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关键词： 水平封底止水帷幕   基坑降水   高渗透性含水层   数值模拟  

摘要： 为了进一步研究水平封底止水帷幕隔水性对基坑周围环境的影响规律。首先,开展高渗透性含水层抽水试验,揭示了高渗透性含水层中垂向止水帷幕内外渗流特征,阐明了地面沉降发生机理;然后,基于地下水渗流理论和有效应力原理,建立了地下水渗流—地面沉降三维耦合数值模型;最后分别模拟预测地下连续墙加深4 m、8 m、12 m和水平封底止水帷幕渗透性减少至原地层渗透性的2%、5%、10%、15%、20%时基坑降水引起的坑外水位降深和地面沉降,进而揭示水平封底式降水对基坑周围环境影响规律。结果表明:水平封底式降水能有效控制基坑降水对周围环境影响,引起的坑外地面沉降减小68.48%~76.37%;当水平封底止水帷幕渗透性减少至原地层渗透性的10%以下时,基坑外地面沉降控制效应显著;大幅度加深地下连续墙对地面沉降同样具有很好的控制作用,但需进一步从地下连续墙施工难度及工程造价方面分析可行性。

关键词： 综放工作面   煤层特性   支护参数   数值模拟   顶煤变形  

摘要： 为了研究综放工作面采动过程顶煤区域的变形与支护问题,以东峡煤矿项目综放工作面为工程背景,根据该项目综放工作面具体煤层特性,分析综放工作面支架的架型、支护强度等参数,同时结合现场监测资料,验证液压支架的额定工作阻力是否满足工作面现场要求。采用离散元软件模拟分析方法对东峡煤矿项目综放工作面采动过程顶煤变形和支护进行了数值模拟研究,对其应用效果进行验证。随着工作面继续向前推进,上覆基本顶发生周期性垮落,平均周期来压步距在20 m左右。此外,液压支护对于综放工作面的支护效果并未随着推进长度的增加而发生较大变化。根据现场监测数据和计算结果可知,选用的液压支架能满足项目综放工作面支护要求。

关键词： 净化功能涂层   街道峡谷   氮氧化物浓度   污染暴露风险   数值模拟  

摘要： 为探究街道峡谷内铺设TiO_(2)净化功能涂层对峡谷区域内NO_(x)浓度分布及人群暴露风险的影响,构建了3种典型高宽比(AR=0.5、1、2)的街道峡谷数值模型,基于计算流体力学(CFD)方法开展了不同AR比街道峡谷内净化涂层对NO_(x)浓度影响的仿真研究,同时对不同辐射强度、相对湿度条件下和涂层布置方案下净化涂层的效果变化进行了探究,且引入NO_(2)人均吸入分数指标(F_(a))量化不同净化涂层布置方案对人群NO_(2)暴露风险的影响。结果表明,在街道峡谷内铺设TiO_(2)净化涂层能一定程度上降低谷内NO_(x)浓度,且在AR=2这类内部通风条件差的深街谷中NO_(x)浓度削减更为明显。同时发现街谷内NO_(x)削减率随太阳紫外波段辐射强度(E)线性增加,而随着RH增加呈现U形下降趋势。此外在不同街谷壁面涂层布置方案中,将涂层布置于背风面时F_(a)平均削减率为23.85%且单位涂层面积F_(a)削减率最高,若采取全壁面布置方案F_(a)平均削减率可达38.69%。

关键词： 空泡水洞   数值模拟   多层多道焊   焊接变形   残余应力  

摘要： [目的]为预判该试验设施在建造过程中的焊接变形及残余应力分布,对某空泡水洞分段结构进行了三维有限元数值仿真研究。[方法]采用分段移动热源、“生死单元法”、壳-体单元混合建模等技术,显著降低空泡水洞焊接仿真的计算量,提高非线性分析的收敛性,最终获得筒体结构的焊接变形及残余应力分布规律。[结果]结果表明,空泡水洞的筒体焊接变形主要表现为垂直焊缝方向的收缩变形和筒体截面的径向变形。[结论]通过对焊接温度场及应力场的分析,揭示了筒体焊接变形产生的机理,对空泡水洞实际建造工艺具有重要的指导意义。

关键词： 土壤湿度   Nudging方案   气候模拟   数值模拟   融雪  

摘要： 青藏高原土壤湿度的模拟受春季融雪过程的影响,具有较大的不确定性,因此会对夏季气候的模拟产生重要的影响。为探讨春季融雪过程引起的土壤湿度偏差对夏季气候的模拟影响,本文在WRF(WeatherResearch andForecastingmodel)模式中的Pleim-Xiu间接同化土壤湿度方案中引入了考虑融雪过程的松弛项,开展了跨季节气候模拟,分析了春季融雪过程对青藏高原土壤湿度及地表非绝热加热模拟的影响,探讨了春季融雪引起的土壤湿度异常对夏季中国气候的影响。结果表明,在陆面模式的同化系统中考虑融雪过程使模拟的土壤湿度更接近观测,但存在空间差异;改进的同化方案降低了高原土壤湿度的误差,尤其对高原南部土壤偏湿的模拟偏差改进较为明显。土壤湿度偏差的减小提高了高原地表潜热的模拟效果,但对地表感热的模拟改进较小。同化系统中考虑融雪过程可提高我国北方夏季降水的模拟能力,并降低我国东部气温偏高的模拟误差。

