教学课程资源库 更多>>

关键词： 降雨型滑坡碎屑流   花岗岩残积土   运动过程   数值模拟   Massflow   湖北黄梅  

摘要： 湖北黄梅县袁山村滑坡碎屑流是花岗岩残积土滑坡碎屑流,受地质条件影响,其运动过程较为复杂,突发性强。为研究中低山区花岗岩残积土滑坡碎屑流动力机制,分析降雨型花岗岩残积土滑坡碎屑流的运动过程,通过野外地质调查,利用无人机航拍(unmanned aerial vehicle,简称UAV)、遥感影像形成的数字地表模型(digital elevation model,简称DEM)、现场勘查及地质资料分析、数值模拟等方法对滑坡碎屑流进行运动过程分析。结果表明,滑坡碎屑流的运动过程中最大堆积厚度为6 m,在t=20 s时达到运动峰值17 m/s,而实际运动峰值应当更大,出现在滑源区开始失稳的阶段,整个运动过程分为3个阶段:0~30 s为滑坡碎屑流失稳启动阶段,在一级平台加速;30~70 s受地形影响,滑动体进行二次加速并发生部分偏转运动,冲毁袁山村的建筑物;70~130 s为减速堆积阶段,掩埋和堆积了建筑物。本研究可为类似滑坡碎屑流的防治提供参考。

关键词： 鱼道设计   鱼类洄游习性   全地形建模   流场数值模拟  

摘要： 传统的鱼道设计工作中,受工程区域水流流速、流态、地形及河道纵坡等众多因素影响,一般采用模型试验对鱼道设计的合理性进行验证。考虑到流场三维数值模拟相比于物理模型试验研究,具有灵活简便且结果数据更为齐全等优越性。SPL水电站工程鱼道设计工作中,在充分研究上溯鱼类洄游习性之后,选择采用全地形三维数值模拟,对水电站尾水区域流场进行数值模拟计算。研究分析工程区域河道水流流态后,提出在电站尾水反坡后设平直段尾水渠,尾水渠左岸或右岸布置鱼道进口的推荐方案,并对推荐方案进行三维数值模拟计算验证,结果表明:平直段尾水渠左岸布设鱼道方案流场基本平缓,鱼道口布设位置处流态满足要求,更符合本工程实际条件。结合全地形三维数值模拟流场布设鱼道的方法,可为今后的鱼道设计、布置提供新的思路与成功案例参考。

关键词： 悬臂掘进机   机场下穿隧道   围岩损伤   松动圈测试   数值模拟   路径规划  

摘要： 针对大断面机场下穿隧道施工中爆破法扰动围岩的技术难题,以渝昆高铁长水机场隧道为依托,提出基于悬臂掘进机法的低扰动施工路径规划与围岩损伤演化分析方法。基于FLAC3D软件构建三维数值模型,采用分块多步开挖法模拟悬臂掘进机渐进开挖过程,通过渐进释放围岩荷载,精确表征机械开挖的低扰动特性。结合现场松动圈测试与孔内光学摄像,构建数值模拟与工程实测的交叉验证机制,重点分析悬臂掘进机施工路径及Ⅲ—Ⅴ级围岩条件下位移场、应力场及塑性区的时变特性。研究表明:1)分块多步开挖法可有效模拟悬臂掘进机渐进式开挖特性,数值模拟结果与现场测试数据吻合度高,证实了该方法的科学性及适应性。2)相比于常规掘进路径,分块掘进路径可降低Ⅴ级围岩的拱顶沉降21.7%,有效控制围岩变形。3)围岩损伤特征呈现显著等级相关性,Ⅲ、Ⅳ级围岩损伤集中于隧道轮廓附近,塑性区以拉伸破坏为主;而Ⅴ级围岩损伤范围扩大,剪切破坏占比显著增加。

关键词： 水库溢洪道   混凝土泄槽面板   氯盐   侵蚀性能   力学性能  

摘要： 探讨水库溢洪道混凝土泄槽面板在氯盐侵蚀环境下的性能变化,以揭示不同浓度氯盐溶液及侵蚀时间对混凝土耐久性的影响。制备掺有钢纤维的水库溢洪道混凝土泄槽面板试件,将其置于氯盐干湿循环试验箱中进行模拟环境试验。设定四种不同氯化钠溶液浓度。在设定的测试周期内,对混凝土试件的抗压强度、质量变化率以及表面形貌进行定期检测。结果表明:氯盐侵蚀对水库溢洪道混凝土泄槽面板的耐久性具有显著影响,通过优化混凝土配比、提高抗氯盐侵蚀能力或采取防护措施,可以有效减缓氯盐侵蚀对混凝土性能的损害。成果可为相关工程提供参考。

关键词： 水泥土搅拌桩   软土地基   无侧限抗压强度   桩土应力比   数值模拟  

摘要： 软土地基具有压缩性高、抗剪强度低、承载力低等特点,工程建设前需要进行特殊预处理。针对软土地基中常用的水泥土搅拌桩加固技术,系统分析了不同水泥掺入比及龄期对土体力学性能的影响。结果表明,水泥掺入比对无侧限抗压强度、内摩擦角和黏聚力具有显著提升作用,尤其是18%掺入比在7 d和14 d龄期下表现最佳,强度最高提升138%。通过数值模拟揭示了水泥土搅拌桩在路基中的承载机制,即桩体承担了大部分竖向荷载,而运营期内桩间土逐渐分担更多荷载。该研究结果证实水泥土搅拌桩在提高软土路基稳定性方面具有重要性。

