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关键词： 相邻隧道   爆破开挖   饱和凝灰岩   振动响应  

摘要： 两条隧道并行爆破开挖过程中,由于隧道间距较小,新建隧道施工对相邻隧道衬砌将产生不同程度的振动损伤。研究以某沿海饱和凝灰岩体的爆破开挖隧道为研究对象,探究在建隧道爆破开挖对相邻既有隧道的振动影响规律,在隧道爆破开挖过程中对临近隧道振动响应开展了实时监测,同时对爆破振动响应进行了数值模拟。研究表明,在饱和凝灰岩介质中,临近隧道在迎爆侧拱腰处对周边孔的动力响应最大,振动频率集中在0~50 Hz;周边孔单孔装药长度与隧道间距应控制在应控制在1∶20以下。

关键词： 实验室   通风柜   面风速均匀性   污染物泄漏量   节能  

摘要： 为了解决现有通风柜低风量工作条件下出现涡流和气体泄漏的问题,采用数值模拟方法对通风柜内污染物泄露情况进行仿真分析。在泄漏风险较高的区域增设补风系统,设计了一款新型补风型节能通风柜。在风量为500m^(3)/h的基础上,探究了不同补风量下新型通风柜的安全性能。结果显示,当补风量小于54m^(3)/h时,可以有效改善面风速的均匀性,满足国家标准要求;当补风量达到54m^(3)/h时,污染物泄漏量可以控制在远低于0.01ppm的水平,满足欧盟安全标准。综上,补风量为54m^(3)/h,新型补风型节能通风柜的性能最佳,与传统通风柜相比,排风量降低了60.43%,极大地节省了实验室的通风空调能耗。

关键词： 地下厂房   围岩变形   支护受力   安全分析   数值模拟   块体稳定   运行期监测  

摘要： 大型地下厂房洞室群在建成投运后,面临数十年甚至上百年的服役期,围岩–支护安全是确保其长期稳定运行的关键环节。本文首先分析了运行期地下厂房围岩支护结构安全分析的总体思路,认为应从围岩变形和支护结构的总体量值规律和异常数据两方面入手开展工作。对于异常数据,应进一步开展数值仿真和局部围岩稳定分析,实现洞室群在运行期的安全评价。最后,以某水电站右岸地下厂房洞室群为研究对象,基于运行期围岩变形及支护结构受力监测数据,结合数值模拟方法,系统分析了围岩长期稳定性及支护结构的安全状态。研究结果表明:主厂房围岩变形主要集中于施工期,运行期变形量值总体较小,蓄水运行后,围岩增量变形有限,表明拱坝蓄水对围岩影响有限。针对局部锚索测力计持续增长现象,通过地质条件分析与块体稳定性复核,确认块体安全系数满足安全要求。研究为运行期地下厂房围岩–支护体系的安全评价提供了数据支撑与理论依据,弥补了既有研究对运行期长期稳定性分析的不足。

关键词： 蓄热水箱   数值模拟   温度分层   蓄热式电供暖  

摘要： 蓄热水箱是电蓄热式供暖系统中最关键的设备,水箱的结构对蓄热效率影响很大。为了提高蓄热水箱的储热能力,在蓄热水箱内的高度(H)和长度(L)方向上装设隔板,对出口水温的影响进行分析,用Fluent仿真软件对相同体积的4种不同长方体蓄热水箱进行仿真计算,分析蓄热水箱内的温度分层及出口温度随时间变化的规律。通过仿真软件计算长方体蓄热水箱出口温度可知:高长比(H/L)小于1时,在长度方向上增加隔板后可使蓄热水箱的储热效果最优。

关键词： 深埋引水隧洞   破碎带   围岩变形   数值模拟   稳定性分析  

摘要： 为探究破碎带对深埋引水隧洞围岩变形及稳定性影响,文章通过3DEC离散元软件建立含破碎带的深埋隧道模型,对围岩拱顶、拱腰及拱底处位移变化进行分析。研究结果表明:拱顶沉降位移、拱腰水平位移与拱底隆起位移随开挖深度增大分别呈U形、几字形与反U形分布;拱腰处围岩水平位移在靠近洞口处变化最大,断裂带影响范围最大可延伸至断裂带区的1.75倍;当断裂带宽度由10m增加到30m时,拱顶、拱腰、拱底围岩最大变形值分别增加了20.47%、34.3%、20.47%,拱腰处围岩稳定性劣化明显,因此在含较宽破碎带的隧道施工过程中应着重注意围岩拱腰处的变形大小及稳定性,并加强在施工过程中的强支护及监测预警。

