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关键词： 焦散   导光棒   建筑光线设计   数值模拟   模型试验  

摘要： 焦散是一种在自然界中普遍存在的光学现象,在勒·柯布西耶设计的圣皮埃尔教堂中曾得到精彩应用,但其规律和在建筑光线设计中的应用仍待总结。经由光学分析,光线在经过导光棒时以反射的形式传播,据此可得圆柱形导光棒焦散以近似光圆锥形式投射的基本规律,但实际设计中大量导光棒的焦散效果预判则更为复杂。数值模拟和实体模型验证是建筑设计中最常用的研究方法,对于它们在导光棒焦散光线设计上的运用,可以通过光线追踪、几何计算、试样验证、缩尺模型等方法进行。运用这4种方法,以一个项目案例的设计过程为例,探讨并总结了导光棒焦散设计的基本方法和设计中需考虑的影响因素。

关键词： 小波分析   改进粒子群算法   损伤识别   数值模拟   结构试验  

摘要： 针对结构的损伤识别问题,本文提出基于小波变换–改进粒子群算法的方法来识别结构损伤。首先利用小波系数的奇异性来快速确定结构的损伤位置,然后利用改进粒子群算法计算结构损伤位置的目标函数最优解,从而识别结构损伤程度。为了研究小波变换–改进粒子群算法的有效性,考虑了不同损伤程度的数值模拟与试验,从而对小波变换–改进粒子群算法识别结构损伤的有效性作出评价。研究表明小波变换–改进粒子群算法在识别结构损伤时有很高的识别效率与精度,且具有良好的运行稳定性。

关键词： 海上风电   风暴潮   水动力   泥沙冲淤   海床演变  

摘要： 以2212号台风梅花为例,基于有限元数值模型,对位于江苏东台海域的海上风电场场址进行大小尺度模型嵌套的水动力-波浪-泥沙的耦合数值模拟,计算台风造成的风暴潮和风浪影响下的海床形貌演变趋势。结果表明:场区海床受台风影响下的冲刷和淤积程度比无台风情景下的结果更显著,在过境期间,台风能够增大海床的输沙率。采用数值模拟分析预测台风对海床造成的泥沙冲淤变化趋势,能对海上风电场海床泥沙冲刷风险评估以及海上风电场的安全保障和预测性运维提供科学的参考依据。

关键词： 微通道   肋片   传热   压降   数值模拟  

摘要： 微通道由于其小尺寸和高传热效率,在集成电路热管理领域受到广泛关注。为提升多核芯片中微通道热管理能力并进一步减少流动压降造成的损失,通过数值模拟对雷诺数为200~800的4种不同结构的微通道进行比较,以分析填充形式和肋片排列方式的协同作用对流动和传热特性的影响,包括完全填充顺排肋片微通道(MCFAR)、不完全填充顺排肋片微通道(MIFAR)、完全填充错排肋片微通道(MCFSR)和不完全填充错排肋片微通道(MIFSR);基于热力学第二定律利用熵产率指标评估流动和传热的不可逆性,采用性能评价准则(PEC)评估流动传热综合性能。结果表明:不完全填充肋片微通道中的流场与完全填充肋片微通道中相异,且肋片不完全填充时能够进一步破坏下游边界层,以较低的压降增加为代价强化传热;传热熵产率占总熵产率的大部分,强化传热是降低流动传热不可逆性的关键;当雷诺数为400时MIFAR结构显示出最佳的综合性能(PEC为1.76)。

关键词： 胶结充填   沉陷预计   弹性薄板理论   数值模拟  

摘要： 煤炭开采引发的大面积沉陷区常导致地质灾害频发,严重威胁地面建筑物及生态环境安全。逐巷胶结充填开采技术作为绿色开采的重要方法,以其“采—充”协同效率高、控制地表沉陷效果显著的特点,逐步应用于“三下”压煤资源的回采。以山西某矿25401工作面为研究对象,结合现场试验与数值模拟,系统探讨了逐巷胶结充填开采的工艺原理及优化设计。通过建立FLAC^(3D)数值模型,分析不同充实率条件下的地表沉陷规律,并对充填材料的配比及目标充实率进行优化。研究表明,当充实率达到85%时,地表下沉量由1289 mm显著减少至277 mm,沉陷系数由0.82降至0.18,有效满足了地表建筑物安全使用要求。基于“三循环”采—充协同工艺,以充实率为导向、压缩率为指标,确定充填材料配比为矸石质量分数35%、粉煤灰质量分数50%、水泥质量分数10%、添加剂质量分数5%。工程实践表明,采用该方案进行充填开采后,地表走向移动盆地中部最大下沉量为277 mm,充填开采对地表沉陷控制效果显著,实现了压煤资源的安全高效回收。

