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关键词： 巷道支护   支护优化   FLAC~(3D)   数值模拟  

摘要： 为了保证巷道的安全和实现支护的优化,针对色连二矿5煤层12507工作面煤层赋存特征,通过建立工作面的三维地质模型,以煤层顶、底板岩石的力学试验结果为参数,利用FLAC~(3D)软件对开采引起的煤层覆岩运移进行了数值模拟,找到了开采过程中煤层覆岩的应力、位移、塑性破坏区规律变化。模拟结果表明,在采用相同间排距情况下,通过改变锚索长度,可确定最优的巷道支护效果。

关键词： 双层地基   理论推导   极限承载力   数值模拟   差值分析法  

摘要： 实际工程中上软下硬成层土较为常见,传统均质地基承载力公式不再适用,且各学者基于均质地基提出的层状地基承载力半经验公式可能会提供不可靠的预测。采用统一的对数螺旋线滑动面假定和极限平衡条件推导出重度承载力系数N_(γ),拓展了Meyerhof均质地基理论;并运用差值分析法将其延伸至双层地基,推导出上软下硬层状地基极限承载力理论公式,开展数值模型及文献理论公式对比验证。结果表明:Terzaghi公式低估了基础两侧土体真实作用,地基极限承载力的计算偏于保守;所得上软下硬层状地基承载力公式考虑了基础埋深影响,更符合地基破坏时的实际状态,计算结果与Meyerhof半经验公式有一定误差,而与数值模拟结果及Hansen加权平均法结果均吻合良好;Meyerhof双层地基半经验公式会提高承载力公式中σ_(0)N_(q)项的数值,经修正后得到的理论公式不仅简化了计算,同时符合唯一滑动面的实际情况,具有一定可信度。

关键词： 沿空留巷   锚网索   围岩控制   矿压观测   数值模拟  

摘要： 新景煤矿8^(#)煤层均厚2.9 m,北三正巷需要在服务8128工作面回采结束以后,继续服务8127工作面,做为新景煤矿8^(#)煤层第1条沿空留巷,需要对现有支护方案进行调整优化。根据井下实际生产地质情况,采用了数值模拟对巷道围岩应力分布等数据进行了科学计算,支护方案优化后,北三正巷回采期间经过数据观测,发现巷道顶板最大下沉量202 mm,底板最大底鼓量305 mm,左帮最大帮鼓量197 mm,右帮最大帮鼓量205 mm。井下现场支护效果分析表明,巷道在回采期间变形量整体较小,支护效果较好,说明当前设计很好地满足了回采期间生产要求,保证了安全生产。

关键词： 复杂海况   溢油   迁移扩散   数值模拟  

摘要： 在波浪、海流及海风共同作用的复杂海况下,溢油事故的发生将会给环境造成巨大的经济损失和环境破坏。本文基于VOF方法对N-S方程、k-ε湍流模型进行了三维数值计算,研究复杂海况下的溢油迁移扩散行为。结果表明:波长和海面风速对溢油浮升过程影响较小,主要影响溢油在海面的漂移过程,海流速度主导着溢油在水下的偏移和海面上的漂移运动。当海流速度较大时,溢油达到水面需要更长的时间,水下运动轨迹偏转角度较大,且油滴更为分散;溢油至海面后,在风速较大、波长较长、海流速度较大时,溢油在海面水平漂移距离较远,溢油横向扩散程度较小。本文的研究结果可为溢油事故处理提供参考依据,提高溢油应急行动效率。

关键词： 静钻根植桩   承载性能   桩侧摩阻力   数值模拟  

摘要： 随着城市规模的扩张,市域铁路在缓解上海市交通系统面临的载客压力方面发挥了重要作用。文章基于上海某地区静钻根植桩现场静载试验,利用有限元软件ABAQUS建立轴对称模型,研究了市域铁路工程中的新型基础形式静钻根植桩在上海软土地区的承载特性。经验证,建立的数值模型与现场实测数据高度一致。随后,利用验证后的数值模型,深入探讨了竹节桩尺寸、桩周水泥土参数和桩端扩径等因素对静钻根植桩抗压承载能力和桩端/桩侧承载比的影响。研究结果表明,以该研究中试桩为代表的静钻根植桩,在14000 kN荷载范围内,削减水泥土厚度和强度、减小桩端扩径或改变竹节间距对其承载特性影响有限。这些结果对于指导新型桩基在其他市域铁路工程中的设计优化与应用具有重要意义。