关键词： 重载铁路   适应性   扩能改造   钢桁梁桥   数值模拟  

摘要： 随着中国既有铁路扩能改造的进一步推进,不断提高的列车轴重和增加的列车编组使得铁路桥梁承受的荷载效应增加、持续时间延长,许多钢桁梁桥的安全与疲劳问题日益突出。为系统评价既有铁路下承式简支钢桁梁桥在重载扩能条件下的适应性,以某重载铁路64 m下承式简支栓焊钢桁梁桥为研究对象,基于FEA NX软件建立了包含杆系单元与实体单元的多尺度三维模型,通过桥梁现场试验验证了模型的准确性,深入分析钢桁梁桥的静力和动力性能以及剩余疲劳寿命。结果表明,静荷载作用下,结构的竖向刚度满足要求,依据现行规范,主桁跨中横向位移略大于限值,杆件的强度和稳定性具有足够的安全储备;动荷载作用下,不同轴重列车以实际速度(≤80 km/h)运行时,主桁跨中横向振幅、横向加速度、竖向加速度均有较高的安全储备,其中300 kN轴重列车作用时,端横梁跨中挠度略超出相关规范限值;随着270 kN和300 kN轴重列车占比增加,钢桁梁桥的剩余疲劳寿命下降幅度超过60%。上述结论可为同类型的钢桁梁桥加固提供理论依据。

关键词： 卧式搅拌釜   数值模拟   固-液混合   混合效果  

摘要： 作为有望替代硫酸加压浸出红土镍矿的新工艺,常压连续浸出解决了硫酸加压浸出能耗高、工艺操作复杂、存在安全隐患等问题.由于新工艺不适用于现有的立式反应釜,因此需要设计一种新型卧式反应釜来适应新工艺的工艺条件、设备设计和操作要求.采用计算流体动力学(CFD)结合实验研究的方法,对卧式反应釜内的固-液混合过程进行数值模拟.通过显著性分析和单因素方差分析,研究了不同搅拌参数对混合效果的影响.研究发现,挡板宽度对固-液混合效果影响最显著,而转速的影响最不显著.同时,通过模拟不同工况下的搅拌过程,确定了最佳的混合条件,包括使用45°的搅拌桨组合、桨底距C_(1)为0.57 d、隔板高度为55 mm、挡板宽度为10 mm、长径比为1.0,以及桨间距C_(2)为55 mm.本研究通过CFD模拟和实验验证,为新型卧式反应釜的设计提供了科学依据.确定的最佳搅拌条件有助于实现更高效、更均匀的固-液混合,从而提高红土镍矿浸出过程的效率和安全性.研究结果为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值.

关键词： 高铁隧道   数值模拟   机场道面沉降   地层变形   施工参数  

摘要： 高铁下穿机场隧道施工时,机场区域对道面沉降变形控制要求高,某监测区域实测道面沉降过大,因此需调整施工参数以满足变形要求。本工作依托渝昆高铁下穿某机场隧道工程,采用Hoek-Brown模型以反映围岩的非线性特征,建立了机场滑行道道面结构-地层-隧道相互作用的三维数值分析模型,开展了下穿机场高铁隧道施工过程的三维数值模拟分析,并结合现场监测数据验证了数值模型的有效性。在此基础上,研究了大断面高铁隧道施工引起的道面、地层及洞内变形特征,确定了基于洞内外变形控制的施工优化参数。结合变形控制及悬臂掘进机法施工作业要求得到最优台阶长度为50 m,初期支护施作距开挖掌子面的距离不宜超过2.0 m,锁脚锚管支护长度为3.0 m,打设角度为30°,该最优参数下的机场滑行道道面沉降满足要求。本工作的结果可为今后类似下穿机场隧道开挖方案的沉降控制及预测提供借鉴和参考。

关键词： 氢气干燥器   压力容器   数值模拟   模态分析  

摘要： 以氢气干燥器为对象,研究地震所引起振动时各因素对其疲劳寿命的影响,采用ANSYS Workbench中Modal分析模块,对干燥器进行模态分析。通过改变保温层厚度、温度及内压等参数,分析比较了前10阶的固有频率和振型。研究表明:保温层厚度对固有频率的影响较小,温度对高阶固有频率的影响大于对低阶固有频率的影响,内压对结构固有频率的影响可以忽略不计。综上,认为振动对干燥器疲劳损伤的影响可以不作考虑。为了进一步保证结构设计可靠性,通过对氢气干燥器进行极限载荷分析,求得设备所能承受的最大极限载荷为5.71 MPa,大于本课题采用的设计压力3.3 MPa。

关键词： 系杆拱桥   吊杆更换   施工控制   索力优化   桥面变形   数值模拟   桥面支撑法   位移控制  

摘要： 为保障系杆拱桥吊杆更换时的索力和桥面变形满足施工要求,本文考虑了被更换吊杆及周边吊杆的协同受力影响,建立了关于新旧吊杆、临时吊杆、相邻及次相邻吊杆的索力协同控制计算模型,依托某钢管混凝土系杆拱桥吊杆更换工程,开展了吊杆更换时的索力协同控制分析,对比了索力单独控制的分析结果,并将索力协同控制方法运用在实际施工当中。结果表明:索力单独控制时,控制点的最大相对位移为15 mm,造成了混凝土桥面开裂,降低了施工质量;索力协同控制时,控制点的最大相对位移为5 mm,整个更换过程共需提升桥面6次且桥面不会开裂,施工质量更高;吊杆更换后除该桥端部短吊杆外其余吊杆索力与设计索力偏差均在±10%以内,大桥长期服役性能得到了巩固。