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隧道与地下工程设计结课论文

隧道与地下工程设计结课论文
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关于隧道等地下工程支护结构设计理论浅析

摘要:本文简要介绍了隧道等地下工程支护结构设计理论的发展历程,对各阶段支护理论的力学原理及其要点进行了简要分析,通过现有的对围岩—支护相互作用理论的认识的分析,得出了现有理论方法和认识的不足,并对未来隧道等地下工程支护理论发展方向以及发展趋势进行了表述。

关键词:隧道;地下工程;力学原理;支护结构;围岩—支护相互作用理论;

0 前言

世界近代建筑发展的历史大致可划分为三个阶段,即人们一般认为的19世纪是桥梁建设的世纪、20世纪是高层建筑的世纪、而21世纪则为地下空间发展的世纪。随着地下工程建设规模不断扩大,在城乡建设、水电、交通、矿山等诸多领域都涉及围岩的支护问题,地下工程围岩的稳定性和支护方法已成为地下工程中迫切需要解决的问题。围岩变形尤其是软岩变形有明显的时间效应,表现为初始变形速度大,变形趋向稳定后仍以较大的速度产生流变,且持续时间很长,有时达数年之久,对支护的要求很高。因此地下工程的支护问题仍然是工程技术人员最关注的研究课题。实际上自20世纪以来,随着人类对地下空间的需求越来越多,因而对地下工程的研究也有了一个突飞猛进的发展。同时在大量的地下工程实践中,人们也普遍认识到::隧道及地下洞室工程,其核心问题都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖,才能更有利于洞室的稳定和便于支护;若需支护时,又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。在隧道及地下洞室工程中,围绕着以上核心问题的实践和研究,在不同的时期,人们提出了不同的理论,并逐步建立了不同的理论体系。每一种理论体系都包含和解决或正在研究解决了从工程认识概念、力学原理、工程措施到施工方法、工艺等一系列工程问题。一种理论是20 世纪20 年代提出的传统的“松弛荷载理论”。其核心内容是: 稳定的岩体有自稳能力,不产生荷载; 不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要用支护结构予以支撑。这样,作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论,其代表人物有太沙基和普氏等人。它类似于地面工程考虑问题的思想,至今仍被广泛的应用着。另一种理论是20 世纪50 年代提出的现代支护理论或称“岩承理论”[1-9]。其核心内容是:围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力,不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的。如果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒-菲切尔、芬纳-塔罗勃和卡斯特奈等人。这是一种比较现代的理论,它已经脱离了地面工程考虑问题的思路,而更接近于地下工程实际。近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用,并且表现出了广阔的发展前景。由以上可以看出,前一种理论更注意结果和对结果的处理,而后一种理论则更注意过程和对过程的控制,即对围岩自承能力的充分利用[7-9]。由于有此区别,因而两种理论体系在过程和方法上各自表现出不同的特点,新奥法就是岩承理论在隧道工程实践中的代表方法。

1 地下工程结构的特点及设计的基本要求

1.1地下工程结构的特点

地下工程支护结构是一种复杂的工程结构体系,按照工程结构所处的环境,可将其界定为土体地下结构和岩石地下结构;按工程结构所处深度或开挖深度可将其分为深埋和浅埋地下结构;按其施工方法有可将其分为明挖和暗挖结构等。无论是按哪种方法分类,其结构构成都是由围岩(或者是土体等原围护体)和其支护结构体构成。构筑过程中整个结构体系的力学特性和稳定性不仅受到岩石的生成条件和地质作用

的影响,还受到隧道开挖方法、支护类型、支护时机、支护参数等因素的影响。若岩体强度高,整体性好,断面形状有利;岩体的变形发展到一定程度将自行终止,围岩是稳定的。反之,岩体的变形将自由发展下去,最终导致围岩整体失稳而破坏。这种情况下,在开挖后适时地沿周边设置支护结构,对岩体产生抗力,形成约束。但考虑到地下结构体系的稳定性和安全性,应当结合围岩和支护的相互作用,达到一种可靠性设计。地下工程结构与地面或地上工程结构最大的区别就是结构相对简单,但边界条件极其复杂,这正是地下工程结构所处的环境所导致的。因此,地下工程问题最重要的就是获得最接近实际的工程环境,或者是其边界条件和初始条件。从而达到以最少的支护获得最稳定结构的目的。

1.2地下工程结构设计的基本要求

地下工程设计的目的是使所设计的结构能够完成全部功能要求。并且有足够的可靠性。所指的基本功能是由其用途决定的。性能指标有安全性、适应性和耐久性。一个建筑结构在具有了这三种性能之后,称之为具有可靠性。支护结构的基本作用就是和围岩一起组成一个有足够安全的地下结构体系,能够承受可能出现的各种荷载,保持地下工程断面的使用净空。同时支护结构还要确保围岩性能的进一步恶化。因此,对既定的地下工程选择适当支护结构应具有与上述作用相适应的构造、力学特性和施工的可能性与可靠性。在支护结构具有极大刚度的情况下围岩可以一点不产生变形:但支护结构必须使围岩保持原有的应力状态。若支护结构设施过迟,将会引起围岩结构松弛,自重能力下降。所以从可靠性和经济性考虑,在进行既定工程实施开工时,须考究工程围岩特性和支护对其作用机理[5-9]。

2 地下工程支护理论的发展

2.1地下工程支护理论的发展概述

国内外学者提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系19 世纪及以前,隧道衬砌多由石料及砖砌成,尺寸都较大,当时把衬砌作为刚性块体组成的拱圈,砖砌时形成三铰拱,用压力线假设进行设计,形成了“刚性结构设计理论”。19 世纪后期到20 世纪中期康姆列尔(O.Kommerall)约翰逊(Johason)朱拉夫等人提出了弹性反力的分布图形,进而形成了“弹性结构设计理论”。20 世纪中期,塔罗勃(J.Tacober)卡斯特奈(H.kastener)和塞拉格(S.Serata)等人提出了“共同作用设计理论”。在此期间,以纳布希维兹(Rabcewicz)为首的奥地利岩石力学工程小组比较完整地提出了接近于地下工程实际的新奥法[11-19]。进入21 世纪以来,我国学者也做了大量工作齐明山等人以修正老纳公式为基础考虑围岩与衬砌的共同作用,对隧道围岩压力进行了理论解释研究。徐林生,李元松等人对隧道衬砌受力特性进行了现场研究得出了很多具有工程指导意义的结论20 世纪80年代以来,将支护结构设计与现场监测结合起来,发展了一种新型的设计方法—“信息化设计理论”,这一新设计方法已被广泛接受和推广应用,并且表现出了广阔的发展前景。

隧道开挖后,围岩松弛,围岩应力减小,围岩应力部分传递给隧道支护结构隧道支护体系由岩体和支护结构两部分组成;在通常情况下,岩体是主要承载单元,而支护结构是辅助性的,但也是不可缺少的。在某些特殊情况下,支护结构也是主要的承载单元。地下工程支护理论的一个重要问题是如何确定作用在地下结构上的荷载以及如何考虑围岩的承载能力。基于这一考虑,结合支护理论发展进程将支护结构设计理论发展大致分为3个阶段:即刚性结构支护设计理论阶段、弹性结构支护设计理论阶段、连续介质支护设计理论阶段[3-9]。

2.2刚性结构设计理论简述

早期的地下建筑物大多是以砖石材料砌筑的圬工结构,这类建筑材料自身抗拉能力很低,且结构物内部存在较多接触缝,容易产生断裂。为了满足结构稳定要求,往往采取单纯增大结构截面尺寸方法,结构

受力后产生的弹性变形较小,因而最先的支护计算理论是把地下结构物视为刚性结构,所受的荷载是地层压力,当地下结构处于极限平衡状态时,它是由绝对刚性组成的三铰拱静定体系,其内力可按静力学原理计算[3-9]。

2.3弹性结构设计理论简述

随着混凝土和钢筋混凝土材料陆续出现,并用于建造地下工程,使地下结构具有较好的整体性。同时,工程实践证明,隧道是高次超静定结构。地下结构开始按弹性连续拱形框架用超静定结构力学方法计算结构内力,即利用“荷载——结构“模型计算设计。作用在结构上的荷载是主动地层压力,并考虑了地层对结构产生的弹性反力的约束作用,这类计算理论认为,作用在结构上的压力不是上覆岩层的重力,而只是围岩塌落岩体的松散体压力[4-8]。

2.4连续介质设计理论简述

连续介质设计理论以岩石力学原理为基础,认为坑道开挖后向洞室内变形而释放的围岩压力将由支护结构与围岩组成的地下结构体系共同承受。一方面围岩本身由于支护结构提供了一定的支护阻力,从而引起它的应力调整达到新的平衡;另一方面,由于支护结构阻止围岩变形它必然要受到围岩给予的反作用力即围岩抗力。与此同时,锚杆与喷射混凝土一类新型支护的出现和与此相应的一整套新奥法的兴起,形成了现代支护理论。提出了将监测与理论分析结合的信息

化设计概念[3-9]。

2.5国内基于围岩支护形成的几种有影响的理论

(1) 轴变论理论

“轴变论”理论是于学馥教授等人(1981)提出来的,该理论认为隧道坍落可以自行稳定。隧道坍落破坏是由于围岩应力超过岩体强度极限引起的,坍落改变了隧道轴比,导致围岩进行应力重分布,应力重分布的特点是高应力下降,低应力上升,并逐渐向无拉力和均匀分布发展,直到稳定而停止.应力均匀分布的轴比是隧道最稳定的轴比,此时隧道形状为椭圆形[6-8]。

