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关键词： 尾矿库   排土场   联合结构   数值模拟   安全性  

摘要： 尾矿库-排土场联合堆排是矿山场地高效利用的新型模式，需格外重视其整体结构的安全性。本文以小麻柳尾矿库-排土场联合堆排工程为例，结合当地水文地质条件以及尾矿库与排土场的建设情况，利用Geo-studio数值模拟软件分析联合堆排结构整体安全系数，对其整体结构在降雨以及地震工况下的安全性展开研究，充分分析论证了尾矿库与排土场扩容的三个阶段的安全风险并提出对应措施。结果表明：采用极限平衡法计算得到的尾矿库堆积坝坡面及排土场下游坡面安全系数均高于规范标准系数，尾矿库与排土场相互影响较小；自然及降雨工况下安全系数相近，均高于规范系数40%以上，场地受降雨影响较小；小麻柳地区位于地震带，地震工况下安全系数富余较少，需重视地震监测与防控工作。

关键词： RH真空精炼   底吹气   坝   循环流量   混匀时间   有效吹气所占比例   多相流   数值模拟  

摘要： 面向高品质洁净钢生产和企业增效降本的迫切需求，提升RH（Ruhrstahl-Heraeus）工艺的精炼效率已成为关键的挑战。针对传统RH工艺在钢液循环能力和混匀效果方面存在的局限性，提出了一种匹配底部带坝钢包的新型底吹气RH精炼工艺，并设计了4种不同结构的坝。通过建立可靠的数学模型，系统研究了底吹气真空精炼过程中的气-液两相流动及均混特性，深入分析了坝结构对RH流场的作用机制，最终优选出最佳坝结构设计方案。研究结果表明，与传统RH工艺相比，底部带坝的底吹工艺显著提升了精炼效率，循环流量由17.65 kg/s增至29.19 kg/s（增幅65.38%），混匀时间由51 s缩短至39 s（降幅23.53%），证实了底部加坝设计的优越性。钢包底部的坝能够有效引导下降流冲击钢包底部产生的干扰流，抑制上升流横向偏移，使干扰流部分沿坝表面爬升汇入上升流，部分经由坝与钢包侧壁间通道流出形成强化钢液流动的流股，从而全面优化流场结构。对比4种不同坝结构，方案4表现出最佳性能，相较于无坝设计，循环流量提升41.29%，混匀时间缩短18.75%，有效吹气所占比例由72.96%增至94.12%（增长率为29.00%）。该优化方案显著提高了钢液循环能力、精炼效率及气体利用率，为开发高效节能的新型RH精炼技术提供了重要的理论依据和工程应用参考。

关键词： 管线钢   高级别   大型夹杂物   LF-VD精炼工艺   软吹流量   数值模拟   工业试验   探伤  

摘要： 在高级别管线钢X80冶炼过程中，大型夹杂物的控制是确保其性能稳定与工程适用性的关键因素之一，通过在LF-VD精炼流程中密集取样和系统分析，发现管线钢X80大型夹杂物集中出现在VD钙处理后，主要类型为C12A7和CA2，在软吹阶段未有效去除，大型夹杂物数量反而呈升高趋势，因此判断当前VD软吹工艺控制不合理，导致夹杂物因搅拌动力学不足而聚集长大形成大型夹杂物。结合钢包设备参数和工艺控制标准，对管线钢VD软吹阶段进行了三维多物理场数值模拟，从流场分布、夹杂物迁移路径与钢液搅拌强度等方面进行全面分析，指出原软吹工艺在当前冶金反应条件下无法形成有效的夹杂物迁移通道，并结合模拟结果，提出了新的VD软吹流量控制方案，软吹流量由50 L/min增加至60 L/min，在确保钢液温度均匀性的同时，显著增强了钢液内部对流强度和夹杂物上浮效率。实施优化后的软吹工艺后，经工业试验验证，软吹结束钢液中大型夹杂物由0.074个/mm2降低至0.02个/mm2，钢板中大型夹杂物由0.071个/mm2降低至0.04个/mm2，显著提高了管线钢的钢液质量和探伤合格率。该研究成果为高级别管线钢X80在LF-VD精炼流程中实现夹杂物精细控制提供了有效技术路径，也为后续其他高端钢种的洁净冶炼工艺优化提供了借鉴。