关键词： 盾构隧道施工   渗透阻力   浆液时效性   管片   数值模拟  

摘要： 在盾构法施工过程中,管片作为隧道的永久支护结构,需承受复杂的地质环境和多变的水压作用。管片上浮是盾构隧道施工中常见且严重的问题之一,由于管片上浮可能导致隧道结构发生位移和变形,其受力和位移状态直接影响隧道的结构安全性和稳定性,极有可能引发一系列安全问题。浆液作为盾构施工过程中注入的填充材料,其时效性对管片的位移和受力状态具有重要影响。因此,需研究同步注浆过程中注浆压力的耗散、浆液变形模量、渗透系数以及浆液超时动态黏度变化对管片位移和受力的影响。以深圳某隧道跨海区间段为研究对象,通过理论计算与数值模拟相结合的方法,深入分析浆液时效特性对管片位移与应力状态的影响。结果表明:注浆导致管片上浮呈现“上大下小”的不规则圆形分布;浆液硬化至1.0 h后,上浮量较初期减少约31%;而管片的Mises应力和压应力则从初期局部集中逐步扩展并趋于均匀,最终分别趋于均匀圆形分布和长短轴比约为3.0的均匀椭圆形分布,从而揭示了浆液时效性对管片整体力学状态重新分布与平衡的显著影响。

关键词： 应变率效应   混凝土   近场动力学   冲击荷载   裂纹扩展   数值模拟  

摘要： 混凝土材料产生的应变率效应会改变其在冲击荷载作用下的动态损伤过程。为此,基于键型近场动力学方法,通过改进力密度函数使其能够准确表征混凝土结构受力与动态破坏机制间的联系,建立了刚性圆柱体荷载作用下混凝土板损伤破坏过程的三维数值计算模型,并结合试验结果验证了该模型的有效性。最后,探讨了冲击荷载作用下初始冲击速度、刚性圆柱体直径以及混凝土板厚度等因素对裂纹扩展机制及结构破坏形态的影响。随着初始冲击速度的提高,混凝土板的破坏程度显著增加,裂纹网络由局部向大范围辐射扩展;圆柱体直径的增大显著扩大了混凝土板的损伤范围和裂纹复杂度,增强了材料的动态强度和能量分散能力;混凝土板厚度的增加使损伤范围先扩大后缩小,较厚板材在高应变率下更有效地阻挡和分散冲击能量,同时导致损伤形态更复杂。

关键词： 位移重建   LSTM神经网络   结构健康监测   数据缺失   数值模拟  

摘要： 本文提出了一种基于LSTM神经网络的桥梁位移缺失数据重建方法.通过有限元软件建立车桥耦合模型计算提取桥梁位移、加速度和应变的时程数据并使用LSTM神经网络进行位移重建,将LSTM神经网络重建的位移数据与基于单一加速度二次积分计算的位移数据和实际位移进行对比,验证了所提方法的准确性.结果表明:基于单一加速度二次积分计算位移的方法,滤波器可以避免低频漂移,但造成计算结果误差较大;基于LSTM神经网络的位移重建方法具有较高的准确性,各测点的每秒误差均小于10%,经过训练,实现了加速度与应变时程数据的融合,完成了较高精度的位移重建.研究结果能够为桥梁健康监测缺失数据的修复提供技术参考.

关键词： 大体积混凝土   水化热   温度场   现场监测   数值模拟  

摘要： 大体积混凝土的水化反应极易引起混凝土内外温差过大,由此产生的温度裂缝严重影响结构的整体性能。虽然现有关于大体积混凝土水化热温控措施的研究较为全面,但多数研究集中于局部参数优化,缺乏系统性的温控体系。此外,现有研究中的有限元模拟存在水化热模型过度简化、边界条件设置失准等问题,由此造成大体积混凝土水化热模拟精度较低,无法直接指导大体积混凝土浇筑。有鉴于此,针对大体积混凝土水化热效应引发的温度裂缝问题,通过数值模拟与现场监测相结合的协同分析方法,基于DIANA有限元软件建立了大体积混凝土水化热温度场模型,在此基础上,通过对实际工程大体积混凝土多点位布设传感器并进行精准监测,完成了对大体积混凝土浇筑温度场的研究分析,揭示了水化热温升演变规律及其控制机理,得到了影响大体积混凝土温度场的控制性参数。结果表明,基于DIANA有限元软件建立的大体积混凝土水化热温度场模型具有精度高和计算效率快等优点。研究成果可为大体积混凝土结构设计与施工提供参考。

关键词： 海底隧道   断层   衬砌   受力   变形   数值模拟  

摘要： 依托胶州湾第二海底隧道工程,针对隧道盾构段与沧口断裂并行的情况,采用有限元数值模拟方法,探究活动断层破碎带接触面形态、宽度及其与隧道距离等因素对隧道结构的影响。研究结果表明,断层上下盘围岩相互作用影响围岩位移场及应力场,进而影响隧道结构变形及受力;断层破碎带软弱程度对隧道结构的影响较小;断层破碎带越宽且距隧道距离越远,断层错动作用对隧道的影响越小。