(2)联合支护理论

联合支护理论主要由陆家梁、冯豫、郑雨天、朱效嘉等结合软弱围岩实际,灵活运用新奥法理论提出来的,是在新奥法的的基础上对软弱围岩支护技术的发展.其观点可以概括为:对于软弱围岩支护,一味地追求加强刚度是难以凑效的,要先柔后刚,先让后抗,柔让适度,稳定支护.由此发展起来的支护型式有锚喷网技术、锚喷网架技术、锚带喷架等联合支护技术等。

(3)锚喷弧板支护理论

锚喷弧板支护理论是由孙钧、郑雨天和朱效嘉教授等提出的,实际是联合支护理论的新进展。该理论的要点是:对软弱围岩总是强调放压是不行的,放压到一定程度,要坚决顶住,坚决限制和顶住围岩向空中位移。其实施的难点主要是成本较高,弧板后充填技术要求严格,允许围岩变形有限,需要很高的阻抗力。

(4)松动圈理论

松动圈理论是由中国矿业大学董方庭教授提出的,其主要内容是:凡是坚硬固岩的裸体隧道,其围岩松动圈都接近于零,此时隧道围岩的弹塑性交形虽然存在,但并不需要支护.松动圈越大,收敛变形越大,支护难度就越大。因此,支护的目的在于防止围岩松动圈发展过程中的有害变形.董方庭教授将围岩分为类,有一定的量化,是一个发展方向。

(5)主次承载区支护理论

主次承载区支护理论是由方祖烈教授提出,认为隧道开挖后,在围岩中形成拉压域.压缩域在围岩深部,体现了围岩的自撵能力,是维护隧道稳定的主承载区:张拉域形成于隧道周围,通过支护加固,也形成一定的承载力,但其与主承载区相比,只起辅助的作用,故称为次承载区.主、次承载区的协调作用决定隧道的最终稳定。支护对象为张拉域,支护结构与支护参数要根据主、次承载区相互作用过程中呈现的动态特征来确定,支护强度原则上要求一次到位。

(6)软弱围岩工程力学支护理论

软弱围岩工程力学支护理论是由何满潮教授运用工程地质学和现代大变形力学相结合的方法,通过分析软弱围岩变形力学机制,提出的以转化复合型变形力学机制为核心的一种新的隧道软弱围岩支护理论.它涵盖了从软弱围岩的定义、软弱围岩的基本属性、软弱国岩的连续性概化,到软弱围岩变形力学机制的确定、软弱围岩支护荷载的确定和软弱围岩非线性大变形力学设计方法等内容。

(7)总结

这些理论与技术解决了大量包括软弱围岩在内的支护问题,为我国地下工程的建设做出了贡献。但是,由于围岩工程地质力学问题十分复杂,关于围岩的概念、分类、各类围岩的变形力学机制、围岩难支护的原因、围岩支护的力学原理、支护原则与支护对策等一系列的软弱围岩工程地质力学理论方面的问题尚无系统解决,导致在实践上盲目性大、针对性差、成功率低、浪费严重。

目前面临的主要问题:在围岩支护方面尽管已有了很大的发展,但在理论认识和支护方法上仍然还存在许多问题,主要表现为:首先,难于弄清围岩变形破坏机理,支护是一个过程,要使这一过程与围岩变形过程相协调,必须充分而深入地研究围岩的变形机理,只有在此基础上,才能选择适当的支护时机、支护型式以及确定合适的支护参数;其次,难于确定合理的支护对策,深埋隧道软弱围岩与一般隧道软弱围岩变形破坏特征不同,应采取适应于深埋隧道软弱围岩的支护对策;再者,难于选取合理的支护参数,支护参数选取直接影响着隧道的稳定性,对于锚喷支护参数的选取基本上采用即工程类比法,当工程地质条件简单,此法基本满足要求,当地质条件复杂,就很能满足要求了。

解决这些问题,目前可采用的方法有:首先,综合治理:在进行传统的锚喷的同时,对控制隧道围岩稳定性的膨胀性矿物、构造应力和地下水等重要因素进行系统分析,把卸压、卸水等措施与支护有针对性地结合起来,提高支护效果;其次,采用联合支护:做到内部支护和外部支护相结合,内部支护尽量要大,尽可能大幅度提高围岩强度;外部支护尽量达到科学、经济的支护,如针对围岩变形是一个大变形问题,要开发研究适应大变形的支护材料,如柔性锚杆技术和柔性喷层技术;同时还要做到长期观测:要对隧道进行位移量测,准确把握二次支护时间.同时对测得的围岩位移资料进行分析,并进行反馈设计,优化支护参数和施工方法,控制隧道围岩松动圈的发展;最后,因地制宜也是必要的:目前围岩支护形式很多,也可能存在完全一样的围岩环境,所以要做到因地制宜的选用支护形式与方法。

2.6地下工程支护理论的发展趋势

综合以上对隧道支护设计理论的论述分析,基于目前国内外隧道支护设计理论的研究现状,可以得出以下发展趋势:首先,从力学原理上看,将更多地利用岩石力学、土力学及结构力学等多学科综合分析,结合地质调查和围岩分类,选择最真实的力学模型,辅以工程类比法,计算结构内力以进行截面设计。其次,能较好地反映地下工程特点的现场监控设计方法,迫切需要形成比较完善的理论体系。再者,现代工程提倡的信息化设计,体现了地下工程支护设计理论的发展方向,隧道支护理论沿此方向的研究也必定会得到巨大的发展,从而促进隧道开挖和支护技术的发展。最后,地下工程支护的总体发展趋势就是由最早的利用自然,到后来的改造自然,再到在最大限度的利用自然的基础上改造自然,最终达到以最少的改造获得最完美的结构,即以最少的支护达到最稳固的地下结构。

3围岩与支护体相互作用机理的研究现状

早在20 世纪初形成了隧道软弱围岩与支护结构相互作用的古典压力理论,该理论认为作用在支护结构上的压力是上覆岩层的重量γH。但是随着开挖深度的增加,人们发现古典压力理论许多方面都与实际不符合,于是坍落拱理论应运而生,坍落拱理论认为坍落拱的高度与地下工程跨度和围岩性质有关,坍落拱理论的最大贡献就是提出隧道围岩具有自承能力。20 世纪50 年代以来,人们开始用弹塑性力学来解决隧道支护问题。20 世纪60 年代提出了一种新的隧道设计施工方法,即新奥法,新奥法的核心是利用隧道围岩的自承作用来支撑隧道,促使围岩本身变为支护结构的重要组成部分,使围岩与构筑的支护结构共同形成坚固的支承环。在此期间,日本山地宏和樱井春辅提出了围岩支护的应变控制理论,该理论认为隧道的应变随支护结构的增加而减小,而容许应变则随支护结构的增加而增大,因此通过增加支护结构能较容易地将围岩应变控制在容许应变范围之内。20 世纪70 年代提出了能量支护理论,该理论认为支护结构与围岩相互作用、共同变形,在变形过程中,围岩释放一部分能量,支护结构吸收一部分能量,但总的能量没有变化,主张利用支护结构的特点,自动调整吸收和释放多余的能量。起源于原苏联的应力控制理论,也称围岩弱化法、卸压法,其基本原理是通过一定的技术手段改变某些部分围岩的物理力学性质,改善围岩内的应力及能量分布,使支承压力向围岩深部转移,以此来提高围岩自稳能力[2-9]。

新奥法在解决软弱围岩支护与稳定等也存在一些不足:新奥法的理论基础是当时的岩石力学理论基础—弹塑性理论,而软岩的流变性等问题已超出了弹塑性问题所能解决的范围,以及由于人们对软弱围岩的物理含义和力学性质理解还不够,不合理地解释极软弱膨胀松散围岩隧道的变形支护机理,造成锚喷或锚喷网支护的隧道大面积垮落、坍塌等事故,导致人力、物力的巨大浪费与损失。

我国自1955 年开始使用锚杆,回顾我国锚固技术与理论研究的发展,大体可分3个阶段:50~60年代的初期阶段,以钢丝绳水泥砂浆锚杆为代表,锚杆没有托板(盘),锚杆相互间缺乏联系,锚杆只起悬吊作用,被动承载而不与围岩共同作用;70~80年代的组合锚杆支护阶段,随着国家“七五”和“八五”期间“软岩巷道锚杆支护”的科技攻关,进入了以钢带网和锚梁网为代表的组合锚杆支护阶段;近年随着澳大利亚先进锚固技术与理论在我国的实地演示,以及由煤科院北京开采所、建井所、上海分院和中国矿业大学与邢台矿务局联合对原煤炭部“九五”重大科技攻关项目《邢台矿务局煤巷锚杆支护成套技术研究》的攻关,在复杂地质条件下煤巷锚杆支护技术方面取得了一批代表国内水平的具先进性及实用性的成果,逐渐步入高强度预应力锚杆体系阶段。

