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关键词： 空间变异性   隧道开挖   强风化板岩   围岩稳定性   数值模拟  

摘要： 采用直剪试验对含层理围岩抗剪强度参数进行标定,建立盾构隧道开挖数值模型,研究不同层理倾角条件下岩体中围岩松动区分布规律及盾构开挖后围岩变形分布规律。结果表明:层状围岩变形破坏形态与层理倾角相关,当层理倾角小于45°时,主要为层理拉伸破坏,当层理倾角为45°~60°时,主要为拉剪破坏,当层理倾角为60°~90°时,围岩破坏模式为围岩层理间的剪切破坏;含层理构造时围岩松动区深度可达1.4~2.2倍隧道开挖直径;围岩松动区范围及延伸方向受层理倾角影响,松动区分布具有明显的非对称性。

关键词： 土石混填路基   数值模拟   物理特性   力学特性   稳定性  

摘要： 基于某一级公路土石混填路基工程,通过室内试验和数值模拟,分析了土石混合料的物理特性、力学特性以及二者对路基稳定性的影响。在物理特性分析中,发现土石混合料级配良好。力学特性分析揭示了土石混合料抗压强度在最优含水率和干燥状态下的差异,并得出混合料抗剪强度在不同含水率下的变化规律。数值模拟分析结果反映了路基沉降和土压力的变化情况。研究认为,土石混合料的物理特性和力学特性对路基稳定性有着显著影响。

关键词： 双坡式顶棚   顶棚羽流射流   数值模拟   低温区   羽流流动卷吸  

摘要： 本文通过试验和数值模拟研究了双坡式建筑顶棚羽流射流火灾行为特性,分析了顶棚夹角对顶棚下方温度分布及羽流流动卷吸行为的影响。结果表明,在水平顶棚条件下,射流温度从撞击点开始向外围逐渐降低。随着顶棚夹角减小,射流温度的变化趋势表现为:随着与撞击点距离的增加,无论是在屋脊还是斜坡方向上,射流温度均呈现出先升高后下降的特征,即双坡式顶棚在羽流撞击点区域出现局部低温区的现象。特别是在火源功率较大、顶棚夹角较小时,该低温区现象更加明显。此外,双坡式顶棚结构会限制羽流沿斜坡方向的流动,角度越小,羽流在斜坡方向受到的抑制作用越强,导致羽流更多沿屋脊方向扩展。采用数值模拟方法量化揭示了双坡式顶棚对空气卷吸的限制作用,发现随着角度减小,顶棚下方单位长度空气卷吸量不断降低。研究对于双坡式顶棚建筑防火设计具有指导意义。

关键词： 页岩油藏   射频加热   电热耦合   温度场   数值模拟  

摘要： 陆相页岩油是我国非常规油气战略突破的重点领域,其有效开采可依托于井下射频加热技术,但该技术在国内尚处于初步探索阶段,升温降黏主控因素不清。基于数值模拟方法,以现场页岩油藏中水平加热井为研究对象,结合经典电磁波传播与热传导理论,考虑了储层性质随温度和频率的变化,建立了射频加热温度分布预测模型,揭示了射频加热储层电磁波传播机理,形成了射频加热油藏数值建模方法,综合分析了储层物性、射频参数对加热效果的影响规律。结果表明:储层比热容和导热系数随温度的变化关系式可以反映实际加热过程,保证了电热耦合模型的准确性;当储层持续加热30 d且射频频率恒为8.0 MHz时,天线中心处为储层最高温度峰值,且储层温度随轴向(X轴)径向(Y轴)距离的增大而降低。以x=0为中心,轴向有效加热距离为14 m(即±7 m);储层最高温度随岩石比热容和导热系数的增大而降低;在原点天线附近区域(-5 m

关键词： 单桩海上风机   荷载作用   振动控制   双向调谐质量阻尼器  

摘要： 采用渤海18号冰区实测数据,以NREL 5 MW单桩海上风机结构为例,采用ANSYS有限元软件建立风机模型,分析了调谐质量阻尼器(TMD)和双向调谐质量阻尼器(B-TMD)对风、海冰、海流荷载联合作用下单桩海上风机结构双向振动响应的减振效果。结果表明:B-TMD对塔筒能够起到双向控制作用,同时降低了面外和面内风机塔筒的振动响应,对于塔筒的控制效果更好;B-TMD对塔筒顶端面外和面内位移控制效果随着质量比增大而提高,受风冰角影响不大;B-TMD鲁棒性较差,面外和面内的阻尼器参数分配极易影响控制效果,当面外和面内阻尼器参数相同时,B-TMD能够发挥最优的控制效果。

