 (液压缸) 杆缩回时完成全行程所需时间, s;qv为压缩空气消耗量或进入液压缸的流量, m3/s;D为气缸 (液压缸) 内径, m;d为活塞杆直径, m;s为气缸 (液压缸) 的行程, m。
3 调节转换装置的应用评估试验
在可使两台增压器循环运转在不同转速档的台架上进行液压调节转换装置的应用评估试验。试验中须使受控增压器的压气机进口和涡轮出口的气流具有通/断控制功能:增加压气机后连通管, 在受控增压器的压气机前安装进气阀, 在涡轮后安装排气阀, 固定液压执行机构, 从增压器试验台架的润滑系统管路中接出驱动油缸的液压油管路。
顺序增压的控制系统由控制器、电磁阀和执行机构组成。在顺序增压系统的电磁阀断电状态下 (进、排气阀同时打开) , 试验台点火。根据自动控制程序对顺序增压系统液压调节转换装置进行连续1000次切换, 进排气阀开度控制规律见图4。以40s为一个切换周期, 令进排气阀在开、闭状态下各保持20s。
同样在可使两台增压器循环运转在不同转速档的试验台架上进行气动调节转换装置的评估试验。以增压器转速作为判断信号, 实现控制执行机构动作, 驱动阀门打开或关闭。该增压系统1000次连续切换考核试验的切换频率为每分钟完成一次控制阀的打开和关闭。进排气阀开度控制变化规律见图5 (a) 。每循环分为三步:第一步, 在进气阀及高温阀同时关闭状态下, 使主增压器的涡轮前温度为 (600±10) ℃、转速为 (55 000±5000) r/min, 在此状态稳定29.5s;第二步, 在0.5s内实现进气阀及高温阀同时打开, 使主、副增压器的转速为 (35 000±5000) r/min;第三步, 主、副增压器的转速为 (35 000±5000) r/min的工作状况下稳定29.5s。控制流程见图5 (b) , 图中转速a>b。
在应用评估试验过程中, 每小时记录一次进、排气阀切换前后两台增压器的涡轮前温度。其中, 液压调节转换装置评估试验共考核11.5h, 气动调节转换装置评估试验共考核17.0h。试验结果分别如图6和图7所示。试验后, 将转换装置从考核台架上拆下, 二者均外观正常且状况良好。考核后的转换装置见图8。试验过程中, 两个转换装置的阀门均能实现同时开启和关闭的功能, 从供气/供油开始到阀门完全打开或关闭, 动作时间在设计范围内。进排气阀及执行机构连续动作1000次无故障, 未出现漏油/漏气、卡死、卡滞, 电磁阀不工作等现象。顺序增压系统切换灵活、试验状态保持稳定。
对于液压调节转换装置, 排气阀装在涡轮出口。当排气阀打开接通高温排气, 副增压器涡轮工作, 副增压器涡前温度高于主增压器涡前温度, 平均温度相差23℃。当排气阀关闭的短时间内, 高温排气的能量通过热传导的方式到达涡轮, 涡轮在短时间内还处在高温环境下, 这时副增压器涡前温度高于主增压器涡前温度, 平均温度相差28℃。当关闭排气阀一段时间后, 涡轮及排气阀的温度下降, 不会对涡轮产生高温影响。为了防止同时关闭进排气阀引起的增压器倒流, 对副增压器的控制上采取不完全关闭排气阀, 使副增压器处于极低转速运转状态。
对于气动调节转换装置, 排气阀装在涡轮进口。从试验数据来看, 排气阀关闭的短时间内, 副增压器涡前温度低于主增压器涡前温度, 平均温度相差219℃;排气阀打开的短时间内, 副控增压器涡前温度低于主增压器涡前温度, 平均温度相差28℃。
4 结论
(1) 顺序增压系统的调节转换装置在满足柴油机总体尺寸和结构的约束条件下, 除了要具备驱动力矩小和响应速度快的要求, 还要满足耐高温可靠性等要求。对于本案例, 液压调节转换装置比气动调节转换装置体积小、质量轻;在驱动扭矩和响应速度上不及气动调节转换装置;在工作环境适应性上, 二者均通过了高温环境可靠性台架考核。
(2) 以增压器的润滑油系统/压缩空气为动力源实现阀门的开闭, 完成调节转换装置控制, 为顺序增压系统的控制策略、控制精度等关键技术研究提供技术支撑。
参考文献