锚杆加固围岩的作用机理研究方面,中国矿业大学提出巷道锚固围岩强度强化理论;煤炭科学研究总院北京开采所对煤巷锚杆加固作用机理的研究表明:锚杆加固对于提高围岩自身的最大承载能力没有明显的效果,但在围岩产生塑性破坏后,对提高围岩的残余强度及承载能力有显著作用。对于锚杆加固设计理论的研究,除工程类比法外,在理论方法研究上主要形成了有影响的3种设计理论:中国矿业大学董方庭教授等提出的巷道围岩松动圈支护理论;东北大学王明恕等提出的全长锚固中性点理论;1998年,中国矿业大学、煤科总院北京开采所与邢台矿务局联合研究,在国内首次提出了“地应力为基础的锚杆支护设计理论”。国内对岩体锚固参数的研究偏重于锚杆长度和锚杆直径,东北大学王明恕、中国矿业大学(北京校区) 袁文伯、马念杰、后勤工程学院郑颖人等提出了一系列有代表性的研究结果。

此外,孙学毅于1984年提出全长锚固无托板锚杆的力学模型及砂浆锚杆的力学模型;王明恕于1987年提出了中性点理论并给出了中性点的计算公式,从而提出了全长锚杆的设计方法;孙钧、宋德彰于1991年提出的分析模型采用了先进的塑性软化本构关系,理论分析结果与实际更加接近;李世辉于1994年将典型工程、现场测试资料、围岩分类和简便实用的岩石力学分析方法三者结合起来提出了典型类比分析法;宋宏伟等于2002年通过数值模拟和新的研究模型研究锚杆和非连续岩体的相互作用,发现了锚杆在非连续岩块的锚固中受到剪切时,存在锚固岩块分离的“导轨作用”,对传统的锚杆作用提出了质疑[1-12]。

在围岩与衬砌相互作用机理的研究方面,代表性成果有:余存齐(1992)通过室内试验和有限元分析了软弱围岩中隧道复合衬砌的受力特性;周德培(1993)通过理论分析和模型试验研究了圆形隧道衬砌围岩变形压力的时间效应;Fathalle EI-Nahhas(1993)采用非线性有限元法研究了隧道衬砌与软弱地层的相互作用,从数值分析和现场实测的角度讨论了荷载释放系数;周顺华等(1997)根据开挖空间效应,提出了开挖应力释放率计算模型;张良辉等人(1997)在考虑围岩的应变软化、塑性剪胀特性和流变特性的基础上建立了隧道围岩的粘弹塑性解析解;王文星等(1997)利用Burgers流变模型,引入损伤变量,研究了围岩的流变破坏机理,提出了确定合理支护时间的方法;刘小兵(1996)提出了从洞周量测位移反算复合衬砌支护压力的计算方法;张素敏(2004)等通过弹塑性有限元方法研究了不同围岩类别、不同埋深、不同洞形的围岩特性曲线的变化规律;王祥秋等(2004)基于软弱围岩的损伤机理,提出了围岩蠕变损伤具有变形损伤与时间损伤耦合效应的观点,并通过位移反分析对圆形巷道的粘弹性变形规律及合理支护时间进行了研究;丁德馨等(2004)采用数理统计分析法研究了岩体弹塑性模型力学参数对洞室位移的影响度问题;卢爱红等(2004)通过数值模拟研究了软岩巷道的时间效应;Kastuski Miura(2003)通过施工监测数据的反演方法研究了日本山区大断面公路隧道的支护设计、计算方法;Einar Broch等人(2002)研究了挪威公路隧道内衬砌的防水、防雾及防冻技术,预制衬砌技术及现场衬砌的使用条件随着人们对岩土介质的性质及岩土介质中结构的共同作用机理的深入研究,逐渐形成了以地层和结构相互作用为特点的地下结构计算理论[15-22]。由于衬砌的重要作用及其对地下工程建造成本的重大影响,各国都对衬砌结构的计算理论进行了大量研究。目前流行的隧道及地下结构设计模型可归结为四种:荷载结构模型、收敛约束模型、连续体模型和工程类比法。各种数值计算方法在隧道及地下工程中的广泛应用,对大量的设计和施工起到了良好的指导作用。

荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下结构上的荷载(包括主动地层压力和被动地层抗力),以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法。采用这种方法计算的缺点在于,衬砌结构本身的内力和变形可以由计算得出,但是周围环境的变形仅能由衬砌结构的变形间接求得,而且难以知道周围岩土体的应力状况及其稳定性。

收敛约束模型认为围岩压力和支护抗力是在围岩和支护系统共同变形中形成的,它主要关心的是支护抗力作用下的地层状态,而不是荷载作用下的支护结构状态,从而体现了新奥法的岩石支承作用的思想。但由于实际工程中岩土地质情况非常复杂,对于支护及衬砌结构来说,其作用机理及其围岩与支护的相互关系,尚有诸多的问题需要进一步讨论,要使它作为隧道支护定量分析与设计的实用方法,还有许多理论上的难题需要解决。

连续介质模型又称地层结构模型,它是70年代中期以来随着数值计算技术的不断成熟而逐渐发展起来的。连续体模型认为地下结构周围的地层不仅能对衬砌结构产生荷载,而且其自身也能承受荷载,地下结构是否安全可靠,首先取决于周围地层的稳定状态。按这种方法进行截面设计的特点,是验算结构的强度时要求综合考虑地层稳定性的影响[8-11]。

工程类比法在我国甚至于世界隧道和地下工程的设计领域仍占据主导地位。像新奥法,其设计的重要依据就是工程类比法。工程类比设计方法的关键在于建立正确的围岩分类体系,以及既有工程资料的积累和整理。现行围岩分类本身带有很大的人为因素,仍是一个定性为主的分类,而因为没有一个完善的地下工程数据库,工程类比也只是各单位依据局部有限的经验进行类比,设计者难以在纵观全局的基础上确定出经济合理的设计方案。

4结语:

本文在对国内外学者对地下工程支护理论方法系统论述的基础上,通过分析得出以下结论:

(1)缺乏完全适合地下工程支护结构的力学模型

人们对岩石地下工程结构的支护理论、力学分析、围岩稳定性分析以及其设计理论与方法等进行了大量的研究工作,为岩石地下工程结构的设计和施工做出了重要的贡献。但目前的支护设计尚缺乏完的、系统的理论基础和实用的设计方法,仍以工程类比法设计为主,再辅以量测为手段的现场监控设计法和计算为根据的理论分析设计法,设计目标仅仅考虑常规荷载作用下正常使用阶段的结构安全问题。岩石地下工程结构设计理论与方法的发展至今已有百余年的历史,它与岩石力学的发展有着密切的关系。地下工程结构支护理论的一个重要问题是如何确定作用在支护结构上的荷载。随着锚喷支护等现代支护结构的大量使用、与此相应的一整套新奥法的兴起,形成了以岩石力学理论为基础的、考虑支护与围岩共同作用的井巷工程现代支护理论。它与传统支护理论的主要区别在于:首先,支护抗力主要是阻止围岩变形的形变压力;其次,形成“围岩——支护”共同承载体系;同时,及时稳定和加固围岩。显然,对锚喷支护结构进行分析和设计的理论基础是围岩——支护相互作用机理。但是,目前对围岩——支护作用机理的认识尚处于弹塑性阶段,与工程实际情况相差甚远。工程支护实践表明,“围岩——支护”的相互作用常常表现出非线性的、时变性的、流变性的特性。对这一问题的解决,必须综合应用现代非线性理论与科学、非线性流变力学理论、并考虑围岩及支护参数的时变性,才有可能深入地、全面地认识围岩——支护的作用机理。但目前还没有一种力学模型解决该问题。

(2)无法准确计算最佳支护的时间点

工程中的围岩支护,一般分为临时(初次)支护和永久(二次)支护,对于何时进行一次与二次支护可以达到最佳的支护效果目前是无法进行准确计算的,大多是依赖施工经验。围岩—支护的相互作用曲线如图1所示,其中a曲线为围岩变形曲线,b为支护刚度曲线。由于支护结构既要允许围岩变形,又要控制围岩变形,允许围岩变形是为了对围岩让压,控制围岩变形是为了防止围岩产生无法控制的变形,为此就要找到两次支护的最佳时机,在最佳时间点上进行支护便可获得最佳的支护效果。

(3)缺乏严格的数值解法

以目前的理论还无法对地下结构设计进行严格的计算,但是,从设计需要来讲,应用数解法准确的进行隧洞支护结构计算的要求是很迫切的;但从岩石力学理论发展来看,想解决这一问题又是比较困难的,所以目前的设计工作只能寻求其他的途径来解决(比如新奥法采用工程类比法),而无法进行严格的计算。

综上,目前指导地下工程支护结构设计的原则基本就是:少扰动、早支护、勤测量、紧封闭。少扰动即最大可能的保持围岩的原始应力状态;早支护即尽可能早的进行二次支护,防止围岩发生大位移松动;勤测量即为了及时获得围岩的实时动态

信息;紧封闭即为了尽可能减少围岩与外

部环境的接触,防止围岩风化。

为获得更佳的支护效果,首先,还可

以在地下结构支护中引入或者增加柔性

支护,这样可以更好地把握最佳的支护时

间点,更好地处理让压与控制围岩变形的

关系;其次,要尽可能的做到以岩稳岩,

因为经过汶川地震、雅安地震等自然灾害

后,桥梁、道路、房屋等破坏严重,而地

下隧道等地下结构相对破坏较少,基于此

表明,人类的力量目前是无法与大自然抗

衡的,所以我们要尽可能的利用自然,或

者在最大可能的利用自然的前提下改造

自然,模仿自然;再者,目前我们可以多到的就是早支护、紧封闭,所以,本人认为在技术可以的前提下,对于地下结构我们可以提前支护,即先支后挖;最后,随着地下工程结构的支护设计理论的越来越成熟,定量化的发展也应该是一个必然的趋势。

