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关键词： 隧道边仰坡   滑塌   边坡治理   数值模拟  

摘要： 随着我国基础设施建设的大力发展,受地形限制,大型悬索桥的隧道锚及隧道边仰坡开挖工程等多因素影响条件下的边坡问题将越来越多,进行此类边坡的稳定性分析对工程的建设具有重要的指导意义。本文基于此,在建立某大型悬索桥小里程岸边仰坡三维数值模型的基础上,采用FLAC3D有限差分程序小里程岸边仰坡的治理方案进行稳定性分析,评价小里程岸边仰坡不同方案条件下的稳定性,通过对比分析不同方案条件下的应力、变形及塑性区发展等,弄清了小里程岸边仰坡在不同方案条件下的稳定性变化趋势,论证了小里程岸边仰坡滑塌治理方案的合理性,可为同类型工程建设提供借鉴及参考。

关键词： 建筑外墙   高强钢结构厚板   窄间隙焊接   残余应力   数值模拟  

摘要： 焊接过程中,在冷、热循环的影响下钢结构会产生残余应力,这将影响其腐蚀、开裂、疲劳强度等力学性能,对结构的强度造成危害。因此,利用数值模拟研究建筑外墙用高强钢结构在厚板窄间隙焊接时产生的残余应力。将高强钢结构厚板的基本参数和窄间隙焊接参数输入Abaqus有限元软件,建立高强钢结构厚板试件的有限元模型,计算焊接热辐射与热对流的影响,分析材料宽厚比及焊缝宽度对残余应力的影响。结果表明:焊缝区的应力分布有别于母材区,较大宽厚比可以降低焊缝区的残余应力,试件在8 mm焊缝宽度下的残余应力分布更均匀。

关键词： 隧道衬砌   纤维混凝土   抗裂性能   数值分析  

摘要： 针对纤维混凝土材料和结构建立一系列力学分析和数值仿真模型,进而研究不同空间尺度下诸多重要参数对材料性能和结构行为的影响。首先基于力学分析提出单纤维拉拔响应理论模型,然后建立纤维混凝土裂缝桥接应力计算模型,最后开发了基于实体界面单元的数值模拟程序。由算例分析可见,系列模型准确反映了纤维混凝土隧道衬砌管片受不同类型载荷作用下的破坏机理和承载能力,为混凝土结构的三维数值分析和构件优化设计提供有力支撑。

关键词： 超深竖井基坑   抗浮锚筋桩   受力特性   优化设计   数值模拟  

摘要： 公明超深竖井为罗田-铁岗水库输水干线竖井,其基坑底板高于地下水位约70 m,抗浮问题显著。文章依托于公明超深竖井,利用三维数值模拟,对超深竖井底板抗浮锚筋桩的受力特性及布桩参数优化进行研究。研究发现:锚筋桩布置越靠近底板中心越先发挥拉拔作用,最大轴力也越大,随着锚筋桩布桩位置远离底板中心,其最大轴力逐渐减小;底板中心部位锚筋桩先发挥拉拔作用的同时使基岩向上隆起,外围锚筋桩受基岩隆起影响显著,甚至在桩侧出现了向上的侧摩阻力,表现为轴力骤减,桩侧剪应力减小,有效锚固深度增加的特征;根据模拟结果可将原方案第七、八环锚筋桩合并为一环锚筋桩,优化后锚筋桩最大轴力值增加约9%,低于抗拔承载力设计值,分担的水浮力减小约4%,但节省抗浮锚筋桩数量约23%,满足工程安全需求,经济效益显著。

关键词： 再沸器   环形管板   结构强度   数值模拟   优化  

摘要： 浓缩再沸器属于换热设备,是一个能够交换热量,同时有汽化空间的一种特殊热交换器。为使物料在热交换器内循环加热,通常在加热室中间开腔,形成中心开孔的管板,即环形管板,该管板无法通过常规计算确定其结构强度。以浓缩再沸器环形管板为研究对象,采用数值模拟技术,通过正交试验和响应面优化等方法,讨论了浓缩再沸器环形管板的结构应力强度及设计方法。利用ANSYS Workbench中的响应面分析模块,分析了各结构参数相互作用对管板最大应力的影响。研究结果表明,环形管板厚度与壳程筒体厚度组合敏感性显著。使用响应面优化设计模块对再沸器环形管板进行结构优化,优化后环形管板厚度减薄42.3%,筒体厚度减薄25%,环形管板的结构强度与刚度均符合标准要求。