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不同顺序 篇2
一、运用顺叙，条理清晰
顺叙，即按照人物经历或事件发生、发展的先后顺序进行的叙述。这是记叙文最常用、最基本的叙述方式。采用顺叙，时间线索清晰，情节完整，符合人们认识事物的一般规律。
这种叙述方式可以时间为序，如丰子恺的《竹影》一文，就是按照时间的推移完成文章的。“吃过晚饭后”——“太阳虽已落山，天还没有黑”——“月亮已在东天的竹叶间放出她的清光”——“月亮已经升得很高，隐在一丛竹叶中”——“月亮渐渐升高了”，记叙了作者在院子里画竹影的经过，时间脉络非常清晰。
可以地点转换为序。鲁迅的《藤野先生》一文，作者从到东京开始写起，再写到在仙台与藤野先生相处的几件事，最后写离开仙台回国后对藤野先生的怀念与崇敬，可谓思路清晰。
其实，记叙文在叙述故事时，有些事件，时间变化与空间地点的转换在顺叙上往往是一致的，在叙事过程中这些是可以综合运用的，尤其是在游记类的文章中更为突出。但要注意，在运用这种方式时，不能平均用力，要注意详略得当。
二、运用插叙，丰富内容
插叙，是在叙述主要事件的过程中，插进另一件有关事件的叙述。这个事件大多是一个与主要事件相关的片断，不是文章的中心内容。插叙的主要作用是辅助主要事件，丰富叙述内容，使文章曲折生动、波澜起伏，丰富人物形象，突出文章主题等。
如鲁迅的《故乡》中就有精妙的插叙。当“我”的母亲谈到闰土时，作者运用插叙，追忆少年时的闰土——“这时候，我的脑里忽然闪出一幅神异的图画来：深蓝的天空中挂着一轮金黄的圆月，下面是海边的沙地，都种着一望无际的碧绿的西瓜，其间有一个十一二岁的少年，项带银圈，手捏一柄钢叉，向一匹猹尽力的刺去，那猹却将身一扭，反从他的胯下逃走了”，突出了少年闰土的聪明伶俐与勇敢，与现在的闰土形成鲜明对比，突出了文章主题。
再如张之路的《羚羊木雕》一文中，作者也运用了插叙，插叙了三件事——上幼儿园时两个人形影不离，体育课上互换裤子，两人互换礼物。其中详写了换裤子的事情，表现了万芳的聪明、仗义，以及两个人友谊的深厚。本文的插叙充分刻画了万芳的形象，交代了“我”送给万方羚羊木雕的理由，同时使文章的故事情节波澜起伏、曲折生动。
运用插叙要注意把插叙内容的起止处交代清楚，不然会影响文章内容的表达。
三、运用倒叙，设置悬念
倒叙，是把事件的结局或事件中最突出的片断提在前面进行叙述，然后再按照事件顺序叙述事件的发生、发展的过程。倒叙手法的灵活运用，可以设置悬念，引人入胜，又可以压缩叙述的过程，使文章结构紧凑，情节跌宕起伏、富有变化。如《一件珍贵的衬衫》一文就运用了这样的方式。开篇写道：“在我的家里，珍藏着一件白色的确良衬衫，这不是一件普通的衬衫，这衬衫，凝聚着敬爱的周总理对工人群众的阶级深情。每当我看到它，周总理那高大光辉的形象就浮现在我的眼前；每当我捧起它，就不由得回想起那激动人心的往事”，指出“它不是一件普通的衬衫”，点明了衬衫的特殊意义，同时引出下文对往事的回忆。
一篇文章是否使用倒叙应该根据内容的表达需要出发，不要为了倒叙而倒叙。同时还要注意一点，倒叙的内容和篇幅一般应简短些。
此外，还有补叙，即在叙述过程的某一阶段上，对前面的事件做补充交代。如《小英雄雨来》一文中，当村里人听到枪声，以为雨来牺牲了，都跑到河边寻找雨来的尸首时，发现雨来突然在水里露出小脑袋。雨来为什么没有被鬼子打死？作者做了补叙：“原来枪响以前，雨来就趁鬼子不防备，一头扎到河里去。鬼子慌忙向水里打枪，可是我们的小英雄雨来已经从水底游到远处去了。”
也有分叙的方式，即对同时发生的两件或多件事情进行分别叙述，就是所谓的“花开两朵，各表一枝”。
作为记叙文，要根据内容的实际需要选择运用何种方式，任何方式的选择都应该服务于文章立意、文章结构等。
不同顺序 篇3