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路基路面工程课程设计(+心得)

《路基路面工程》课程设计

沥青路面设计 方案一: (1)轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 序号车型名称前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数后轴轮组数后轴距(m) 交通量 1 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组2000 2 日野KB222 50.2 104. 3 1 双轮组1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组2000 4 解放CA10B 19.4 60.8 5 1 双轮组1000 5 黄河JN163 58. 6 114 1 双轮组1000 设计年限12 车道系数 1 序号分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6 % 2 4 5 % 3 3 4 % 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4606 设计年限内一个车道上累计当量轴次: 2.745796E+07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4717 设计年限内一个车道上累计当量轴次: 2.811967E+07 公路等级二级公路 公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm) 层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1 .28 2 粗粒式沥青混凝土.8 .21 3 石灰水泥粉煤灰土.8 .3 4 天然砂砾 (2)新建路面结构厚度计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm)

路面设计层层位: 4 设计层最小厚度: 10 (cm) 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa) (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 1.2 2 粗粒式沥青混凝土7 1200 1300 .8 3 石灰水泥粉煤灰土25 900 900 .4 4 天然砂砾? 250 250 5 土基32 按设计弯沉值计算设计层厚度: LD= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm LS= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 85 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度: 路面最小防冻厚度50 cm 验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求. 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: 细粒式沥青混凝土 3 cm 粗粒式沥青混凝土7 cm 石灰水泥粉煤灰土25 cm 天然砂砾85 cm 土基 (3)竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 计算应力

隧道工程课程设计报告(铁路单洞双线)

隧道工程课程设计姓名: 专业班级: 学号: 指导老师:

目录 第一章工程概况 (1) 1.1 隧道概况 (1) 1.2 工程地质及水文地质 (1) 1.2.1工程地质 (1) 1.2.2 水文地质 (1) 第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 (2) 2.1 深浅埋隧道的判定原则 (2) 2.2 围岩压力的计算方法 (2) 2.3 Ⅳ级围岩计算 (3) 2.3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定 (3) 2.3.2 Ⅳ级围岩压力的计算 (4) 2.4 Ⅴ级围岩的计算 (4) 2.4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定 (4) 2.4.2 Ⅴ级围岩压力的计算 (4) 第三章衬砌内力计算与检算 (5) 3.1 Ansys的加载求解过程 (5) 3.2 衬砌结构强度检算原理 (5) 3.3 IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 (6) 3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算 (9) 第四章衬砌截面配筋计算 (19) 4.1 截面配筋原理 (19) 4.2 IV级围岩配筋计算 (19) 4.3 V级围岩配筋计算 (20) 4.3.1 断面1的配筋计算 (20) 4.3.2 断面2的配筋计算 (21)

第一章 工程概况 1.1 隧道概况 太中银铁路为客货共线的双线铁路。线路上一共建有22座隧道,其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧,隧道进口地势较陡,此处岩石裸露,进口前方为一冲沟,冲沟内有水,地势狭窄。出口坡度陡,为黄土覆盖,并有大量植被,出口前方为一冲沟,沟内地势平缓,沟内经过开采,原有地形已改变。隧道进口里程DK194+082,出口里程DK194+450,全长368m 。隧道位于半径为5000m 曲线上,隧道内坡度为7.5‰的下坡,最大埋深61.08m 。隧道进出线间距4.49m ,DK194+340至出口线间距为4.40m 。 1.2 工程地质及水文地质 1.2.1工程地质 (1) 隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土,奥陶系下统灰白色石灰岩。 地层描述如下: 老黄土:稍湿、坚硬状态,具垂直节理; 奥陶系下统灰白色石灰岩:强风化~弱风化,节理发育,岩层产状195°∠15°。 (3) 土壤最大冻结深度:1.04m 。 (4) 地震动峰值加速度0.05g ,地震基本烈度VI 度。 1.2.2 水文地质 隧道洞体内土石界面有地下水。

大学语文教学改革论文.docx

一、教学内容的改革创新大学语文涵盖的知识领域相当广泛,既包括汉语言、又涉及中国文化、汉字及各时期文学,所以首先要避免以偏概全的做法,使之成为能听、能说、能读、能写的综合素质课程。 为此,可以把本课程教学内容设计成三个模块专业文章习读模块、言语交际模块、应用写作模块,本文重点对专业文章习读模块进行探讨。 现阶段高职院校对文学鉴赏环节持摒弃态度,致使该模块设置或全部删除,或残缺不全,处于尴尬境地。 本文作者认为此模块应改为专业文章习读。 专业文章实质来自于古今中外相关文学作品,尤其是与专业相关的中国古典文学作品,该类文章既是文学作品,同时又涉及专业知识,跨文学鉴赏与专业拓展两个领域,针对性更强。 依据国家示范高职院校分类培养,分层教学的要求,根据各院系专业特色选取古今中外相关专业文章进行鉴赏阅读,能使学生通过审美的角度对专业知识进行再认识,从而受到专业熏陶,促进专业课的学习兴趣。 如针对旅游类专业的高职学生,在该模块中,以古今中外地理、地质类的游记文章为鉴赏对象;针对医学与护理类专业的高职学生,可以选取古今中外医学名家的经典文章进行专业鉴赏。 以本文作者所在院校———江苏建筑职业技术学院为例,我校除基础、思政、体育三个基础部门外,下设九个二级学院,其中主要以建筑类理工学院为主,另有一文科学院与一艺术类学院。

那么对于建筑类专业的二级学院,大学语文的专业文章习读模块,则应添加古今中外建筑名人所写建筑类文章,文体不限。 进行选材教学的目的只有一个,为高职学生能更好地学习专业知识,树立专业自信服务。 试想一个学习古建筑设计的高职学生,在学习了诸如《阿房宫赋》等建筑类文学作品之后,其专业学习兴趣与学习积极性势必会产生明显变化。 基于以上举例,我们确定专业文章习读模块的选材原则为依据各二级学院专业设置特色选取与专业相关的经典文学作品,对高职学生从语文思维的角度认识专业文化价值。 以专业文章习读作为模块一的优势在于以下几点优势一能密切结合高职院校人才培养模式因材施教,促进专业课与基础课的进一步融合,为专业课的学习提供辅助作用。 现阶段各高职院校的人才培养模式不尽相同,而每个高职院校下设的二级学院,其专业设置也大不相同,高职院校的语文教师必须根据这些差异性来设置适合自身院校与院系发展的专业文章。 优势二能极大地拓展学生专业阅读视野,促进其专业课的学习兴趣与积极性,培养其专业认同感。 众所周知,高职院校学生来源日益复杂,尤其是在分类培养,分层教学新的教学模式的影响下,高职院校的生源素质面临前所未有的挑战。 进入高职院校就读的学生,一部分来普高,一部分来自自主单招,

道路设计论文(4篇)

道路设计论文(4篇) 第一篇:城市道路设计的问题及对策 摘要: 针对城市道路设计,结合贵安新区天河潭路实例,在简述城市道路设计基本要求的基础上,提出当前城市道路设计中存有的主要问题及其解决对策,为城市道路的可持续发展提供可靠的理论参考。 关键词: 城市道路设计;设计要求;横断面 0引言

道路是衡量一个城市经济发展水平的重要指标之一,道路质量直 接决定了城市对外发展与经济发展情况。道路对于城市来说,已经变 成拓宽地区经济,吸引外来投资,促动货物运输的关键渠道。而对于 城市的居民来说,道路质量、出行舒适度与安全性存有紧密的联系, 但从社会发展的层面讲,道路质量还会影响到各个地区间的文化与经 济交流,关系到人口与物资的流转。由此可见,城市道路设计至关重要,必须予以充分的注重。不过,因为受到多方面因素的影响,当前 城市道路设计依然存有诸多问题,还需要相关人员付出更多努力,找 出解决这些问题的对策,为城市道路的持续发展奠定良好的基础。 1工程概况 贵安新区天河潭路起点位于石板镇隆昌村接贵安路,道路沿线经 过麦坪乡、元方村、龙五寨、下坝村,终点在中八村与西快速相接, 道路全长13.302km,道路宽度60m,为城市主干路,设计车速60km/h。 2城市道路设计基本要求 2.1顺畅性与安全性安全是众多行业注重的焦点问题,在对城市 道路实行设计时,设计者需要持续提升自身的安全意识,此外还需具 备充足的合理性,只有安全性得到保障,才能够实现根本目标。另外,