关键词： 沿空掘巷   合理煤柱宽度   煤柱稳定性   数值模拟  

摘要： 随着矿井开采水平逐渐加深和煤炭需求量的增大,为了促进煤矿的安全、高效开采,资源节约和降本增效,针对巷旁煤柱合理留设尺寸的研究显得尤为重要。因此,以新窑煤矿4^(-3)煤层24312工作面为研究对象,为解决新窑煤矿巷旁煤柱留设宽度依据不足的问题,基于极限强度理论,运用数值模拟、物理相似模拟等方法,对巷旁煤柱上覆弧形三角块的稳定性以及其合理宽度进行计算。研究结果表明,24312工作面煤柱上覆弧形三角块在受到3次扰动的情况下仍然可以保持稳定状态,通过回转变形失稳判别式得到其并未产生失稳,其状态仍然保持稳定,在此情况下对巷旁煤柱的合理宽度进行分析,并得到由25 m优化至20 m过程中整体保持稳定,由15 m继续优化时,煤柱开始产生裂隙,且发生横向位移,当煤柱尺寸为10 m时,煤柱上方覆岩产生裂隙,存在失稳危险。根据相似模拟实验与数值模拟分析所得,当宽度为15 m时,煤柱整体保持在稳定状态,此时满足矿井安全生产需求。

关键词： 灌溉区   水闸   恒流   控制器  

摘要： 针对现行方法在水闸排水恒流自动化控制应用中存在控制精度较低、时效性较差的问题,提出一种大型农田灌溉区水闸排水恒流自动化控制方法。构建农田灌溉区水闸排水模型,描述农田灌溉水量需求,并以水闸闸底板作为基准参照面估测水闸流量。将农田灌溉水量需求和水闸流量作为控制器的输入向量,确定水闸开度的调控量,然后利用控制器对水闸开度的调控,实现大型农田灌溉区水闸排水恒流自动化控制。结果表明,该方法超控量不超过0.1 m~3/min,控制动作时延不超过10 ms,可以实现水闸排水恒流精准实时的自动化控制。

关键词： 联合支护   围岩变形   数值模拟   围岩塑性区   底角锚杆  

摘要： 针对核桃峪煤矿2803回风巷道大埋深、高应力和巷道变形等综合问题,采用了“上下帮差异强度支护法”“护帮控底、强底控帮”原理以及帮顶圆角过渡设计等技术手段,对原支护方案进行了改进,并进行了数值模拟分析。通过模拟得出,改进后的方案能够有效减少巷道围岩塑性区半径,显著抑制巷道围岩变形,使巷道变形更加稳定。进一步的现场验证表明,改进后的支护方案能够有效控制试验段巷道的变形,优于原有支护方案。

关键词： 泡絮体   涡旋   气相分布   接触区   分离区  

摘要： 逆向-并向流卧式气浮器具有气泡与絮体碰撞和黏附接触效率高、结合成的泡絮体稳定等优点,采用欧拉多相流模型和realizable k-ε湍流模型进行流体动力学(CFD)数值模拟,研究了结构参数和运行参数对其内部流态和流场的影响。模拟结果表明,挡流板高度为1000mm,并向接触区的距离为250mm,溶气口1到左壁面距离为90mm、溶气口2到左壁面距离为340mm,气泡直径为30μm,回流比为10%时,逆向-并向流卧式气浮器的流态和流场分布合理,气浮除油环境极佳。

关键词： 基坑开挖   跨线   基坑收敛   数值模拟  

摘要： 文章基于城市地下工程基坑开挖极易引发周边土体沉降位移的问题,通过有限元高精度数值模拟,同时对地下工程开挖力学相应特征进行分析,提出相应控制措施。结果表明:综合管廊基坑施工采取“分三台阶开挖、及时支护、退坡开挖”的先上后下施工理念,对管廊基坑周边土体采用袖阀管注浆、桩间喷射混凝土等支护措施进行加强,临近跨线桥墩柱的最大垂直位移和水平位移均有所减少,其中最大垂直位移减少约25.6%,为类似城市地下工程的风险评估和结构设计提供了重要参考。