随着我国交通运输业蓬勃发展, 受线路线形等条件的要求, 斜梁桥被广泛应用。其中箱形截面以其抗弯抗扭刚度大、稳定性好、抗震能力强等优点而受到人们的青睐[1]。在桥梁施工中的预应力张拉顺序是影响结构承载性能的重要因素, 采用不同的钢束张拉顺序, 预应力效应对梁体的变形将产生较大的影响[2], 在实际施工过程中, 支架的设计及其梁体预拱度的设置, 都要充分考虑此部分的影响。结合某三跨预应力混凝土连续斜交箱梁桥的施工程序, 利用Midas/civil软件进行仿真模拟, 分析比较在不同的张拉顺序下预应力混凝土连续斜交箱梁的竖向位移变化规律, 从而确定出预应力钢筋合理的张拉顺序。
1 工程概况
试验桥知行桥为预应力混凝土A型连续斜支撑梁, 桥梁跨径组合为17.5 m+32 m+16 m。桥梁两端斜度不等, 一端斜度为30°、另一端斜度为15°, 属于异形斜梁桥。桥梁横断面结构形式为单箱双室, 箱梁顶板宽12 m, 底板宽7.5 m, 梁高1.45 m。箱梁梁体混凝土采用C50混凝土, 预应力钢绞线采用标准抗拉强度为1 860 MPa的钢绞线, 预应力施工技术为后张法施工技术。梁体布置纵向预应力钢绞线9束, 两中横梁处分别布置横向预应力钢绞线8束、负弯矩预应力钢筋24束。桥梁设计荷载等级:公路Ⅱ级。全桥总体布置见图1, 箱梁横截面及纵向预应力钢筋布置见图2。
1/2a—a截面1/2b—b截面
2 有限元分析
2.1 有限元分析基本方法
相比较正桥而言, 斜梁桥的结构更加复杂, 建立本桥有限元模型采用剪力—柔性梁格法, 其基本原理[3]是当梁格节点与结构重合的点承受相同转角和挠度时, 由梁格产生的内力局部静力等效于结构的内力。这种方法的实质是将传统的一维杆单元计算模式转化为二维计算模型, 用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性, 通过对斜梁桥结构进行合理的网格划分, 将斜梁桥结构离散, 使得离散后的有限单元体整体的受力特性能够与斜梁桥的实际受力相吻合。
2.2 有限元模型建立
基于Midas/civil软件平台, 建立一端斜度为30°, 另一端斜度为15°的预应力混凝土三跨连续梁有限元空间实体模型。现浇箱梁及铺装层采用C50混凝土, 其弹性模量Ec=3.45×104MPa。预应力采用后张法, 两端同时张拉。对管道间和预应力钢筋的参数标定结合现场试验的结果, 摩阻系数取μ=0.25, 每米管道偏差系数取为k=0.001 5。上部结构为单箱双室, 划分为横向梁格单元和纵向梁格单元。按照主梁划分原则, 在每个箱梁的中轴位置, 纵梁梁格单元要设置一根纵梁, 软件会根据输入的尺寸来计算纵向之刚度。横向梁格单元作为纵向梁格之间的连接, 需要按照实际的原始结构来进行建模, 横隔梁要依照实际位置建模, 以仿真实际的横梁单元刚度, 除此之外的其他位置要设置和实际的顶板刚度相同的虚拟横向梁格单元, 虚拟横梁没有重量, 间隔为1.5 m。当斜度大于20°时, 需要在结构主导作用方向设置构件, 采用正交的网格进行分析[4]。本桥斜交15° (0号台斜交30°) , 可以采用斜交网格来分析[5,6], 第一跨布置为斜度从30°~15°过渡, 模型如图3所示。
2.3 模型试验验证
为验证Midas梁格法建模的精确性, 对本文工程实例在成桥状态恒载作用下模型数据与实测应力值进行对比, 试验时选取和b截面进行测量截面变形 (见图1) , 成桥时为初始值 (满堂支架为拆) , 拆除支架7 d后所测数据为分析终值, 计算对比结果见表1, 表2。
由表1, 表2得, 模型数据与实测数据较为吻合, 最大误差为7.2%, 满足工程要求, 由此可以验证Midas梁格法建立模型是可靠的。
2.4 纵向预应力钢筋张拉顺序对竖向位移影响分析
在数值模型中编排了三种张拉顺序, 即交错张拉、单侧张拉以及对称张拉, 其目的是检测腹板预应力钢束作用于连续斜梁桥的影响。如图4~图6所示, 图中 (1) 表示第一批同时张拉的纵向预应力钢束, (2) 表示第二批同时张拉的纵向预应力钢束, (3) 表示第三批同时张拉的纵向预应力钢束, 图4a) 为从上到下对称张拉预应力钢筋, 图4b) 为先张拉靠近中性轴预应力, 再张拉两侧钢筋, 遵循左右对称原则, 图5为交错张拉, 图6为单侧张拉。绘制了各张拉顺序下张拉 (1) 号预应力钢筋束对竖向位移的影响曲线图, 如图7所示。
