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关键词： 深井特厚煤层   水平分层   膏体充填   弹性地基梁理论   数值模拟  

摘要： 针对千米深井“三下”特厚煤层安全开采问题,采用理论分析、模拟分析和工程实测相结合的方法,构建了顶板动态非均匀组合弹性地基梁力学模型,探究了各分层开采顶板覆岩及充填体移动变形特征与围岩应力演化规律,揭示了深井厚煤层多分层充填体-围岩协同承载机理。结果表明:膏体充填开采各分层顶板挠度呈对称分布,挠曲线中部出现明显的“平底”形态,顶板峰值正弯矩在支架后方待充区,峰值负弯矩在前方煤体,两者随上向分层开采逐渐增加;上向分层充填开采顶板重复扰动,下分层充填后顶板下沉量稳定值为上分层开采的起始值;下分层、中分层、上分层充填体压缩量分别为100,340,250 mm;下分层充填后边界煤柱的超前支承压力峰值与中分层、上分层的峰值叠加,使其超前支承压力峰值出现温和异常值;充填面推进距离相同,下分层工作面前方出现了明显的应力集中现象,应力逐渐转移至下分层工作面边界煤柱,且工作面应力增高区和降低区的范围逐渐增大;下分层充填工作面支架工作阻力未出现周期性的波动,支架后方7.0 m的顶板下沉趋于稳定,最大下沉为280 mm,充填体压缩率为2.3%左右,充填体支撑效果良好。

关键词： 液态氢气   低温云团   数值模拟   泄漏压力   泄漏口径   泄漏方向  

摘要： 为了弥补目前液氢泄漏后液态氢和低温云团扩散分布研究的不足,探讨泄漏压力(0.3~0.9 MPa)、泄漏口径(0.125~0.5 m)和泄漏方向(水平/竖直)对液氢泄漏扩散的影响。研究结果表明:泄漏口径固定时,液态氢分布仅与泄漏流量及障碍物距离相关;水平泄漏时,压力或口径增大会使低温云团水平扩散距离增加,竖直方向扩散变化受泄漏流量与浮升力竞争影响呈不确定性;竖直泄漏时,口径增大会显著提升低温云团竖直扩散距离,水平方向扩散变化受泄漏流量与风速耦合作用影响暂不明确。研究结果可为液氢泄漏风险评估及安全防护设计提供参考。

关键词： 大悬臂   预应力混凝土   盖梁   力学行为   数值模拟  

摘要： 以中开高速公路工程为项目背景,采用有限元软件Midas Civil建立了大悬臂预应力混凝土盖梁模型,基于新建数值模型研究了大悬臂预应力混凝土盖梁采用满堂支架施工时的力学行为,并重点分析了盖梁工后于移动荷载下的应力及变形规律。

关键词： 水闸   交通桥   有限元   上部结构   最优方案  

摘要： 某水闸单孔净宽28 m,闸上交通桥为单跨简支梁结构,考虑两侧闸墩宽度及抗震措施要求,交通桥跨径采用单跨30 m。文中介绍了空心板、小箱梁及钢箱梁三种桥梁上部结构方案,通过有限元分析软件分别对三种方案建模计算,在满足承载力要求的基础上结合工程投资、占地、施工、管养等因素进行方案比选。经计算,三种上部结构承载能力均满足规范要求,但小箱梁在工程投资、施工条件、管理养护等方面均优于空心板及钢箱梁,故最终选择小箱梁方案。研究成果对大型水闸的交通桥上部结构选取具有一定借鉴意义。

关键词： 水平井   复杂压裂   数值模拟   嵌入式离散裂缝   一体化  

摘要： 鄂尔多斯盆地A区块长63砂组为超低渗储层,常规开采难度大,目前普遍采用水平井压裂的开发方式。针对超低渗储层物性特征,利用地质力学模型和压裂模拟软件,结合嵌入式离散裂缝方法对长63砂组压裂模拟产生的人工裂缝进行表征,并基于此开展数值模拟研究。通过这一整合流程,实现水平井复杂压裂的一体化模拟,提高水平井开发的效率。结果表明:嵌入式离散裂缝方法可以将压裂与数值模拟有效结合,实现水平井从压裂到数值模拟一体化的流程;采用定产油的生产方式进行历史拟合,验证数值模型的准确性。通过不断调整相关参数优化模型,使其更加符合井组生产实际情况,有利于后续开发方案调整和生产预测。

