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关键词： 粉尘分散   通风风速   气固两相流   数值模拟  

摘要： 通风的速度直接影响粉尘颗粒的扩散,这会降低掘进机司机的能见度,从而降低作业效率。采用CFD-DPM方法研究了不同通风风速下煤矿巷道风流流动及粉尘分散规律,结果表明,掘进机造成的阻塞会使气流携带粉尘颗粒沿着巷道壁从无序区域进入再循环区域,由于气流速度突然减小,掘进机后方区域的粉尘运移速度减慢;大量的粉尘颗粒被气流携带进入稳定区域,由于粉尘回流,剩余的粉尘被带到风筒的出口。因此,掘进机后方约5 m的区域以及靠近风筒出口处的区域粉尘浓度较高,且因强烈的卷吸作用,在通风速度超过16 m/s时,风筒出口附近的粉尘浓度随着通风速度的增加而增加。

关键词： 无煤柱自成巷   三带”发育规律   数值模拟   现场实测  

摘要： 针对无煤柱自成巷工作面开采过程中顶板“三带”发育规律,以某矿10105无煤柱自成巷工作面为工程背景,采用力学理论分析、数值模拟及现场实测等方法,分析10105工作面开采顶板运移规律,探讨了10105工作面“三带”高度。结果表明:10105工作面在切顶下,理论计算垮落带高度10.13 m,导水裂隙带高度为40.98 m;模拟分析垮落带高度12.16 m,导水裂隙带45.75 m;通过现场使用导高观测仪等方法测出10105工作面垮落带高度最大12.8 m,导水裂隙带最大47.1 m,表明垮落带高度预计结果偏低,垮落带实际发育高度大于切顶高度;导水裂隙带发育高度预计结果偏低,导水裂隙带发育实测高度大于预计值。本结果可为无煤柱自成巷工作面研究顶板“三带”规律和评估顶板“三带”高度时提供参考价值与借鉴。

关键词： 条带膏体充填   巷道支护   理论计算   数值模拟   巷道稳定性  

摘要： 高河煤矿针对“三下”压煤量大的问题,使用条带膏体充填开采工艺对E1309工作面进行充填开采,为保障条带充填开采过程中工作面巷道围岩稳定,通过理论计算与数值模拟对工作面巷道支护进行分析,结果表明:①在相同顶锚杆长度下,锚杆间距较小时,锚杆形成的应力相互叠加所形成的压应力区范围及连续性均较好,随着锚杆间距的增加,锚杆形成的应力叠加区域面积逐渐减小;②在相同帮锚杆长度下,锚杆应力叠加而形成的有效压应力区面积随锚杆间距的增加而减小;③随着锚杆索排距增大,巷道表面位移均有所增大,当排距由1200 mm增大至1300 mm时变形增量明显增大;④基于数值模拟和理论计算,最终确定最优的条带充填工作面巷道支护方案,满足巷道支护强度所需要求。研究成果可为高河煤矿后续充填开采中巷道支护提供理论参考。

关键词： 改性高聚物注浆材料   数值模拟   流速   注浆压力   扩散范围  

摘要： 为进一步指导改性高聚物注浆材料现场施工应用,结合注浆材料浆液粘度随时间变化情况构建了三维注浆扩散堵漏模型,采用文献C-S浆液压力分布情况对本模型正确性进行了验证,选用0.1m/s、0.2m/s、0.4m/s、0.7m/s和1.0m/s的流速和50kPa、100kPa、200kPa和500kPa的注浆压力工况进行数值模拟,初步得到了改性高聚物注浆材料在动水环境下的浆液扩散模式,进一步研究了不同流速和注浆压力工况下逆水流方向和横向扩散范围的大小,通过非线性极值函数推导出了流量、注浆压力与封堵截面面积间的数学关系式,研究结果可为改性高聚物注浆材料注浆堵漏施工应用提供指引。

关键词： 对拉式加筋土挡墙   土工带   影响因素   数值模拟  

摘要： 本文以阿联酋高速重载双线铁路项目为工程背景,基于有限元数值模拟,探究了筋材水平铺设间距对土工带对拉式加筋土挡墙的影响,并基于土工带对拉式加筋土挡墙的筋材水平间距对受力与变形的影响进行了设计优化。研究结果表明:对拉式加筋可以显著降低墙体竖向应力及墙面水平土压力,但在挡土墙底部加筋效果较弱;适当提高加筋土挡墙中部筋材铺设密度、适当施加预应力可提高加筋土挡墙抵抗变形的能力,能较大地提升安全系数。因此,综合考虑安全、变形、经济及施工难度,在土工带与土工格栅加筋均能满足施工安全及变形要求的前提下,选择土工带作为对拉式加筋土挡墙的筋材更为经济,且施工更简便。印证了对拉式加筋与土挡墙筋材与面板的连接锚固作用是结构的关键。