从图7中可以得出, 无论是对称张拉、交错张拉、还是单侧张拉, 由于斜交的影响, 结构都处于明显的弯—剪—扭复合受力状态:左、右腹板存在着明显的竖向位移差, 箱梁扭转变形明显, 左右腹板变形后并不是位于同一个平面上, 其弯曲曲率是不同的。斜交箱梁在对称张拉顺序下, 除支点和跨中截面以外, 其余截面左右腹板竖向位移各不相同, 且左腹板竖向位移曲线与右腹板竖向位移曲线呈反对称。图7a) 与图7b) 不同之处在于, 图7b) 张拉预应力钢筋更靠近中性轴, 与自重工况相比图7a) 工况下产生最大竖向位移为0.85 mm、图7b) 工况下产生的最大竖向位移为1.28 mm, 说明在张拉力相同的情况下, 张拉预应力钢筋越靠近中性轴越能获得更多的有效预应力。交错张拉产生的最大位移为1.08 mm, 跨中产生微小扭转变形。当单侧张拉时, 将其与前面的对称张拉、交错张拉对比其特点是结构变形不具有反对称性, 跨中截面产生较大的扭转变形, 边跨部分截面位置的挠度比其他三个工况的还要大, 左腹板较自重荷载下的位移曲线产生向上的位移, 跨中位移数值大小为0.69 mm, 比前三种工况最大位移都小。
为进一步分析不同张拉顺序对左右腹板的影响, 根据模型数据绘制三种张拉顺序下全桥扭转角对比图如图8所示, 从图8中可知:对称张拉顺序下, 沿桥纵向方向扭转角呈反向对称, 在中跨跨中处没有扭转变形, 在边跨跨中处产生的扭转角为最大值;交错张拉顺序与对称张拉顺序下产生的扭转角相比, 在方向上没有变化, 在数值上较对称张拉顺序小, 但在中跨跨中位置产生了微小的扭转变形;在单侧张拉顺序下, 全桥扭转角明显不呈对称分布, 中跨的跨中也产生了明显的扭转变形, 三跨连续梁的一端扭转变形较另一端要大。
在对称张拉的两种张拉顺序下, 图9为这两个张拉顺序下张拉纵向预应力钢筋斜梁桥中腹板产生的位移图, 从图9可知, 纵向预应力钢束先张拉靠近中性轴的张拉次序较正常的从上至下的张拉顺序产生的竖向变形更加均匀和平缓。
3 结语
1) 无论是对称张拉、交错张拉、还是单侧张拉, 由于斜交的影响, 结构都处于明显的弯—剪—扭复合受力状态:左、右腹板存在着明显的竖向位移差, 箱梁扭转变形明显, 左腹板竖向位移曲线与右腹板竖向位移曲线呈反对称。
2) 对于预应力混凝土连续斜交箱梁桥当决定预应力钢束张拉的顺序时, 应该使用交错张拉与对称张拉相组合或者对称张拉的方式, 并应该避免单侧张拉。
3) 纵向预应力钢束先张拉靠近中性轴的张拉次序较正常的从上至下的张拉顺序产生的竖向变形更加均匀和平缓。
参考文献
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不同顺序 篇4
关键词：陡坡,偏压,施工顺序,围岩稳定性,安全性
0 引言
伴随国家交通基础设施建设的迅猛发展,隧道工程得以广泛运用,受隧道选型、线路走向及地形地质等因素限制,越来越多的偏压隧道出现在工程实践中,浙江省杭新景高速、龙浦高速公路及部分一级公路中的隧道由于地形复杂出现了自然坡度或小净距隧道洞口半路半隧段路基边坡30°~60°偏压严重情况。陡坡偏压隧道施工过程中由于受到多重因素耦合效应,相较与常规隧道其围岩力学效应更复杂、隧道与边坡相互扰动较大,陡坡条件下隧道合理的施工顺序对安全影响重大。