关键词： 桥梁   车桥耦合   挠度冲击系数   试验验证   数值模拟   毫米波雷达  

摘要： 针对移动荷载作用下简支梁桥动力评价方法不足和传统动载试验测量方法费时费力的问题,以某简支梁桥为研究对象,提出一种基于移动荷载作用下简支梁桥动力评价方法,该方法首先通过精确化建立车桥耦合模型,并基于毫米波雷达的动态位移测量、结合模态分析、动载试验来验证模型的准确性,同时考虑桥面不平整度和车速对桥梁挠度冲击系数的影响,并与现行规范进行比较。结果表明:挠度冲击系数与车速不呈线性相关,而是在某个速度下出现峰值;不同梁跨中的挠度冲击系数存在差异,但变化规律一致;随着桥面等级的劣化,桥梁振动响应显著增大,而规范中挠度冲击系数仅与桥梁基频相关,与实际结果有较大差别;毫米波雷达作为一种新型非接触式测试方法,能准确测量桥梁的复杂振动。

关键词： 大巷   保护煤柱   数值模拟  

摘要： 合理确定大巷保护煤柱尺寸对煤层大巷的长期稳定性至关重要。以某矿冲击地压煤层大巷为研究对象,综合数值模拟、工程类比等方法,研究了首采工作面和接续工作面开采留设不同宽度保护煤柱条件下中央大巷围岩应力分布情况。结果表明,当保护煤柱宽度为400~100 m时,首采面开采导致大巷边界应力增加了1.28%~11.25%,大巷边界应力大幅度增加出现在煤柱宽度小于250 m时;在保护煤柱宽度一定的情况下,接续工作面数量越多,中央大巷围岩应力越大,多工作面开采相对于首采面开采导致大巷边界应力增大了77.99%;相似矿井的实践证明,大巷保护煤柱宽度小于250 m时,不利于后期大巷的稳定性且增加了冲击地压风险。综合考虑,确定该矿合理的大巷保护煤柱尺寸为不小于250 m。

关键词： 固井质量   赫巴流体   钻井液   滤饼   流变性能   数值模拟  

摘要： 在钻井过程中未被清除的井壁滤饼严重影响第二界面的胶结质量,导致固井质量变差。当前提高固井质量的研究多以替净钻井液为目的,未考虑井壁滤饼的影响。为了提高固井质量,考虑冲洗液对钻井液的调节作用,建立了三维偏心环空中隔离液、钻井液和滤饼的3种赫巴流体流动模型,系统研究了受冲洗液调节后的钻井液密度、稠度系数、流性指数以及动切力变化对钻井液和滤饼冲洗效率的影响。结果表明,减小冲洗液的密度和流变参数,能够提高钻井液的冲洗效率,但是会使滤饼的冲洗效率降低。冲洗液的密度和流变参数不是越小越好,在保证钻井液高冲洗效率的情况下,适当增大冲洗液的密度和流变参数,使钻井液保留较高的黏度和切力,有利于促进井壁滤饼去除。优先调控冲洗液的流性指数,使钻井液的的流性指数达到理想值,会显著提高固井质量。研究结果可为优化冲洗液性能参数,为提高固井质量提供理论指导。

关键词： 交通枢纽   高架车站   钢-混凝土组合结构   数值模拟   装配式结构  

摘要： 城市交通的快速发展带来了大量的高架车站建设需求,但传统的设计施工方法面临劳动力价格上升与双碳减排战略的双重挑战。为此,有必要针对装配式高架车站技术的优化展开研究。首先,提出了一种适用于高架车站的装配式结构形式,确定关键主体构件的结构形式与节点的连接形式;其次,参考实际工程中的结构布置与荷载开展整体模型分析,验证结构构件与节点连接形式的可行性,开展针对节点区域的精细化有限元模拟,通过敏感性分析探讨局部节点对整体指标的影响;最后,提出了一套适用于装配式高架车站结构的施工方法。研究结果表明:结构关键节点构造经模型计算均能够满足设计要求,提出的装配式高架车站能够推动装配式建筑技术在轨道交通高架车站领域的发展应用。

关键词： 动载   高压管汇   三通   冲蚀模型   数值模拟  

摘要： 三通是高压管汇中的常用部件,长期处于高压环境且受到固体颗粒的冲蚀,直接影响系统的安全运行及管道的使用寿命。针对高压三通管汇冲蚀问题,在自建的可对试样施加动载的液固两相冲蚀试验台上进行试验,提出一种动载作用下的冲蚀模型,并嵌入数值模拟软件中对不同空间角度的三通结构在不同内压、流速及颗粒质量流量下的冲蚀规律进行分析。结果表明:不同三通结构的最大冲蚀率均随内压的增加而增加,随流速的增加呈指数增加,随颗粒质量流量的增加线性增加,且三通空间角度越大,增长速率越快。三通结构空间夹角增大时,最大冲蚀率增加,该规律不随内压、流速及颗粒质量流量的变化而变化。其结果可为高压三通管汇安全运营提供一定的参考依据。