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关键词： 305 m级   超大型水电站   拱坝变形   变形监控  

摘要： 305 m级的超大型水电站的工程技术及施工难度超乎想象,许多技术指标已超过现行规范的要求,掌握变形规律及拟定变形监控指标是极其复杂的研究,首先,基于1∶1的原型试验参数对现役坝体的重要形变性态进行多方位的分析与总结,反馈坝体实际服役性能,进而探究其外部影响因子及影响规律;其次,融合荷载集、荷载效应集,通过确定性函数和物理推断法综合确定各影响因素,依据实测资料确定模型中的各因子的系数,进而可以推算某一组荷载集时的荷载效应集,进而建立特高级拱坝变形监控统计模型,以判断建筑物的工作状态,对建筑物进行监控,通过典型测点的变形预测分析,将其与其他方法对比分析,进而得出特高级拱坝变形监控指标以及较优的拟定方法;第三,建立坝体的三维非线性有限元模型,提出了通过考虑坝体自重和外界水荷载下的增量步差值算法,较为精确的模拟了拱坝变形实际性态。研究成果对于以后类似工程的探究分析提供了有力的参照。

关键词： 多级摩擦摆隔震支座   理论分析   数值模拟   滞回特性   回复能力  

摘要： 文章针对多级摩擦摆隔震支座进行了理论分析及数值模拟研究,多级摩擦摆隔震支座由7个滑动机构和6个滑动面组成,共有9个滑动阶段。文章介绍了多级摩擦摆隔震支座各个滑动阶段的具体滑动状态,并给出了每个滑动阶段的本构模型,并采用通用有限元软件ABAQUS对多级摩擦摆隔震支座进行了实体建模,对多级摩擦摆隔震支座在低周往复荷载下的滞回特性进行了研究。结果显示,多级摩擦摆隔震支座各个滑动阶段的滞回曲线对称且饱满,表明支座具有良好的耗能能力,且随着地震激励的提高,能够自适应地调节支座的刚度和阻尼,具有良好的自适应特性。随着竖向荷载的增大,多级摩擦摆隔震支座的各个滑动阶段的水平向刚度均有增大,滞回曲线所包含的面积增大,耗能增大。

关键词： 全球变化   海表温度日变化   海陆风环流   数值模拟  

摘要： 海陆风是由于陆地和海洋热力差异导致的滨海地区一天内风向明显变化的天气现象,是滨海地区最为显著的区域大气中尺度环流过程之一。海陆风环流的强度、结构对滨海地区的大气边界层高度、大气化学过程、空气质量和辐射平衡等均有影响。作为影响海陆风环流的直接热力条件,海洋表面温度的日变化受太阳辐射、海洋热容量、风速、云量等多种因素综合影响,其对滨海地区海陆风发生发展的影响仍不明确。本研究利用高分辨率海表温度模拟数据结合中尺度天气研究与预报模型(WRF),分析了中国近海典型海域海表温度日变化的特征及其对海陆风的影响机制。研究结果表明:我国近海地区平均海表温度呈现出从南向北递减的趋势,渤海海域年均海温最低,为10.78℃,东海海域年均海表温度较渤海海域高94.6%,南海海域的年均海温最高,为25.19℃。渤海海域海温日变化的年内波动最大,可达0.55℃,最低仅为0.03℃,均值为0.25℃。东海海域海温日变化波动幅度适中,年均日温差为0.20℃,研究期间涉及的最高海温日变化幅度为0.45℃,约为渤海海域极值的82.0%,高出南海海域33%以上。通过考虑海温日变化的情景与以往模式海温恒定不变的假设情景对比发现,海温日变化可导致我国近海典型海域海陆风日数量增加,南海滨海地区年海陆风日数量增加了14天,涨幅为56.0%;渤海北部滨海地区年海陆风日数量增长了7天,涨幅为20.0%。从季节来看,海温日变化增加可导致冬季海陆风日数量增多,夏季海陆风日数量减少,对春秋两季的影响不大,从而导致我国沿海地区海陆风日季节差异减小。

关键词： 河谷演化   深切河谷应力场   谷坡形态   应力集中   数值模拟   应变软化模型  

摘要： 中国西南地区深切河谷地应力场分布极为特殊,其对工程建设有着重要控制作用,而河谷演化及谷坡形态对深切河谷应力场分布有重要影响。基于考虑河谷演化下切作用的深切河谷应力场分析方法,结合典型工程案例,探讨了河谷演化对深切河谷应力场发育分布的影响,并分别以坡高、谷底宽度以及坡度为变量建立河谷地质概化模型,进一步分析了谷坡形态对深切河谷应力场发育分布的影响。研究结果表明:考虑了河谷演化下切作用后的河谷地应力计算结果更合理,最大主应力方向朝坡面偏转5°~20°,最大主应力整体减小,谷底最大主应力减小幅度可达30%,应力集中及高应力包分布范围也随之减小;随着坡高增大,谷坡应力分异更显著,谷底最大主应力增大;随着谷底宽度增加,谷底中心岩体最大主应力减小,应力集中带从谷底向坡脚转移;随着坡度增大,靠近谷坡上方浅部岩体最大主应力减小,靠近谷底岩体最大主应力增大,坡度从30°增大至75°,谷底最大主应力最大可增大约68%。研究成果可为西南深切河谷地区工程建设与岩土体稳定性分析提供参考。