对于偏压隧道的施工顺序,许多学者做了相应的研究,赵丹等[1]研究了地表倾角不同时偏压连拱隧道合理施工方法,杨小礼等[2]对浅埋小净距双洞六车道偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行了施工力学数值模拟,段慧玲等[3]总结出了不同围岩等级条件下开挖双向六车道大跨度隧道合理的开挖方法,杜菊红等[4]采用三维非线性有限元法,对云南省平年偏压、错台的浅埋小净距隧道在不同开挖顺序下的动态施工过程进行了模拟,刘小军等[5]通过对具体工程进行数值模拟,得到了不同开挖工序时各阶段围岩及支护结构的变形和应力变化情况,梁勇旗等[6]对不同施工顺序的浅埋偏压黄土隧道围岩稳定性进行分析,张运良等[7]运用ANSYS有限元程序,研究浅埋偏压小净距隧道在不同开挖顺序下的受力和变形特性,聂善文等[8]采用数值模拟方法分析了不同地表倾斜情况下不同开挖顺序对连拱隧道稳定性的影响,侯瑞彬等[9]采用有限元数值模型对不同施工工序下围岩位移、应力和塑性区等进行对比分析,陈力华等[10]分析了隧道不同开挖顺序对中隔墙偏移情况的影响,确认了连拱隧道合理的开挖方式。
已有研究基本采用数值模拟方式,且分析多集中在二维及地表坡度30°以下的连拱隧道情况,对地表坡度大于30°的陡坡偏压情况下小净距隧道的相关研究较少,研究成果也不多见。因围岩等条件的复杂性及评价角度的不同,对偏压小净距隧道先开挖浅埋侧隧道还是先开挖深埋侧隧道更安全,出现了不同的结论,而陡坡条件下小净距隧道的施工顺序对围岩稳定的影响更大,需要进一步深入研究。本文结合具体工程实例,对相同条件下陡坡偏压小净距隧道的两种开挖顺序进行对比分析,研究陡坡偏压条件下小净距隧道不同开挖顺序对于围岩安全稳定性的影响,以求为本工程施工提供指导,并为以后类似工程提供设计与施工方面的借鉴。
1 工程概况
排头隧道位于龙泉至浦城(浙闽界)高速公路工程LP04合同段,为双洞单向行车双车道小净距隧道。隧道长245 m,净距约6~9 m,且有至少80 m长属于1∶1.25~1∶1的陡坡偏压小净距隧道段,并存在边坡坡率1∶0.75,隧道拱肩厚度4~8 m的严重偏压地段。隧道位于低山丘陵区,基岩主要为片麻岩,岩体破碎,构造发育。隧道进出洞口段均为V级围岩进出洞,隧道中部为IV级围岩,偏压较为严重,因此该隧道适合作为本研究的依托工程。
2 数值模型与工况设计
2.1 计算模型与参数
模型几何尺寸的选取应当使边界效应的影响较小,通常情况下隧道以外的模型几何尺寸为隧道直径的4~5倍能满足要求。该陡坡偏压小净距隧道为双车道隧道,单洞开挖跨度13.14 m,净距8 m,拱肩覆土厚度8m,地面坡度50°,模型纵向深度100 m。整体及支护结构模型如图1所示。
模型参数根据《公路隧道设计细则》(JTG/T D70-2010)给出的岩质围岩基本物理力学参数选取。初支混凝土材料弹性模型通过截面等效原则,将钢拱架的弹性模量折算成混凝土的弹性模量计算公式(1):
式中:E为折算后初期支护的弹性模量,Ec为喷射混凝土弹性模量,Eg为钢拱架弹性模量,Sc为喷射混凝土截面积,Sg为钢拱架截面积,Lg为钢拱架翼缘长,L为钢拱架间距。模型中锚杆长度为3.5 m,锚杆纵横间距0.5 m×1.0 m,喷射混凝土厚度为0.25 m。围岩及支护结构材料属性见表1。
2.2 不同施工顺序
如图2、3所示,先开挖深埋侧的具体顺序为1→2→3→4→5,先开挖深埋侧的具体顺序为3→4→5→1→2。
2.3 计算结果分析
1)地表边坡稳定性分析
在陡坡偏压条件下,小净距隧道的施工必然会对上部地表边坡产生很明显的扰动效应,因此对地表稳定性的分析也成为了选定合理施工顺序的关键,而地表边坡位移的量值反映不同施工顺序对上部地表边坡稳定性的扰动程度,其方向及发展趋势还反映洞顶围岩的不同位移模式及潜在破坏模式,因此将地表位移选作评价地表边坡稳定性的指标存在合理性。地表测线及测点如图4所示(该测线及测点均位于隧道开挖初始断面)。
各开挖阶段地表测线L竖向位移变化如图5所示。
图5(a)表明,当先开挖深埋洞时,地表沉降曲线呈现中间大,两边小的槽型分布特征,沉降最大值在开挖初期位于中夹岩柱的中心线处,随着开挖的进行,沉降最大值逐渐向浅埋侧偏移,最终位置在浅埋侧隧道轴线与中夹岩柱中心线之间,约偏离浅埋洞隧道轴线5 m,最大值位置偏离了初始位置10 m,偏离的方向与地形偏压的方向相同,即是深埋侧向浅埋侧偏移。不开挖情况下,陡坡山体地形偏压方向为深埋侧指向浅埋侧,说明先开挖深埋侧隧道,产生的施工偏压与地形偏压方向相同,造成了偏压的叠加,加剧了隧道偏压。