关键词： 冻土   液化场地   桩基   地震反应   振动台试验   数值模拟  

摘要： 为研究上覆冻土层影响下液化场地桩基地震反应特性，设计制作了上覆冻土层液化场地1×2桩基模型，通过振动台试验，分析了地震作用下饱和砂土超静孔压和超静孔压比、承台加速度和位移、上部结构加速度和位移以及桩基曲率的变化规律。同时，基于OpenSees有限元软件，建立了考虑上覆冻土层与液化土层剪切效应的桩-冻土非线性二维有限元模型，研究了上覆冻土层厚度对桩基地震反应的影响。结果表明：0.3g地震波作用下砂土层土体及承台加速度峰值放大系数均不超过1，上部结构加速度峰值放大1.75倍，上覆冻土层的存在会抑制砂土层顶部土体的加速度响应，并加剧顶部土体的液化。地震波在砂土层从下向上传播过程中存在能量损耗，土体液化后会吸收地震波能量并过滤其高频部分。超静孔隙水压力随深度增加而增大，超静孔压比随深度增加而减小，液化最先发生在砂土层顶部。承台位移偏移较小，上部结构位移偏移现象明显，上部结构残余位移为承台的3.6倍。桩基曲率在冻土层底部最大，桩基最容易在冻-砂交界处发生破坏。上覆冻土层厚度越厚，土体超静孔压比越小，土体液化概率越低，上覆冻土层厚度增加能在一定程度上提高桩基的抗弯和抗剪承载力。研究成果可为西部冻土区液化场地桩基础桥梁的抗震设计提供一定参考。

关键词： 诱导轮   旋转空化   试验测试   数值模拟  

摘要： 针对诱导轮旋转空化流动特性及其抑制技术,从理论、试验和数值计算等方面进行综述.在旋转空化流动的理论方面,梳理了相关理论发展的重要节点.在旋转空化流动的试验方面,评述了针对流量系数、转速和空化数等相关参数的试验研究,指出建立多位一体的试验平台可以更有效地观察旋转空化流动特性.在旋转空化流动的数值计算方面,对近年来发展的诱导轮旋转空化数值模拟方法进行总结.通过对旋转空化抑制技术研究成果的分析和总结,认为改变叶轮进口、叶顶间隙以及叶片载荷是比较有效的方式.最后针对诱导轮旋转空化流动特性及相关抑制技术的发展方向进行了展望.

关键词： 主动式超前支护   注浆加固   数值模拟   注浆锚杆(索)  

摘要： 回采巷道原主动式超前支护方案的支护效果较差，不能满足巷道的稳定性要求。基于锚注支护技术与围岩的破坏范围，提出双深度分区锚注支护技术作为回采巷道的优化支护方案。根据巷道现场调研的钻孔窥视探测结果与理论计算确定了围岩的破坏范围，对围岩的注浆深度进行了区域划分。理论分析了围岩注浆后的加固性能，通过巷道围岩注浆前后的煤体力学试验结果，定量分析了围岩的注浆加固效果。利用数值模拟与工程应用结合研究了巷道采用双深度分区锚注支护技术的支护效果。结果表明：巷道顶板围岩破坏范围为2.7 m左右，两帮破坏范围为5.4 m左右，顶板和两帮注浆划分为“深”“浅”2种深度注浆加固区域。巷道注浆加固后在注浆锚杆（索）与凝固后的浆液协同支护作用下，增加了围岩的强度与粘聚力，提高了围岩抵抗变形的能力。巷道采用双深度分区锚注支护方案后，巷道变形、围岩塑性区深度与破坏范围明显减小，改善了巷道的稳定性。工程应用监测数据结果与数值模拟结果差异较小，验证了数值模拟的合理性。