关键词： 抗拉强度   巴西劈裂   离散元   破裂模式  

摘要： 层理倾角对层状岩石的抗拉强度具有较大影响。以煤矿典型顶板砂质泥岩为研究对象,制取了轴向垂直于层理方向的圆柱试件,并开展了巴西劈裂试验和相应的离散元数值模拟研究,以探讨层理倾角对抗拉强度的影响以及不同倾角下岩样的破裂模式。结果表明:试件的抗拉强度各向异性明显,通过平面应力解析解得到修正系数,进而对抗拉强度进行了修正;随着倾角增加,修正后的抗拉强度逐渐减小;数值模拟结果与室内试验数据吻合程度较高,试件的破裂模式可划分为切层式、复合交叉式和顺层式3种类型。不同层理倾角下砂质泥岩的变化规律及其破裂模式能够为相关顶板岩层稳定控制及相应的工程设计提供参考。

关键词： 零面差车门系统   玻璃导槽密封条   尺寸公差   数值模拟   结构优化  

摘要： 以某车型的零面差车门系统作为研究对象,构建玻璃导槽密封条的有限元模型,借助***软件计算当后门滑动玻璃与固定玻璃间隙发生变化时玻璃导槽密封条的压缩载荷,仿真结果显示,一旦间隙值比设计值减小1.2 mm,密封条压缩载荷由6.7 N/dm急剧增加到28.9 N/dm,进而得出玻璃升降卡死时的间隙公差临界值为±1.2 mm。借助公差分析软件3DCS构建零面差车门系统的公差模型,同时运用蒙特卡洛算法进行20000次虚拟装配,得出后门滑动玻璃与固定玻璃间隙的公差波动区间为±1.39 mm,超出临界值(±1.2 mm)的概率为0.89%。对零面差车门系统的匹配结构进行优化,并进行公差校核,优化后间隙公差波动区间为±1.1 mm,超出临界值(±1.2 mm)的概率为0。某车型小批量试制阶段随机抽取30份样本采集数据,结果显示间隙波动区间为±1.08 mm,未出现玻璃升降卡滞或卡死现象,满足设计目标。有限元法和尺寸公差的深度结合,对柔性系统的结构设计和性能仿真具有重大指导意义,能最大程度保证数值模拟与实际高度吻合。

关键词： 竹缠绕管道   隧道逃生通道   冲击载荷   数值模拟   减碳  

摘要： 逃生通道是隧道施工过程中预设的重要安全设施,然而现有逃生通道存在移动困难、施工干扰大、使用成本高等问题,限制了其推广应用范围,造成不必要的施工安全隐患。在兰合铁路考勒隧道项目中,研发一种可用于隧道逃生通道的竹缠绕管道,并通过有限元计算分析,模拟冲击荷载作用和静力荷载作用两种工况下的受力情况。结果表明,所设计的竹缠绕管道在冲击荷载作用下,动力性能优于现有技术;静力荷载作用下,力学性能指标满足使用要求。基于竹缠绕管道设计的嵌套伸缩式自动逃生通道工装实现了逃生通道的自动化,并在项目中成功应用,且竹缠绕逃生通道相较于传统技术,综合减碳效果达到60%以上。

关键词： 铝合金   钢   磁脉冲焊接   数值模拟  

摘要： 该文通过LS-DYNA^(■)对3003铝合金外管与Q235钢芯轴间的混合结构的磁脉冲焊接进行了数值模拟,观察并分析了接头的形成过程以及工艺参数对碰撞速度和角度的影响。结果表明,外管在径向截面变形较均匀,而在轴向截面会产生碰撞角度;放电能量的增加会提高外管的速度和加速度,但对碰撞角度影响不大;更长的碰撞距离会得到更大的碰撞速度和角度。所研究结果可为管轴混合结构磁脉冲焊接的实际应用提供指导。

关键词： 石英胶结   黏土矿物包壳   颗粒包壳   相场建模   砂岩   储层质量   石英次生加大  

摘要： 石英颗粒表面的黏土包壳是决定砂岩储层孔隙度和渗透率大小的关键因素,直接影响碎屑岩储层质量。基于共轴石英胶结的多相场模型,通过数值模拟实验研究黏土包壳参数对砂岩储层中石英胶结量、孔隙度、渗透率及其相互关系的影响。研究主要取得5项进展:①为了在三维数字砂岩模型的石英颗粒上模拟出逼近实际的各种黏土包壳形态,研发了一套新的预处理工作流程。②分别对发育石英单颗粒和多颗粒的砂岩开展共轴生长胶结的数值模拟实验,揭示出控制石英胶结量的主要包壳参数,即暴露锥面的生长方向、包壳覆盖率和包壳形态等。③黏土包壳形态对胶结具有显著影响,其中层状包壳形态的胶结速度较快;包壳覆盖率与砂岩孔隙度和渗透率呈正相关关系。④石英颗粒结晶垂直方向上胶结物生长速度最小,演化中后期斜角方向生长速度较水平方向更快。⑤动态演化过程模拟结果与实际对比验证显示,20,40 d后的包壳形态模拟结果与天然样品中观察到的形态高度相似,证实了包壳三维数值建模新方法的有效性。该套黏土包壳数值模拟方法和研究成果有助于改进砂岩储层表征结果和预测模型。