图5(b)表明,当先开挖浅埋侧隧道时,地表沉降曲线任然呈现中间大,两边小的槽型分布特征,随着开挖的进行,沉降最大值在开挖初期位于浅埋侧隧道轴线右侧5 m处,随着开挖的进行,沉降最大值逐渐向深埋侧偏移,最终位置在浅埋侧隧道轴线与中夹岩柱中心线之间,约偏离浅埋洞隧道轴线5 m,最大值位置同样偏离了初始位置10 m,偏离的方向与地形偏压的方向相反,即是浅埋侧向深埋侧偏移。说明先开挖浅埋侧隧道,产生的施工偏压与地形偏压方向相反,造成了偏压的部分抵消,可以缓解隧道偏压。
两种开挖方式的地表沉降最终状态基本一致,说明地表的最终沉降状态与开挖方式关系不大。
2)拱圈围岩特征点偏压比
为了研究隧道施工过程中拱圈围岩特征点的偏压情况,分别计算应力较大的拱脚内外对称特征点的水平应力,并定义偏压比=F1/F2,其中F1为内侧特征点水平应力,F2为外侧特征点水平应力,内侧指靠近山体一侧特征点,外侧指靠近边坡一侧特征点。不同开挖顺序下拱脚围岩的偏压比如图6所示,偏压比越接近1,表示围岩特征点偏压程度越小,围岩越稳定。
从偏压比的变化情况可以看出,先开挖浅埋侧隧道,无论是最大(偏压比变化曲线的最高点)与最终偏压比(开挖结束)均明显小于先开挖深埋侧隧道。同时,不同的施工顺序下拱圈各特征点的偏压比均在开挖到大概60 m时趋于一个相对稳定的状态,此时后行洞下台阶刚开始开挖,且先挖浅埋侧进入这个稳定的状态要稍微早于先挖深埋侧。从偏压比这一角度进一步说明先挖浅埋侧更有利于围岩稳定性的控制。
3)中夹岩柱中心线的水平扰动效应
在小净距隧道施工过程中,中夹岩柱厚度较小,多次受到扰动,使得围岩及支护结构的力学行为变得复杂,是小净距隧道围岩稳定性控制的关键部位,因此也是施工顺序选择的关键分析环节。中夹岩柱的分析测线如图4所示,不同施工顺序下,中夹岩柱水平位移对比如图7所示。
从图7我们可以看出:先开挖深埋侧,中夹岩柱核心区顶部至地表处(线段AB,如图4所示,下同)的水平位移偏向于山体一侧,并呈现小型槽型分布,在距地表10 m左右水平位移最大。中夹岩柱中心线核心区(线段BC)水平位移会出现波动变化,深埋侧开挖20 m时,线段BC水平位移偏向坡体一侧,随着开挖的进行,线段BC逐渐向坡体侧变化,并在开挖40 m时,达到水平位移向坡体侧的最大值(0.4 mm),随着后行(浅埋)洞的开挖,此处的水平位移迅速向山体一侧变化,水平位移的最大值也逐渐向下移动。通过以上分析我们了解到,先开挖深埋侧时,中夹岩柱核心区水平位移有向坡体侧运动的趋势,且随着浅埋洞的开挖,水平位移变为向山体侧运动的趋势并最终趋于稳定。与地表位移变化规律一致,说明先开挖深埋侧,中夹岩柱处产生的施工偏压与地形偏压方向相同,发生偏压叠加,随着浅埋后行洞的开挖能缓解这种叠加效应,主要变现为开挖40 m时,水平位移方向的变化。
先开挖浅埋侧,线段AB的水平位移偏向于坡体一侧,同样呈现小型槽型分布,但与先开挖深埋侧不同,该槽型分布位移上下大,中间小,曲线的变化规律与先开挖深埋侧类似,在地表下10 m左右水平位移最小。在中夹岩柱中心线核心区水平位移不会出现往返的波动变化,只会在核心区顶部一小部分出现向坡体侧的水平位移,且随着开挖的进行,该处的位移范围和大小均不会发生显著变化,处于相对稳定的阶段,随着开挖的进行中夹岩柱中心线处位移逐渐向山体侧变化,随着后行(深埋)洞的开挖,此处的水平位移也不会出现反向的波动变化,水平位移最大值的位置也基本保持不变,不会逐渐向下移动。说明先开挖浅埋侧,中夹岩柱处的位移变化不大,围岩较为稳定。
先开挖深埋侧,中夹岩柱水平位移变化曲线整体先向坡体侧变化,后期向山体侧变化,先开挖浅埋侧,中夹岩柱水平位移变化曲线整体向山体侧平移。说明先开挖深埋侧隧道,中夹岩柱处会由于位移的往返变化而使围岩受到多次,对其稳定性控制不力,因此,从两洞开挖对中夹岩柱处围岩稳定性的控制来说,先开挖浅埋侧优于先开挖深埋侧。
3 强度折减安全系数分析