城市道路的设计水平能通过车辆的实际速度得到充分的体现,为确保 车辆顺畅行驶,还要对道路的交叉口实施科学的管控,在掌握道路性 质的基础上,采取“立体交叉”等方法实行设计和布置,如图1所示。 2.2环保性在经济发展的带动下,人们生活水平显著提升,机动 车数量跳跃式增长,这也是造成城市环境污染与拥堵的主要因素之一。所以,为降低对环境的不利影响,应从道路设计工作入手,使用降噪 路面、隔声板等设施降低噪音,隔声板构造如图2所示,同时适当增 加道路绿化面积,在满足环保性要求的同时,还能提升道路的景观效益。 2.3经济性社会经济的稳定发展在某种层面上使人们的价值观出 现了变化,城市道路设计的根本目的不但仅保障工程质量,还需在同 等条件下大幅降低工程造价,最终实现社会与经济效益最大化的目标。城市道路设计时,应充分考虑交通量的变化与特点,对道路现状与基 础设施的布置实施综合分析,结合城市的地形选定线路和断面形式, 在提升道路设计速度的基础上,还要保证道路的顺畅性。此外,一些 道路会对交通带来一定集散的作用,所以可适当降低标准,从而进一 步节约工程投资。 3城市道路设计中存有的问题

《现代仪器分析》教学大纲

《现代仪器分析》教学大纲 课程编号: 课程名称:现代分析/ Modern Instrumental Analysis 学时/学分:40 /2.5 先修课程:无机及分析化学、有机化学 适用专业:化学工程与工艺 开课学院(部)、系(教研室):化学工程学院制药工程系 一、课程的性质与任务 仪器分析与光谱解析是制药工程专业的学科基础必修课。 本课程要求学生掌握各种仪器分析方法的基本原理、基本方法和基本操作。熟悉各种典型光谱的解析及色谱法的分离条件的选择。了解各种仪器的工作原理,以及各种仪器分析方法在药学中的应用。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 (一)教学内容 1.电位法及永停滴定法 电化学分析法的基本原理(分类、基本原理);直接电位法、电位滴定法和永停滴定法的测定方法、应用及示例。 2.气相色谱法 气相色谱法的基本原理(基本概念、塔板理论、Van Deemter方程式简介),色谱柱(固定液、载体、气-液色谱填充柱的制备),气-固色谱填充柱、毛细管色谱柱简介,检测器(热导、氢焰)分离条件的选择,定性、定量分析方法,应用与示例等。 3.高效液相色谱法 高效液相色谱法的基本原理(Van Deemter); 方程式在HPLC与GC中表现形式、Giddings方程式简介),各类高效液相色谱法:液-固吸附色谱法、液-液分配色谱法、化学键合相色谱法(反相键合相色谱法、正相键合相色谱法、离子抑制色谱法、离子对色谱法),离子交换色谱法与离子色谱法、空间排斥色谱法,其他色谱法简介(胶束色谱法、手性色谱法、亲合色谱法),高效液相色谱固定相,流动相、仪器装置、定性与定量分析方法及毛细电泳法简介。 4.紫外—可见光度法 紫外—可见光谱的跃迁机理;Lambert-beer定律;精细结构;溶剂效应;wood-word吸收定则及应用。 5.红外光谱法 红外光谱的跃迁机理;判别定则;拉曼光谱;Fourier变换红外光谱;试样的制备和仪器等。 6.核磁共振 核自旋能级跃迁的基本原理;Zeeman能级;Boltzman分布;核的进动与弛豫;化学位移及其影响因素;13C—1H自旋—自旋偶合;偶合常数及其影响因素;NMR光谱的改进;奥氏核效应;二维谱。 7.质谱

中南大学隧道工程课程设计

铁路山岭隧道课程设计指示书 . 隧道教研室. (注:可供公路隧道设计者参考,基本方法一样。) 一、原始资料 (一) 地质及水文地质条件 沙口坳隧道穿越地段岩层为石灰岩,地下水不发育。其地貌为一丘陵区,海拔约为150米。(详细地质资料示于隧道地质纵断面图中)。 (二) 线路条件 本隧道系Ⅰ级干线改造工程,单线电力(或非电力)牵引,远期最高行车速度为160公里/小时,外轨最大超高值为15厘米,线路上部构造为次重型,碎石道床,内轨顶面标高与路基面标高之间的高差为Δ=70厘米,线路坡度及平、纵面见附图,洞门外路堑底宽度约为11米,洞口附近内轨顶面标高: 进口:52.00米出口:50.00米 (三) 施工条件 具有一般常用的施工机具及设备, 交通方便, 原材料供应正常, 工期不受控制。附:(1) 1:500的洞口附近地形平面图二张; (2) 隧道地质纵断面图(附有纵断面总布置图)一张。 二、设计任务及要求 (一) 确定隧道进、出口洞门位置,定出隧道长度; (二) 在1:500的地形平面图上绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线; (三) 确定洞身支护结构类型及相应长度,并绘制Ⅳ类围岩地段复合式衬砌横断面图一张(比例1:50); (四) 布置避车洞位置; (五) 按所给定的地质资料及技术条件选择适当的施工方法,并绘制施工方案横断面

分块图及纵断面工序展开图; (六) 将设计选定的有关数据分别填入隧道纵断面总布置图的相应栏中,并写出设计说明书一份。 三、应完成的设计文件 所有的图纸均应按工程制图要求绘制,应有图框和图标。最后交出设计文件及图纸如下: (一) 标明了洞门位置及边、仰坡开挖线的1:500洞口附近地形平面图两张,图名为“沙口坳隧道进口洞门位置布置图”和“沙口坳隧道出口洞门位置布置图”; (二) 参照标准图绘制的1:50衬砌横断面图一张,图名为“Ⅳ类围岩衬砌结构图”; (三) 隧道纵断面总布置图一张,图名为“沙口坳隧道纵断面布置图”; (四) 设计说明书一份,主要内容有: 1.原始资料 ①地质及水文地质条件; ②线路条件; ③施工条件等。 2.设计任务及要求 3.设计步骤 ①确定洞口位置及绘制边仰坡开挖线的过程 应列出有关参数如b、c、d等值的计算,详细表述清楚各开挖面的开挖过程; ②洞门及洞身支护结构的选择,标明各分段里程、不同加宽的里程; ③大小避车洞的布置; ④施工方案比选: 包括施工方法的横断面分块图及纵断面工序展开图。 四、设计步骤 (一) 隧道洞门位置的确定 洞门位置的确定与洞门结构形式、边仰坡开挖方式、洞口附近地形、地质及水文地质条件有关。通常采用先在1:500的洞口地形平面图上用作图法初步确定洞门位置, 然后在实地加以核对和修正。 为了保证施工及运营的安全, 《隧规》提出了“在一般情况下,隧道宜早进洞,

大学语文结课论文

大学语文作业

一、请你按照顺序写出本学期大学语文课所讲的全部篇目,并列出文体和作者 1. 议论文《季氏将伐颛臾》—《论语》 《寡人之于国也》—《孟子》 现代议论文:鲁迅《灯下漫笔》 2.散文:《郑伯克段于鄢》—《左转》《李将军列传》—《史记》《氓》—《诗经》 《国殇》—屈原《短歌行》—曹操《饮酒》—陶渊明 3.唐诗:《山居秋暝》—王维《白雪歌送武判官归京》—岑参宋词:《定风波》—苏轼《破阵子》—辛弃疾 元曲:元曲的兴起、组成、发展、体裁 元杂剧:组成、特点、内容构成、角色 元曲四大家《天净沙秋思》—马致远 赋:《前赤壁赋》—苏轼 汉/大赋四大家、 明清小说:《红楼梦》—曹雪芹《宝玉挨打》 二、修改病句(指出错误原因并进行修改) 1.我们再也不是任意被列强欺辱的国家 修改:语序错误,改为:我们再也不是被列强任意欺辱的国家。 2.南昌起义纪念馆里陈列着好多种当年周恩来使用过的东西。 修改:累赘,改为:南昌起义纪念馆里陈列着好多当年周恩来使用过的东西。 3.数百位死难者的家属出席了隆重的葬礼。 修改:指代不明,改为:数百位死难者家属出席了隆重的

葬礼。 4.因患病住院,83岁高龄的黄昆和正在美国的姚明没能到场领奖。 修改:因83岁高龄的黄昆患病住院和姚明正在美国,她们没能到场领奖。 5.今天老师又在班会上表扬了自己,但是我觉得还需要继续努力。 修改:今天老师又在班会上表扬了我,但是我觉得自己还需要继续努力。 6.这种新闻报道势必会弄虚作假,危害党的事业,我们要坚决加以反对。 修改:这种弄虚作假的新闻报道势必危害党的事业,我们要坚决加以反对。、 三、你最喜欢四大名著的哪一部?为什么?谈谈你的看法。 我最喜欢的名著是《红楼梦》。因为这是国粹。《红楼梦》是一部具有高度思想性和高度艺术性的伟大作品,作者具有初步的民主主义思想,他对现实社会、宫廷、官场的黑暗,封建贵族阶级及其家族的腐朽,对封建的科举、婚姻、奴婢、等级制度及社会统治思想等都进行了深刻的批判,并且提出了朦胧的带有初步民主主义性质的理想和主张。同时对现代养生和饮食亦有帮助。这本书里面包含对人生有深刻认识,它是一种诗性小说,悲剧也有很强的感染力,是中国文学史上巅峰之作。 《红楼梦》是一部中国末年封建社会形态的百科大全书。小说以讲评领导社会形态中的四大亲族为核心图画,真实、具有活力地描画了十八百年上半叶中国末年封建社会形态的所有生存,是这段历史生存的一面镜子和缩略影像,是中国古老封建社会形态已经无可重新挽回地走向解体的真实写照。把一个个的人物写的活龙活现,有以神话故事中的女娲氏为开头引出着一故事——石块记。有以甄居士为线索着手即终了了整个儿的故事。