关键词： 城市污水提升泵站   侧向进流   整流措施   水力优化   数值模拟  

摘要： 为改善侧向进流城市污水提升泵站进水流态，采用数值模拟方法对方柱、组合横梁和方柱+组合横梁3种不同的整流措施进行流态分析和流量分配均匀性对比，优选出最佳整流方案，并通过物理模型试验加以验证。结果表明，侧向进流城市污水提升泵站进水箱涵的流量分配不均，前池和进水池主流集中于中上层，底层流速偏低，且存在立面环流和回流等不良流态。优选出的方柱+组合横梁整流方案能够有效改善进水箱涵的流量分配，使进水箱涵总流量分配均匀度提高至0.97，同时前池和进水池的主流集中于底层，并消除了立面环流和回流等不良流态，进水流道入口流速的分布均匀度及加权平均角分别提高了3.8%和8.8°。

关键词： 煤燃烧   O   CO   气氛   水泥分解炉   生料分解   数值模拟  

摘要： 水泥行业是工业二氧化碳排放的主要来源之一，其排放量约占全球CO2排放总量的8%。富氧燃烧技术作为CO2捕集、利用与封存（CCUS）领域的关键技术，在减少温室气体排放和提升燃烧效率方面具有广阔的应用前景。为探究O2/CO2气氛下煤粉的富氧燃烧特性和生料分解过程，以TTF型分解炉为研究对象，采用计算流体力学（CFD）方法分析了不同氧气浓度对炉内温度、组分分布、生料分解过程以及NOx生成的影响。结果表明：当氧气浓度从21%增加至33%时，分解炉内的流场变化不大，整体呈现出良好的对称性；煤粉的着火和高温区域的位置提前，温度峰值逐渐升高，高温区域面积增加，最高温度从1562 K升高至1657 K。同时，由于氧气浓度的增加，燃烧环境中的氧化性增强，促进了燃料型NOx的生成，出口NOx浓度逐渐升高，从205 ppm升高至230 ppm。此外，生料分解率由80.1%提升至84.2%，出口温度因生料分解吸热反应的增强，从1254 K降低至1248 K。当氧气浓度在27%～33%范围内时，煤粉燃烧温度升高，生料分解率大幅提升；综合考虑煤粉燃烧、生料分解率、实际生产成本以及NOx排放等因素，O2/CO2气氛下建议选取30%的氧气浓度。

关键词： 深厚覆盖层   高土石坝   地震响应分析   小浪底主坝  

摘要： 以小浪底主坝结构为例,对深厚覆盖层地基高土石坝的地震响应进行深入分析。介绍小浪底主坝的设计参数和地震参数,根据坝址场地设计反应谱人工合成地震加速度时程曲线,并对斜心墙堆石主坝在地震荷载作用下的反应进行了三维有限元动力计算分析,以研究大坝在遭遇地震时的坝体响应、永久变形、防渗墙动应力及反滤料的液化等关系大坝地震安全的几个核心因素。通过模拟结果的对比分析,得出小浪底主坝在地震荷载作用下稳定情况良好,抗震安全性综合评价达到最高评级。

关键词： 深基坑   地铁隧道   数值模拟  

摘要： 以深圳市某明挖法深基坑为研究对象,基于三维数值模拟手段建立并行基坑-隧道相互作用模型,研究长距离、小间距并行深基坑施工对地铁区间结构的影响。模拟结果表明,本工程基坑开挖过程中,受地层应力重分布影响,运营地铁隧道结构最大水平位移为为3.88mm,最大竖向位移为2.21mm,均低于深圳地区地下结构5mm的变形警戒阈值。对比地铁区间隧道水平和竖向位移,随基坑开挖,变形趋势逐渐增大,且随着区间隧道逐渐远离基坑,变形逐渐收敛。但隧道埋深对竖向位移变化有着较大影响,当开挖深度大于隧道埋深时,基坑开挖施工对区间隧道竖向变形的影响显著增大。研究成果可为今后该地开展类似项目的设计优化和施工控制提供科学依据和工程借鉴。

关键词： 水闸底板   弹性地基梁   文克尔模型   半无限弹性体   有限深地基   链杆法   程序开发  

摘要： 文章针对水闸底板结构设计中弹性地基梁计算的核心问题,系统研究了文克尔假定、半无限弹性体及有限深压缩层3种地基模型的理论算法,开发了集成化计算机程序。通过3种模型的基本方程及边界控制条件,总结了链杆法数值求解的基本理论,采用C++语言实现了参数化建模、地基反力矩阵求解及内力可视化输出。结合《水闸》及有关教材中的工程案例,验证了程序在复杂边界条件下的计算精度与效率。研究成果为水闸底板的设计计算提供了现代化的设计手段。