3.1 强度折减安全系数的定义
强度折减法是Bishop于1955年首次提出的,是根据Mohr-Coulomb准则,按照式(2)、(3)对其抗剪强度参数进行折减,使隧道围岩塑性区不断扩展,直至塑性应变或位移发生突变,即表明隧道发生破坏,岩体的实际抗剪强度与此时极限破坏状态抗剪强度之比即为安全系数。
式(2)、(3)中:co为初始粘聚力;cF为极限状态粘聚力;φ0初始内摩擦角;φF为极限状态内摩擦角;K为安全系数。
3.2 不同施工顺序下的安全系数分析
基于有限元强度折减法计算坡度变化时不同开挖顺序的安全系数,如图8所示,由图可知,不同开挖顺序下,地表坡度越大,安全系数越小,且在相同地表坡度下的安全系数,先开挖浅埋洞>先开挖深埋洞>双洞同时开挖,因此可认为,先开挖浅埋洞比先开挖深埋洞更安全,且单洞开挖的安全性明显高于双洞同时开挖。同时,随着地表坡度的增加,不同施工顺序对于安全系数的影响区别更加明显,表现在当地表坡度为10°时,先开挖深埋洞的安全系数为6.125,先开挖浅埋洞为6.511,两者相差0.386,坡度为60°时,先开挖深埋洞的安全系数为1.723,先开挖浅埋洞为2.954,两者相差1.231,说明地表坡度越大,先开挖浅埋洞比先开挖深埋洞在安全性上的优势更加明显。
图8不同坡度下安全系数Fig.8 Safety factor under different slope
4 结论
1)陡坡偏压条件下先施工深埋侧隧道,产生的施工偏压与地形偏压方向一致,均由山体侧指向坡体测,会导致偏压效应的加剧,而先施工浅埋侧隧道,施工偏压与地形偏压方向相反,会抵消部分山体偏压,有利于围岩整体稳定性的控制。
2)先施工深埋侧在拱脚处产生的偏压比大于先施工浅埋侧,且先施工浅埋侧,拱脚处围岩偏压更早进入稳定状态。
3)先开挖深埋侧隧道,中夹岩柱处会由于位移的往返变化而使围岩受到多次扰动,不利于中夹岩柱处围岩稳定性控制。
4)不同坡度条件下先开挖浅埋侧隧道比先开挖深埋侧隧道的安全性更高,且随着地表坡度的增大先开挖浅埋洞比先开挖深埋洞在安全性上的优势更加明显。
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不同顺序 篇5
1资料与方法
1.1一般资料:本研究选取2012年1月至2014年12月我院收治的72例ASAⅠ~Ⅱ级择期全麻的患者作为研究对象, 将其随机均分为A组、B组及C组, 每组各24例患者, 且按不同给药顺序进行麻醉。其中A组男14例, 女10例, 年龄20~65岁, 平均年龄 (42.5±2.1) 岁, 体质量55~65 kg, 平均体质量 (60.5±2.1) kg;B组男13例, 女11例, 年龄21~66岁, 平均年龄 (43.2±1.9) 岁, 体质量55~62 kg, 平均体质量 (59.±2.1) kg;C组男14例, 女10例, 年龄20~65岁, 平均年龄 (42.5±2.1) 岁, 体质量56~68 kg, 平均体质量 (60.8±2.1) kg。所有患者均排除哮喘、慢性咳嗽、慢性阻塞性肺部疾病, 且肝肾功能正常, 近2周内无上呼吸道感染, 同时近期内均未使用过类固醇激素、支气管扩张剂、血管紧张素转换酶抑制剂等药物。两组患者在性别、平均年龄、平均体质量、既往病史等一般资料方面比较无显著性差异, 具有可比性 (P>0.05) 。
1.2方法:所有患者在术前3~6 h内禁饮食。需在麻醉前30 min需给患者进行肌内注射2 mg/kg苯巴比妥钠及0.01 mg/kg阿托品, 且患者入室后需建立外周静脉通道, 然后进行全麻。A组麻醉时用药顺序为:先缓慢注射静脉2.0 mg/kg丙泊酚, 注射时间为15 s, 再注射0.6μg/kg舒芬太尼, 注射时间为10 s, 最后注射顺式阿曲库铵0.15 mg/kg, 注射时间为5 s;B组麻醉时用药顺序为:先缓慢注射静脉2.0 mg/kg丙泊酚, 注射时间为15 s, 再注射37.5μg/kg顺式阿曲库铵, 注射时间为5 s, 然后注射0.6μg/kg舒芬太尼, 注射时间为10 s, 最后注射112.5μg/kg顺式阿曲库铵, 注射时间为5 s;C组麻醉时用药顺序为:先缓慢注射静脉2.0 mg/kg丙泊酚, 注射时间为15 s, 再注射顺式阿曲库铵0.15 mg/kg, 注射时间为5 s, 最后注射0.6μg/kg舒芬太尼, 注射时间为10 s。在手术过程中需微量泵维持输注丙泊酚, 且整个麻醉过程中需对患者的血压及心率进行检测。