隧道通风课程设计

通风计算 1基本资料 1.公路等级:一级公路 2.车道数、交通条件:2车道、单向 =80km/h 3.设计行车速度:u r 4.隧道长度:1340m;隧道纵坡:1.5% 5.平均海拔高度:1240m;隧道气压:101.325-10×1.24=88.925 6.通风断面面积:62.982 m,周长为30.9m 7.洞内平均温度:12℃,285K 2通风方式 根据设计任务书中的交通量预测,近期(2013 年)年平均日交通量为7465辆/每日,远期(2030年)10963辆/每日,隧道为单洞单向交通,设计小时交通量按年平均日交通量的10%计算,故近期设计高峰小时交通量为747辆/h,远期为1096辆/h。 根据设计任务书所给的车辆组成和汽柴比,将其换算成实际交通量,小客车:20%,大客车:27.2%,小货车:7.8%,中货车:20.6%,大货车:20.1%,拖挂车:4.3%,汽柴比:小客车、小货车全为汽油车;中货 0.39:0.61;大客 0.37:0.63;大货、拖挂全为柴油车,结果如表6.1所示 表6.1车辆组成及汽柴比 可按下列方法初步判定是否设置机械通风。 由于本隧道为单向交通隧道,则可用公式(6.1) L*N≤2×105式(1) 式中:L——隧道长度(m);

N ——设计交通量(辆/h )。 其中L 、N 为设计资料给定,取值远期为N=1096辆/h ,L=1340m 由上式,得 1340×1096=1.46×106 >2×105 以上只是隧道是否需要机械通风的经验公式,只能作为初步判定,是否设置风机还应考虑公路等级、隧道断面、长度、纵坡、交通条件及自然条件进行综合分析,由初步设计可知知本设计需要机械通风。 3 需风量计算 CO 设计浓度可按《公路隧道通风照明设计规范》查表按中插值法的再加上50ppm 。设计隧道长度为1340m ,查表知ppm =ppm δ()292。交通阻滞时取 =300ppm δ。烟雾设计应按规范查表,设计车速为80km/h ,k (m 2)=0.0070m -1 。同时,根据规范规定,在确定需风量时,应对计算行车速度以下各工况车速按20km/h 为一档分别进行计算,并考虑交通阻滞时的状态(平均车速为10 km/h ),鹊起较大者为设计需风量。 CO : n m m m-1f =?∑ (N )219×1.0+110×7+85×2.5+88×5+188+138+220+48=2235.5 烟雾:n m m m-1 f =?∑ (N )188×1.5+138×1.0+220×1.5+48×1.5=822 3.1 CO 排放量计算 CO 排放量应按式(6.2)计算 61 1()3.610n CO co a d h iv m m m Q q f f f f L N f ==????????∑ 式(2) 式中:CO Q ——隧道全长CO 排放量(m 3/s ); co q ——CO 基准排放量(m 3/辆·km ),可取为0.01 m 3/辆·km ; a f ——考虑CO 车况系数查表取1.0; d f ——车密度系数,查表取0.75; h f ——考虑CO 的海拔高度系数,海拔高度取1240m 查表取1.52; m f ——考虑CO 的车型系数,查表; iv f ——考虑CO 的纵坡—车速系数,查表取1.0; n ——车型类别数; m N ——相应车型的设计交通量(辆/h )查表。 稀释CO 的需风量应按式(6.3)计算

大学语文课程论文

大 学 大学语文与中学语文异同之我见 最喜欢的一句关于大学的语句是那 句“大学之道,在明明德,在新民,在 止于至善。”给人一种博大浩瀚的感觉,大学语文也给了我这种感觉。 一个老师曾告诉我大学之大不在于 面积有多大,而在于这个学校有都少 大师,有多么博大的胸怀去承载学子 的梦。而我是这个博大精神家园的孩子,我在努力成长,在努力体味大学 之大的真谛。 通过这一个学期以来对语文的学习,让我发现在大学学习语文与中学是非常不同的。在大学,学习语文更多的

是强调能从欣赏语文的角度上出发,语文没有像以往学习时枯燥乏味的练习,她不再要求我们为了考试而循规蹈矩地学习。相反,她是让我们在愉悦的氛围中通过对它的接触和了解逐渐去感受语文的独特文化魅力。在学习当中,我们分别学习了中国的诗歌、散文、戏曲和小说。一方面,对语文的学习使我的国学文化积累有了一定的帮助,另一方面,它通过文化的手法像我们展示了中华上下五千年的璀璨文明。 自然,大学的教育与中学有很大程 度上的不一样,大学的教育更加自由 开放,似汪洋大海激情奔放。而中学

的教学则有些刻板,让人想起来就有 些无趣。 通过这一个学期以来对语文的学习,让我发现在大学学习语文与中学是非常不同的。在大学,学习语文更多的是强调能从欣赏语文的角度上出发,语文没有像以往学习时枯燥乏味的练习,她不再要求我们为了考试而循规蹈矩地学习。相反,她是让我们在愉悦的氛围中通过对它的接触和了解逐渐去感受语文的独特文化魅力。在学习当中,我们分别学习了中国的诗歌、散文、戏曲和小说。一方面,对语文的学习使我的国学文化积累有了一定的帮助,另一方面,它通过文化的手法像我们展示了中华上下五千年的璀璨文明。

(完整版)现代仪器分析试卷

武汉工程大学 2010—2011学年度第二学期期末试卷 考试课程:现代仪器分析考核类型:考试A卷 考试形式:闭卷出卷教师:徐兰英 考试专业:环境工程考试班级:研究生 一、名词解释(5×4) 1、离子色谱 2、参比电极 3、生色团 4、摩尔吸光系 5、酸差 二、选择题(从下列各题备选答案中选出一个正确答案,并将其代号写在答题纸上。多选 或少选均不给分。每小题2分,共30分。) 1、符合吸收定律的溶液稀释时,其最大吸收峰波长位置。 A、向长波移动 B、向短波移动 C、不移动 D、不移动,吸收峰值降低 2、分子的紫外-可见吸收光谱呈带状光谱,其原因是什么?。 A、分子中价电子运动的离域性质; B、分子中价电子能级的相互作用; C、分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁; D、分子电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁。 3、下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是。 A、柱温 B、载气的种类 C、柱压 D、固定液膜厚度 4、用NaOH直接滴定法测定H3BO3含量能准确测定的方法是。 A、电位滴定法 B、酸碱中和法 C、电导滴定法 D、库伦分析法 5、总离子强度调节缓冲剂的最根本的作用是。 A、调节pH值 B、稳定离子强度 C、消除干扰离子 D、稳定选择性系数 6、已知在c(HCl)=1mol/L的HCl溶液中:ΦCr2O72-/Cr3+=1.00V, ΦFe3+/Fe2+=0.68V。若以K2CrO7滴定Fe2+ 时,选择下列指示剂中的哪一种最适合。 A、二苯胺(Φ=0.76V); B、二甲基邻二氮菲—Fe3+(Φ=0.97V); C、次甲基蓝(Φ=0.53V); D、中性红(Φ=0.24V); 7、进行电解分析时,要使电解能持续进行,外加电压应。 A、保持不变 B、大于分解电压 C、小于分解电压 D、等于分解电压 A卷【第页共页】

(整理)隧道工程课程设计轮廓优化断面设计资料

(整理)隧道工程课程设计轮廓优化断面设 计

实例一 2.2 隧道横断面优化设计 2.2.1概述 公路隧道横断面设计,除满足隧道建筑限界的要求外,还应考虑洞内路面、排水、检修道、通风、照明,消防、内装、监控等设施所需要的空间,还要考虑仰拱曲率的影响,并根据施工方法确定出安全、经济、合理的断面形式和尺寸。 10多年来,我国公路隧道建设规模扩大,各地在设计隧道横断面时标准不统一,隧道轮廓有采用单心圆的,有三心圆的,既有尖拱又有坦拱,曲率不一。甚至,同一公路上出现几种内轮廓的断面,这既影响洞内设施的布置,又不利于施工时衬砌模版的制作。而在国外和我国的铁路隧道中,已推动了断面的标准化。 经过多年的工程实践和内力分析,我们认为,应该采用拱部为单心圆,侧墙为大半径圆弧,仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。对于同一隧道,应该采用相同的内轮廓形式。 根据隧道断面应具有适应应力流和变形的合理形状,同时要适应围岩条件、净空要求。本隧道的围岩级别为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级,按规范要求,需要设置仰拱,同时要求设计为两车道,所以采用三心圆断面设计。 2.2.2 影响隧道衬砌结构内轮廓线的因素 这里所指的隧道横断面是隧道衬砌和基底围岩或仰拱所包围部分的大小和形状。公路隧道不仅要提供汽车行使的空间,还要满足舒适行使、交通安全、防灾等服务的空间。因此,隧道的断面不仅要满足要求的道路宽度及建筑限界,还要有设置通风、照明、内装、排水、标志等的设置空间,也要确保维修检查的监视员通道的设置空间。 所考虑的因素有[3]: 1. 须符合前述的隧道建筑限界要求,结构的任何部位都不应侵入限界以内,应考虑通风、照明、安全、监控等内部装修设施所必需的富余量; 2.施工方法,确定断面形式及尺寸有利于隧道的稳定;