关键词： 深埋   富水隧道   二次衬砌受力   数值模拟   渗流影响   注浆参数   安全性  

摘要： 依托某公路隧道富水段超前帷幕注浆加固处理工程，采用FLAC3D软件构建渗流有限差分数值模型，研究注浆圈不同范围及渗透系数下二次衬砌力学特征变化规律。结果表明：随注浆范围增大、渗透系数减小，二次衬砌结构的外侧孔隙水压力、主应力、特征位移均呈减小趋势，注浆加固与堵水效果明显，有效提高了二次衬砌安全性；建议隧道合理注浆范围为5 m，注浆后岩土体渗透系数为3.9×10-7 m/s。

关键词： L   范数   有限差分法   多方向优化   频散各向异性   误差积累  

摘要： 有限差分法因其易于实现和计算效率高等优点被广泛运用于波动方程的正演模拟，然而有限差分法网格离散带来的数值频散误差是无法避免的。常规优化差分系数方法采用单方向优化，即沿单一空间方向对有限差分系数进行优化，从而达到压制空间频散的目的，但却不能有效减弱离散网格上固有的数值频散的各向异性。为了适应三维高精度正演数值模拟的要求，本文提出在三维空间中的一种多方向优化方法，采用最小范数(L1范数)来约束三维离散网格上所有传播方向的差分近似误差，同时压制空间数值频散和数值频散各向异性。本文在给定最大绝对容许误差和网格间距比例的情况下，首先确定差分算子在每个空间方向上的最优差分阶数，然后，采用交替方向乘子法进行求解，得到优化后的差分系数。理论分析和数值实验表明，对于正方体和长方体形网格，本文提出的的方法在压制空间数值频散和减弱数值频散各向异性方面优于单向优化方法。在绝对误差为0.5E-5容许误差条件下，多方向优化在中低波数域对频散误差的控制效果更为显著，同时也能有效减弱数值频散各向异性，从而降低三维波动方程正演数值模拟的误差积累。

关键词： 时域有限差分   损伤成像   弹性波   反射波信号   数值模拟  

摘要： 为了探究岩石内部损伤与反射波速之间的关系，从而有效探测矿山巷道掘进及隧道工程中断层、空区等异常地质区域。通过开展岩石损伤反射成像方法模拟试验，系统研究了反射探伤成像方法原理、反射波衰减特征、反射波关键信号提取、多路径波速复合运算规则，分析了反射波信号在不同损伤程度岩石介质中的传播特征，构建了基于反射波的岩石损伤成像方法。通过时域有限差分法建立二维弹性波传播模型，设置不同损伤程度的损伤体对成像方法进行验证。研究结果表明：所建立的岩石损伤反射成像方法不仅能有效定位岩石损伤区域，还能表征其损伤程度。该方法旨在揭示反射波信号与岩石损伤特征之间的关系，为损伤探测和成像技术的应用提供理论支持。

关键词： 地震自发破裂数值模拟   青藏高原   影响因素   应用展望  

摘要： 青藏高原内部构造运动活跃、地震活动频繁,为地震研究提供了天然实验场。基于物理准则的自发破裂数值模拟方法,能够在揭示动力学及破裂机制中发挥重要作用。从断层建模和数值方法两方面回顾了自发破裂数值模拟的发展,概述了自发破裂数值模拟的断层几何结构、初始应力、摩擦准则及介质结构等因素在破裂传播、最终滑动分布与震级确定中起到的影响作用,介绍了目前自发破裂数值模拟在应力施加、介质结构和摩擦准则方面面临的挑战,对自发破裂数值模拟在强震情景重现、区域地震风险预测与灾害评估等方面的应用进行了回顾。本研究认为未来需要在青藏高原建立长时间尺度、大空间范围、考虑地震周期与相互作用的自发破裂数值模拟模型,结合断层运动学反演结果、断层闭锁程度为地震破裂情景构建及灾害风险评估提供更加可靠的科学参考。