1.3观察指标:观察并分析三组患者麻醉前后的血压及心率水平, 同时观察三组患者给药后呛咳的发生情况。
2结果
2.1三组患者麻醉前后的血压及心率水平对比:麻醉前, A组、B组及C组间的血压及心率的差异不显著, 无统计学意义 (P>0.05) ;麻醉后, A组、B组及C组间的血压及心率的差异不显著, 无统计学意义 (P>0.05) ;三组患者麻醉前后的血压及心率水平比较均无显著性差异, 不具有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。
2.2三组患者给药后呛咳发生情况对比:A组患者给药后呛咳发生率为45.8%, B组呛咳发生率为25%, C组呛咳发生率为4.2%, C组明显小于A组及B组, 三组患者的呛咳发生率比较均有显著性差异, 具有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。
3讨论
舒芬太尼是一种阿片类镇痛药物, 该药是由人工合成的, 属于芬太尼的衍生物[3], 该药具有镇痛强、起效快、有效稳定心血管功能等优点, 但该药物极易使患者出现明显的呛咳反应, 目前这一诱发机制尚不明确, 但相关研究证明, 呛咳反应可能与枸橼酸、阿片受体、支气管收缩等有关[4]。舒芬太尼引起的剧烈呛咳除给患者造成严重不适外, 还会引起其他的并发症, 如胸腹肌肉强直、支气管痉挛、颅内压增高、缺氧等, 严重者甚至会出现严重的心脑血管疾病, 从而危及生命。目前, 临床上除了缓慢推注舒芬太尼来减轻呛咳反应外, 还有通过使用其他药物来进行预防, 如麻黄碱、利多卡因、沙丁胺醇等, 但均会给患者带来其他的不良反应[5]。顺式阿曲库铵是中效的肌松药, 相关研究表明, 该药物可减轻咳嗽反应。因此, 通过合理用药及调整用药顺序来消除舒芬太尼诱发的呛咳反应已逐渐受到重视, 且具有重要意义。
本研究中, 三组患者麻醉前后的血压及心率水平无显著性差异, 但C组患者的呛咳发生率明显小于A组及B组。从研究结果中可以得到, 全麻时依照丙泊酚、顺式阿曲库铵、舒芬太尼的顺序来进行给药可以有效降低呛咳发生情况, 且患者的血压及心率不会受到影响。因此, 该给药顺序值得在临床上普及应用。
摘要：目的 分析探讨全麻下不同给药顺序对舒芬太尼麻醉引发呛咳的影响效果。方法 选取在我院进行择期全麻的72例患者作为研究对象, 将其随机均分为A组、B组及C组, 三组患者在麻醉时均使用丙泊酚、舒芬太尼及顺式阿曲库铵, A组的给药顺序为丙泊酚2.0 mg/kg、舒芬太尼0.6μg/kg、顺式阿曲库铵0.15 mg/kg, B组的为丙泊酚2.0 mg/kg、顺式阿曲库铵37.5μg/kg、舒芬太尼0.6μg/kg、顺式阿曲库铵112.5μg/kg, C组的则为丙泊酚2.0 mg/kg、顺式阿曲库铵0.15 mg/kg、舒芬太尼0.6μg/kg。观察并分析对比三组患者的麻醉前后的血流动力学变化情况及给药后呛咳发生情况。结果 三组患者诱导前后的血流动力学不会发生明显变化, 且C组的呛咳发生明显小于A、B组, 且差异比较有统计学意义 (P<0.05) 。结论 按照丙泊酚、顺式阿曲库铵、舒芬太尼的顺序来给药能够有效减轻患者的呛咳反应, 且不会对患者的血流动力学产生影响, 具有在临床上深入推广的价值。
关键词：全麻,给药顺序,舒芬太尼,呛咳,影响效果
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