学习大学语文的感想

? ? ? 学习大学语文的感想 中华文化是一个浑然大圆,圆心圆心无处不在,圆周无处可寻,而中文乃其半径,中文有多长,半径就有多长,圆就画得多大。但就合时顺势而言,中文不但是源远流长的文化载体,也是与时并进的高速公路,不但厚载了累积的文化,也能扩大应变的功能。 ——余光中一个人的语文程度,照理在中学时代就应该奠定下基础,如果错过这个机会,至少升大学之后应加以不足。所以《大学语文》一科非常重要。 学习了大学语文,我的收获很多,也有很多的感慨。大学语文就是一门带领大家赏析文学经典的课程,在赏析的过程中,我们可以陶冶情趣,提升境界,彻悟生命。 学习了大学语文,首先是为了培养我们对美的感受力,陶冶我们的性情,提高我们的文学艺术修养。而文学艺术在激发人的精神的丰富性、保存和发展人对世界的多样性想象方面,是其他东西不可替代的。在这个消费主义和功利主义喧嚣尘上的时代,人们的生活与心灵越来越粗糙化和粗鄙化,而文学艺术可以润泽我们的灵魂。 在这里,我们可以瞻仰到壮观的人格之美:屈原的独立不迁、陶潜的冲虚高远、李白的豪迈飘逸、杜甫的忧情热肠;还有僵卧孤村犹思报国的陆放翁,栏杆拍遍泪洒衣襟的辛弃疾,拼将热血力挽乾坤的秋瑾……真是言为心声,文如其人哪,滚烫的诗篇正是他们人格的显现。这人格的圣光会照亮我们,使我们摒弃为—己私利而营营苟苟的庸碌生活,在大至人生的进退取与,小到日常的饮食起居中,健全自己的人格,并努力使之臻于完美。 在这里,我们可以看到慷慨悲壮的“建安风骨”、生气盎然的“盛唐气象”,还可以遇到命运坎坷却终身歌唱土地与太阳的艾青,以及乡愁浓郁而坚守中国文化传统的余光中……。坚强乐观是整个中国文学的基调,虽然有些作家个人面临黑暗世事,个人命运多舛,但他们并不悲观颓唐,“入世”则建功立业,“出世”则拥抱自然。不仅是诗文,在戏曲中也常常洋溢着乐观精神,与西方古代悲剧中主人公在命运面前的无力相比,我国戏曲中的善良人民哪怕死去,也会化仙变神,惩治邪恶,伸张正义。读着这样的作品,我们怎会不受感染和熏陶呢?又怎么会不昂扬进取,追求崇高的生命价值呢? 在这里,我们可以还受到优雅品味的陶冶。品味是一种艺术修养,也是一种人生修养。艺术品味高的人用“诗眼”观察生活,用“诗心”体味生活,待人率真,处世朴拙。这在人心被铜臭所浸染、社会被假货充斥之时,不啻是一剂自救的良方。要自救还可以投身到大自然的怀抱中去净化灵魂。许多文学作品能够引导人们欣赏和热爱大自然:例如“海上明月共潮生”的壮阔、“平沙茫茫黄入天”的苍茫,“玉鉴琼田三万顷”的澄澈,“波心荡、冷月无声”的凄清,等等。诗人们会告诉我们:这多姿多彩的大自然是人类赖以生存的家园,只有爱它、

城市道路规划与设计论文

城市道路应当如何规划 城市道路是指通达城市的各地区,供城市内交通运输及行人使用,便于居民生活、工作及文化娱乐活动,并与市外道路连接负担着对外交通的道路。城市道路一般较公路更为宽阔,为适应复杂的交通工具,多划分机动车道、公共汽车优先车道、非机动车道等。道路两侧有高出路面的人行道和房屋建筑,人行道下多埋设公共管线。为美化城市而布置绿化带、雕塑艺术品。为保护城市环境卫生,要少扬尘、少噪声。 中国古代营建都城,对道路布置极为重视。当时都城有纵向、横向和环形道路以及郊区道路并各有不同的宽度。中国唐代都城长安,明、清两代都城北京的道路系统皆为棋盘式,纵横井井有条,主干道宽广,中间以支路连接便利居民交通。由此可见,城市道路规划由古至今都多位人们的关注。 城市道路在我国的发展迅速,改革开放以来,我国加速城市化,城市面积迅速增加,随之而来的便是人口迅速聚集在城市中,对城市交通的压力日益增大,原有的城市道路已经远远不能满足快速增加的人流量与车流量,机动化持续发展给城市道路施加了前所未有的巨大压力,对交通规划和交通管理的负责人发起了巨大的挑战。如果一个城市的道路交通规划失误,由于道路一旦规划好想要修改是几乎不可能的,所以会带来众多的难以解决的问题。但是对于城市的规划这是一个很难避免的问题。“拥堵-建造-车辆增加-再次拥堵”这个难题已经困扰了很多城市,并且这种不好的现象正在逐步波及到中小型城市特别是为数众多的县城,因为县城的城市道路基础设施薄弱,交通供需矛盾正日渐突出。近些年来尽管加强了道路规划方面的投资但收效甚微。 城市道路规划包含很多方面,其中最为重要的几项便是城市道路横断面设计,城市道路平面和纵断面线性设计,城市道路交叉口设计,城市道路路面设计,城市道路排水,城市道路公共设施,城市环形道路等方面的规划。 (1)城市道路横截面设计 道路横截面是指垂直于道路中心线方向的断面。公路与城市道路横断面的组成有所不同。公路横断面的主要组成有:车行道(路面)、路肩、边沟、边坡、绿化带、分隔带、挡土墙等;城市道路横断面的组成有:车行道(路面)、人行道、路缘石、绿化带、分隔带等。

路基路面工程授课教案

《路基路面工程》课程授课教案 课程编号:B03058 课程名称:路基路面工程/ 课程总学时/学分:64/4 (其中理论64学时,实验0学时,课程设计2周) 适用专业:土木工程(道路与桥梁工程方向) 一、课程地位 《路基路面工程》是土木工程专业路桥方向的一门必修的专业课。课程的主要特点是理论与实践并重,工程性较强,既要认真学习基本理论知识,又要注重工程实践。课程的目的是通过学习,使学生掌握路基路面工程的基本理论和基本知识,具有路基路面设计的基本能力。课程的任务,在于通过教学,培养学生灵活运用路基路面工程基本理论和基本知识,分析和解决路基路面工程实际问题的能力。 二、教材及主要参考资料 [1] 程培风等,路基路面工程,北京,科学出版社,2005年 [2] 万德臣,路基路面工程,北京,高等教育出版社,2005年 [3] 邓学均,路基路面工程,北京,人民交通出版社,2003年 [4] D30-2004,公路路基设计规范,北京,人民交通出版社,2004年 [5] 014-1997,公路沥青路面设计规范,北京,人民交通出版社,1997年 [6] D40-2002,公路水泥砼路面设计规范,北京,人民交通出版社,2002年 三、课时分配

四、考核方式与成绩核定办法 1. 考核方式:笔试 2. 成绩核定办法:期终考试占60﹪;平时成绩占20﹪;课程设计占20﹪; 五、授课方案 第一章绪论 1. 教学内容: (1)道路工程发展概况 介绍我国在公路自然区划、土的工程分类、路基强度与稳定性、高路堤修筑技术与支挡结构、软土地基稳定技术、岩石路基爆破技术、沥青路面结构、水泥混凝土 路面结构、柔性路面设计结构与方法、刚性路面设计结构与方法、半刚性路面结构、路面使用性能与表面特性及路面养护管理等方面取得的成绩。 (2)路基路面工程的特点 介绍路基路面工程的承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性能等特点。 (3)影响路基路面稳定的因素

隧道工程课程设计

隧道工程课程设计说明书The structural design of the Tunnel 作者姓名:黄浩刘彦强 专业、班级:道桥1002班道桥1003班 学号: 311007020711 311007020815 指导教师:陈峰宾 设计时间: 2014/1/9 河南理工大学 Henan Polytechnic University

目录 目录 (2) 隧道工程课程设计 0 一.课程设计题目 0 二.隧道的建筑限界 0 三.隧道的衬砌断面 0 四.荷载确定 (1) 4.1围岩压力计算 (1) 4.2围岩水平压力 (2) 4.3浅埋隧道荷载计算 (2) (1)作用在支护结构上的垂直压力 (2) 五.结构设计计算 (3) 5.1计算基本假定 (3) 5.2内力计算结果 (4) 5.3 V级围岩配筋计算 (5) 5.4偏心受压对称配筋 (6) 5.5受弯构件配筋 (7) 5.6箍筋配筋计算 (7) 5.7强度验算 (7) 5.8最小配筋率验算: (9) 取 50 s a mm = ,有 ()() 942 0.02092% 100050050 s s A b h a ρ===> ?-?- 满足规范要求. (9) 六.辅助施工措施设计 (9) 6.1双侧壁导坑施工方法 (9) 6.2开挖方法 (9) 6.3施工工序 (10)

隧道工程课程设计 一.课程设计题目 某单车道时速350Km/h高速铁路隧道Ⅴ级围岩段结构及施工方法设计 二.隧道的建筑限界 根据《铁路隧道设计规范》有关条文规定,隧道的建筑限界高度H取6.55m,宽度取8.5m,如图所示。 三.隧道的衬砌断面 拟定隧道的衬砌,衬砌材料为C25混凝土,弹性模量Ec=2.95*107kPa,重度γh=23kN/m3,衬砌厚度取50cm,如图所示。