关键词： 孤岛工作面   煤柱宽度   沿空掘巷   数值模拟   应力分布  

摘要： 为确定山西灵石华苑煤业有限公司10102孤岛工作面回采巷道煤柱的合理宽度,利用极限平衡理论计算得到煤柱最小宽度为4.85 m,FLAC3D软件数值模拟结果表明煤柱宽度为5 m和6 m时,巷道围岩的垂直应力较小,巷道处于应力降低区;随着煤柱宽度的增加,巷道顶板位移和实体煤帮位移不断减少,塑性区的范围不断增大,由此最终确定煤柱留设的宽度为6 m。通过28 d现场实测,掘进过程中巷道围岩变形量较小,能保证安全生产需要。

关键词： 地下矿山   锚杆支护   正交试验   参数优化   数值模拟  

摘要： 针对盘龙铅锌矿巷道顶板锚杆支护效果差、出现松动掉块、锚杆失效等问题,以盘龙铅锌矿-320 m溜破卸矿巷道为研究对象,进行巷道顶板支护参数优化研究。首先,选取调查区并获取裂隙岩体巷道围岩原位裂隙数据;其次,通过理论计算得到初步支护参数并设计正交试验方案;再次,利用数值模拟计算对支护参数进一步优化;最后,与原支护方案进行现场试验对比并分析支护效果。研究结果表明,在锚杆直径38 mm时,最优支护方案为锚杆长度1.8 m,间排距0.8 m×0.8 m。现场试验表明,相较于原支护方案,优化后支护方案的顶板下沉量减少了1.36 cm,支护效果提升了30.2%,说明优化方案能够有效控制巷道围岩稳定性,保障矿山安全生产。

关键词： 支护时机   收敛—约束法   大断面硐室   数值模拟  

摘要： 合理的支护时机对维护巷道围岩稳定、保障矿山生产安全具有重要作用。以钟九铁矿卸载硐室作为工程背景,考虑临时支护作用,基于收敛—约束法对永久支护时机(临时支护而无永久支护区域长度ΔL)的范围进行了初步选择,突破了传统收敛—约束法仅能应用于无临时支护巷道的支护时机确定;进一步通过FLAC3D数值模拟分析了围岩应力、位移与塑性区变化趋势,得到了最佳的永久支护时机;并根据现场监测结果评价围岩支护效果,验证了永久支护时机选取的合理性。结果表明:临时支护结构对围岩特征曲线和围岩纵剖面变形曲线求解结果有一定的影响,考虑临时支护后的巷道围岩最大变形量为666.86 mm;永久支护时机不同时,围岩—支护结构所产生的压力和变形也不同,随着ΔL增大,围岩—支护结构的压力和位移分别呈减小和增大趋势;通过计算永久支护结构所能承受的最大围岩压力得到ΔL>1.07 m,通过地应力释放率得到ΔL=8.50 m,结合数值模拟确定永久支护时机为6 m;实际监测数据显示卸载硐室顶底板和帮部位移量分别达84.73 mm和190.82 mm,硐室围岩表面位移在可控范围内,支护效果较好。研究可为相关巷道永久支护时机的确定提供理论和实践借鉴。

关键词： 烟支搭口胶   动态多相物理场   瞬态过程   数值模拟   粘结质量   温度场  

摘要： 针对烟支搭口胶在粘结过程中的动态多相物理场,本文研究其数字化表征,构建仿真模型,分析烟支搭口胶的粘结原理。在模型中,使用不同的搭口宽度参数,对搭口处的温度场进行数值模拟计算,分析在不同瞬态过程中,烟支搭口处的温度场的分布情况和数字化建模在粘接过程中所呈现的温度分布。根据数值计算模型,分析不同的烟支搭口宽度对烟支搭口粘结质量的影响。当烟支搭口宽度为2.00mm时,烟支搭口处的温度相对偏低,温度场相对均匀。

关键词： 渗透系数   反分析   鳗鱼-石斑鱼优化算法   广义回归神经网络  

摘要： 针对实际工程中各筑坝材料渗透系数难以准确测定的问题,提出了一种基于SOBOL-OEGO-GRNN组合代理模型的土石坝渗流场渗透系数反演方法。引入新型高效元启发式算法鳗鱼-石斑鱼算法(EGO),利用SOBOL抽样优化种群分布,对原始算法中部分系数取值公式用二次函数进行改进,采用三角形随机游走策略形成改进后鳗鱼-石斑鱼优化算法(OEGO)。通过CEC测试函数集验证了改进效果,同时与常见算法性能进行了比较。结果表明,采用的3种改进策略能有效提升算法性能并优于几种常见算法。在某面板堆石坝工程的应用中,根据最终反演的渗透系数,正算得到测点水头理论值,相比实际水头值,相对误差最大不超过1.52%,且坝体渗流场整体位势分布合理,表明反演结果合理可靠。该模型为反演土石坝渗流场材料渗透系数提供了参考。

关键词： 水下爆炸   多爆源   融合气泡   气泡脉动   数值模拟  

摘要： 多爆源的水下联合爆炸,使得水下环境更为的复杂。为探究多爆源水下爆炸的载荷分布,通过LS-DYNA对自由场中水下爆炸双爆源、三爆源以及四爆源进行了水平阵列数值建模。基于ALE算法进行了数值计算,分析了爆炸冲击波的叠加效应、多爆源融合气泡形态及载荷分布特性。结果表明:LS-DYNA-ALE算法可以较好地模拟水下爆炸过程。与单爆源相比,水平阵列多爆源冲击波峰值在竖直方向上增强,脉宽在水平方向上延长;融合气泡的坍塌发生在气泡两侧,射流也从两侧产生;融合气泡的脉动周期与爆源数量呈正相关;在局部效应外,融合气泡脉动载荷与爆源数量在气泡上方呈正相关,而在气泡下方呈负相关。拟合的经验公式对多爆源融合气泡载荷、气泡的参数分析以及相关研究工作的开展具有一定参考意义。