关键词： 环境影响评价   地下水   数值模拟   GMS软件  

摘要： 地下水环境影响预测是地下水环境影响评价的重要环节。针对安徽省金誉材料股份有限公司轧制厂区及其废弃硅藻土堆放区存在污染物渗漏的风险,本文利用数值模拟法和GMS软件建立数值模型。模拟结果表明,若不采取防渗措施,污染物在第10年末进入承压含水层,水平方向最大扩散距离为44 m,垂直方向最大扩散距离为12 m,中心点浓度为35 mg/kg,污染范围和距离受多种参数影响。本次结果为研究区地下水环境影响评价及建立地下水监测体系和防渗处理措施提供了重要参考。

关键词： 掘进巷道   围岩变形   数值模拟   控制措施  

摘要： 研究围绕掘进巷道围岩变形监测与数值模拟展开,旨在提升掘进过程中的安全性和效率。首先,分析了围岩变形的相关控制理论,介绍了围岩变形监测技术;其次,基于数值模拟理论,运用FEM(Finite Element Method,有限元法)和DEM(Discrete Element Method,离散元法)建立了掘进巷道数值模拟模型,并设定了模拟条件与参数,分析了模拟结果与监测数据的对比;最后,探讨了围岩体变形的控制措施及支护参数优化策略,提出了围岩变形的预测与预警方法。

关键词： 桩基础   GFRP筋微型抗拔桩   承载性能   极限荷载试验   内力   数值模拟  

摘要： 为研究玻璃纤维增强聚合物筋微型抗拔桩(glass fiber reinforced polymer-micro uplift pile,简称GFRP-MUP)的承载性能与荷载传递机制,对GFRP-MUP与钢筋微型抗拔桩(steel bar-micro uplift pile,简称SB-MUP)进行现场极限载荷试验。并以现场试验为基础,结合数值模拟揭示锚固体损伤演化特征。研究表明:(1)GFRP-MUP平均破坏荷载可达941.7 kN,约为相同规格SB-MUP承载力的1.73倍,从抗拔承载力考虑完全满足工程抗浮要求。(2)极限荷载作用下,GFRP-MUP锚固体被拔出,平均位移达26.1 mm,锚固体-岩体界面是锚固体系的薄弱部位。(3)2种材质微型抗拔桩锚筋剪应力均呈先增大后减小的趋势,其中GFRP筋-锚固体界面剪应力最高可达4.30 MPa,GFRP筋可以作为抗浮结构中钢筋的良好替代品。(4)极限荷载作用下GFRP-MUP锚固体损伤主要集中于孔口以下2.7 m范围内,与SB-MUP相比,宜采用锚固长度更短、锚固体直径更大的微型抗拔桩控制抗浮结构整体位移。

关键词： 上覆煤岩层   数值模拟   位移演化特征   位移分布  

摘要： 通过建立包含四层煤的二维几何模型,模拟三层保护层的逐次开采对被保护层的影响,重点探讨了不同采动次数和推进距离对上覆煤层沉降及围岩稳定性的影响。研究结果表明,多次采动对上覆岩层的扰动效应逐次累积,导致沉降幅度显著增加,尤其在三次采动后,沉降和位移变化最为剧烈,影响范围扩大至整个采空区及其周边。研究结果为进一步提高煤矿瓦斯治理的安全性和经济性提供了科学指导,并为复杂地质条件下的煤层群开采提供了可靠的理论基础。

关键词： 砂岩   单轴压缩   冻融循环   能量演化   PFC   损伤演化  

摘要： 为了研究高寒高海拔地区岩土工程在长期冻融循环作用下的稳定性,对经过冻融循环作用的砂岩进行了单轴压缩试验,并基于能量耗散理论和PFC离散元软件揭示砂岩冻融损伤演化特征及裂纹扩展规律。结果表明:冻融循环次数越多,砂岩峰值强度和弹性模量越低,能量呈下降趋势,同时弹性能占比降低而消散能占比升高;通过建立能量与强度的关系模型研究冻融循环条件下强度损伤与能量变化之间的关系,证明通过能量演化规律揭示冻融强度劣化是可行的;PFC模拟发现,不同冻融循环次数条件下,砂岩在变形和破坏形态方面存在差异,其中冻融0次、20次和40次的砂岩被劈裂成“楔形体”,而冻融60次砂岩破碎更严重,此外冻融0次和20次砂岩最大变形发生在下端左右两侧,而冻融40次和60次的砂岩最大变形发生在左端下侧和右端上侧。研究成果可为探索寒区工程中岩体的力学行为和失稳破坏机制提供理论支持。