大学语文结课论文的范文

大学语文结课论文的范文 (一)注重启发教学 现当代文学的思想与当今的大学生的思想已经渐行渐远,现当代文学教学的改革迫在眉睫,学者及相关教育者们对现当代文学也进 行了诸多改变。比如对现当代文学课程名称进行更改、增加现当代 文学相关的实践教学活动等。无论教学怎样改革,教育工作者都不 能忘记文学教育的首要任务是对学生的文学鉴赏能力进行加强,培 养学生人文关怀精神提升思想境界。虽然现今教学环境恶劣,但是 现当代文学教学的根本任务并没有改变。现当代文学不是技能,是 文化思想和精神力量,文学教育应该与时代情况相结合,但不应过 多从技能处寻找突破口,教师应使现当代文学与学生的现实生活或 当今时代思想文化紧密相连,而不是沿着作家介绍,主题思想和艺 术特色的传统教学套路讲授枯燥乏味的课程。对现当代文学进行作 品分析时,教师在指导学生将文学作品的精神世界中结合现今时代 思想的同时,还应该加强学生对文学作品的理解,进而引起学生对 于历史的追问,发散学生思维,借文学作品和相关文学历史来引导 学生对当下这个时代进行思考。教学过程中注重文学和时代精神结合,教师应带动学生从文学作品中展开对生命的思考,加强与当今 践踏生命、无视生命价值的现象联系起来,让学生对生命产生敬畏,学会对自己和他人生命的珍惜[3]。在有限的课堂时间内,教师不要 用过多时间讲解作家个人的人生经历,不要在作品的艺术风格上花 费太多的时间,这容易让学生产生反感。而应该将文学作品与时代 精神结合,加强文学与历史的契合,使学生在作品中寻找自己的人生,激起大学生对于现当代文学学习的乐趣,在现当代文学中充实 自己的精神世界,提升情趣,最终实现文学教育对学生人格的培养。 (二)高等师范院校教育应与中学语文教育接轨 三、结论

【照明设计论文】城市道路照明设计与节能

【照明设汁论文】城市道路照明设计与节能 摘要:在城市的建设与发展中,城市照明发挥着重要的作用,需要相关人员加大重视力度。对此,本文将分析当前城市逍路照明设计与节能的现状,结合案例探究具体的设计方案。并在这一基础上,对光源选择、灯具性能、维护工作等方而,进行简单的探究。以期为相关人员提供参考,优化城市道路照明设计方案,减少能源消耗,达到节能的目的。 关键词:城市道路:照明设讣:LED灯 0引言 就城市道路照明系统来说,其不仅是夜间行人、行车的基本安全保障,更是城市化建设的基础设施。随着时代的发展,人们对于城市道路照明的设计,提岀了全新的要求,并倡导将节能理念融入到具体的设计之中,科学地节约能源,提高环境质量。 1城市道路照明设讣现状分析 在当前的城市道路照明设计中,常常会因为多种因素,进而影响设汁的合理性,节能的有效性。经调査发现,在设计城市道路照明系统的过程中,很多人员髙度重视造型问题,追求大规模、超豪华,忽视最终的照明效果、照明功能。除此之外,在城市道路照明的设计中,由于工程量较大.设计人员具有较髙的压力,所以常常为了能够缩短工作周期,在设计过程中脱离城市道路的实际情况。这样的问题,不仅会耗费大捲的资金,还可能达不到城市照明的初衷,造成能源的浪费。此外,部分设计人员也会忽视灯具的配光问题,进而影响路而照度分布的均匀性。一旦在城市道路照明设计中出现这样的现象,就会影响路面获得的灯光效果,呈现出〃忽明忽暗〃的状态,给交通安全埋下隐患。 2城市道路照明设讣方案 2.1安装设计 在笔者的日常工作中,会参与城市道路照明设计与节能的相关工作,因此以具体的案例为

基础,对城市道路照明灯的安装、布局等,进行相关的分析、探究,以提高研究工作的专业性。就笔者所设计的城市道路照明方案来说,其主要的内容为:城市道路为双向四车道, 同时在道路两侧,分别设有宽度为4m的人行道,而四车逍的总宽度为14m,选择的灯具杆高度等于10m,预il?各个灯具杆之间的距离为30mo在选择城市道路照明灯具的过程中,使用截光型的设备,而英两侧为对称的设讣,在人行道的一侧,可以使用70W的灯具,而在机动车道的一侧,则可以安装150W的灯具。同时,在设计的过程中,还需要对灯具(光源)、地面之间的距离等,进行合理的设计。具体来说,70W的灯具与灯具杆之间的距离为 1.5m,距离地面的距离为7m, 150W 的灯具与地而的距离则为10m.另外,在该逍路的照明设计中,英灯具杆之间距离为10m.通过这样的设汁,能够保证城市道路照明的合理性,为夜间的行人、行车,提供一个安全、舒适的环境⑴。 2.2亮度均匀度 亮度均匀度,就是指在某一个特定的照明范用之内,路灯投射到地面上,其所产生的均匀效果。在本文的道路设计中,四车道的总宽度为14m,总长度等于300m,选择的灯具杆高度等于10m.所以,在宽度为14m.长度为10m的范围内,LED照明灯具的光线,投射到地面上的亮度(或者照度),最小亮度值(或最小照度值)和平均亮度值(或平均照度值)的比值,即为亮度均匀度。例如:工作人员可以使用仪器,在140m2的范用内,测试100 个点,发现最小亮度是10,而其平均亮度是20,那么均匀度的值只有0.5。而这一数据,实际上就是衡量灯具配光的一个重要参数,其均匀度的数值越小,说明灯具的光越集中,没有扩散开;反之,均匀度的数值越大,说明灯具的光越分散,即照明效果越好。 3城市道路照明设计与节能 3.1光源的选择 在城市道路照明设讣与节能中,要想切实实现节能降耗的目的,设计人员应该对光源进行合理的选择,保证光源的科学性,为后续的设计工作奠左基础。实际上,城市道路照明的灯具具有较强的多样性、丰富性,而每一种灯具中,其所对应的光源亮度,都存在明显的差异,所以应该结合城市道路照明的实际需求,对光源进行有针对性的选择。就目前的现状来看,基本上在城市道路照明的肖能设讣中,都会采用LED光源,主要是因为其光源形式非常突出,可以获得良好的照明效果,同时还符合绿色、节能、髙效的相关要求。具体来说,使用LED灯具作为光源,在相同的照明条件下,能够节约电能80%左右,在降低城市道路照明成本的同时,还能够获取更多的环境效益,实现节能的根本目的[2]。例如:将150W的LED 灯与250W的高压钠灯进

现代仪器分析课程报告

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术的基本原理及其在地学研究中的应用 一、ICP-MS技术概况 电感耦合等离子体质谱技术从1980年发展至今已有二十多年。此间,ICP-MS技术发展相当迅速,不仅从最初在地质科学研究中的应用迅速发展到广泛应用于环境、冶金、石油、生物、医学、半导体、核材料分析等领域,成为公认的最强有力的元素分析技术,而且随着近年来人们对ICP-MS技术内在缺陷的研究革新,等离子体质谱的分析性能,尤其是同位素分析能力有了显著提高。 我国的ICP-MS研究工作进展也很快,这些仪器在地质、环境、冶金、半导体工业分析等方面发挥了重要作用,在应用研究方面也取得了一批重要成果。近年来ICP-MS的最大研究进展是围绕着解决四极杆ICP-MS的多原子离子干扰新途径的研究(如动态碰撞/反应池技术)以及提高同位素比值分析精密度的新途径(如多接收器磁扇形等离子体质谱仪和飞行时间等离子体质谱仪),随着基础研究和仪器的进步,该技术在元素分析、同位素比值分析等方面都显示出巨大的优势。 二、ICP-MS的基本原理 众所周知电电感耦合等离子体质谱仪(ICP- MS)灵敏度极高,溶液固液比大,样品处理过程中任何一个极小的误差在测量时都会被成倍放大,因此无论采取哪种方法,样品处理过程都应十分仔细谨慎,

实验要尽量采用高纯试剂,工作过程要经常检查试剂纯度,注意容器及工作环境的污染,否则测试结果仍然不能保证。只有在彻底掌握仪器工作原理的基础上,有效的选择合适的样品分解方法,采取正确的干扰消除或校正方法,才能得到高质量的检测数据。在这种情况下了解仪器的工作原理就显的尤为重要,下面对电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术的基本工作原理作简要介绍: 质谱法是通过将样品转化为运动的气态离子并按质荷比(M/Z)大小进行分离并记录其信息的分析方法。所得结果以图谱表达,即所谓的质谱图(亦称质谱,Mass Spectrum)。根据质谱图提供的信息可以进行多种有机物及无机物的定性和定量分析、复杂化合物的结构分析、样品中各种同位素比的测定及固体表面的结构和组成分析等。它是利用电磁学原理使离子按照质荷比进行分离,而后分别被检测来实现痕量元素的测定或同位素分析,把1CP作为电离源与质谱仪结合起来的等离子体质谱法(ICP-MS)工作原理及仪器布局可见图1。

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