关键词： 含能破片   攻角   侵爆   力学响应   数值模拟  

摘要： 为研究攻角与靶板运动速度对包覆式含能破片侵爆效能的影响,利用SPH-FEM法对0°~60°攻角下含能破片侵彻移动靶进行数值模拟。在验证模型的有效性的前提下,计算不同条件下含能破片的侵爆响应,从破坏尺寸、破片剩余速度等综合评估了侵爆效能受影响程度,得出以下结果:带攻角的含能破片侵彻移动靶时,迎爆面破坏尺寸变化明显,且攻角越大,破坏面积越小;靶板运动速度会大幅降低破片的侵爆效能,降低幅度在7.4%~36%;结合破坏尺寸、破片剩余速度及剩余质量,靶板运动速度对含能破片的侵爆效能影响更大。

关键词： 既有隧道   下穿上跨   开挖支护   数值模拟  

摘要： 为研究新建隧道在下穿上跨既有隧道时隧道间的力学响应特征,本文结合万州新田港铁路集疏运中心大坡隧道下穿既有输煤隧道、上跨既有大件路隧道工程,采用MIDAS/GTS有限元软件对新建的大坡隧道与既有输煤隧道和大件路隧道的交叉部位进行三维数值建模,通过数值模拟计算重点分析既有隧道洞周位移、应力及既有隧道支护内力随新建隧道施工过程的变化情况,分析结果表明开挖过程中各隧道洞周围岩位移应力分布规律正常,支护结构受力良好,所采用支护加固措施合理有效。

关键词： 智能传感技术   水闸安全   监测系统   数据融合   物联网  

摘要： 智能传感技术在水闸安全监测中的应用日益广泛,研究采用层次化系统架构设计,通过DATA-9201系列智能终端设备采集闸门开度与扬压力与沉降缝及水位监测数据。应用小波变换与中值滤波进行数据预处理,结合D-S证据理论实现多源数据融合分析,采用支持向量机与LSTM神经网络构建异常识别模型。基于分布式数据采集网络与光纤通信技术,实现了设备互联与数据实时传输,系统运行数据表明各项监测指标可靠性超过99.5%。实践证明,该系统显著提升了水闸安全管理的自动化与智能化水平。

关键词： 空心玻璃微珠   冻融循环   数值模拟   抗冻性能  

摘要： 通过试验与数值模拟相结合的方法,系统研究空心玻璃微珠(HGM)改性固废磷石膏纤维增强水泥板在冻融循环作用下的损伤演化规律及性能优化机制。试验中,以HGM替代细砂(掺量5%~30%)制备试件,通过三点弯曲法(试件尺寸180 mm×80 mm×10 mm)、压汞法(孔径范围3 nm~300μm)及瞬态热线法(QTM-500型)测定力学性能、孔隙结构与导热系数,并结合冻融循环试验(-20℃?20℃,100次)评估抗冻性。结果表明,当HGM掺量为20%时,试件抗折强度达11.13 MPa(较基准组提升28.6%),导热系数下降至0.89 W/(m·K);经100次冻融后,抗折强度保留率为82.3%(较基准组提升37%),界面黏结强度提升42%。数值模拟方面,基于ABAQUS平台开发了纤维-HGM-基体三相细观模型(HGM粒径50μm,壁厚1.2μm),构建温度-位移耦合仿真框架,模拟冻融循环下三点弯曲断裂过程。仿真结果显示,20%掺量试件应力集中系数降低18%,裂纹扩展路径与试验吻合度达91%,抗折强度偏差小于8%。研究表明,HGM通过孔隙填充、热传导抑制及界面增强三重协同机制显著提升材料抗冻性,验证了多尺度模型在冻融损伤预测中的可靠性。

关键词： 数值模拟   稳定层结   高层建筑物   扩散  

摘要： 采用k-ε高雷诺数湍流模型模拟了稳定层结不同理查森数(Ri_(b))下1∶1∶2(长∶宽∶高)高层建筑物对流场结构及污染物扩散的影响。结果表明:温度层结对建筑物周围的流场结构有显著的影响,随着Ri_(b)增大,建筑物迎风侧静驻点位置逐渐向顶部移动,建筑物顶部回流区逐渐后移,建筑物背风侧回流区的长度先增大后减小,漩涡位置逐渐向建筑物上方移动;建筑物周围的高归一化湍流动能(TKE/u_(H)^(2))区域主要分布于建筑物顶部和下风向回流区域,随着Ri_(b)的增加,建筑物顶部和尾流区内TKE/u_(H)^(2)减小;随着Ri_(b)的增大,地面污染物浓度先增大后减小,下风向烟羽高度逐渐减小,烟羽中心浓度最大值的高度上升。