关键词： 隧道爆破   安全工程   框架建筑物   数值模拟   振动响应  

摘要： 随着地铁线路变得复杂,地铁隧道施工难免会从建筑物下方穿过,对建筑物安全稳定性产生一定的影响,造成安全隐患。因此研究隧道爆破对临近建筑物的振动规律具有安全意义。本文对高层框架建筑物在爆破振动下的破坏特性进行了理论研究。研究以深圳地铁6号线为例,采用有限元软件建立三维数值模型进行模拟,分析各种工况下建筑物振动影响。研究结果表明,高层框架建筑物的振动响应会出现一定的高层缩小效应和空腔效应,高层框架建筑物振速随着不耦合系数增加呈现下降趋势。同时,在装药直径不变的情况下增加炮孔直径,会降低炸药利用率。

关键词： 寒区重力坝   配合比优化   耐久性  

摘要： 为了研究寒区重力坝大体积低温升高体积稳定性,优化混凝土的配合比,满足高寒地区温控防裂和耐久性设计要求,采用水胶比、砂率、胶凝材料等不同原材料对配合比参数进行优化试验,得到满足严寒地区坝体混凝土耐久性设计要求的长寿命混凝土配合比。结果表明:水胶比降低可显著提高混凝土抗压强度,同时掺加矿粉可有效降低混凝土绝热温升,改善温控性能;优化后的配合比在满足设计强度和耐久性要求的同时,降低了胶凝材料用量,减少了温升风险,并显著降低了工程造价。结论:通过系统试验优化的混凝土配合比能够有效解决高寒地区重力坝施工中的温控防裂问题,为类似工程提供了技术参考。

关键词： 地铁停车场   软土路基   高边坡施工   施工方案   技术优化  

摘要： 该文依托某地铁停车场工程项目,针对其软土地基和高边坡施工过程中面临的技术难题提出了优化施工方案。文章首先分析了项目的复杂施工环境,明确了软土地基处理与高边坡施工的重难点;其次,针对软土地基,采用分层填筑、基底换填等优化措施,提升地基承载力和沉降控制效果;最后,在高边坡施工中,基于数值模拟对分级开挖过程的施工方案进行了优化研究。通过FLAC 3D软件对高边坡分级开挖的施工方案进行了分层数值模拟,研究边坡分级开挖施工过程变形机理与应力分布,明确了开挖深度、台阶高度及支护时机等关键参数对边坡稳定性的影响,提出使用锚杆框架梁及PCF复合防排水网垫等技术,增强边坡稳定性和防护性能。该文结合实时监测数据动态调整施工方案,有效保障了边坡的稳定性和工程质量。结果表明,通过优化地基处理工艺、分级开挖控制及复合支护技术的应用,提高了边坡的安全性和施工效率,为今后类似工程项目提供了参考。

关键词： 水闸   复杂地形   施工导流   分析  

摘要： 以安徽省池州市东流新闸为例,分析其施工导流特点和重难点,按不同类别与形式分析和选出可行的施工导流方案,对施工导流建筑物进行细化设计,并对其稳定性进行计算,计算结果满足相关规范要求,为类似水利工程施工导流设计提供参考。

关键词： 裂隙数量   破坏模式   力学特性   裂纹扩展   数值模拟  

摘要： 在复杂地应力和开采扰动的条件下,岩体常被裂隙结构面分割成非连续体,造成了岩体物理力学性质的各向异性,进而改变了岩体的力学响应与破坏模式。为深入研究裂隙几何特征对岩石单轴压缩力学特性及破坏模式的影响,结合单轴压缩试验和结构面数字摄影测量结果,建立了多裂隙条件下非均质岩石的单轴压缩离散元模型,开展结构面岩石的破坏机制和力学特征研究。研究结果表明,裂隙岩石的单轴压缩数值模拟可划分为3个阶段:无损伤阶段、裂纹萌生阶段和裂纹扩展—萌生阶段。随着裂隙数量的增加,岩石的弹性模量持续下降,峰值强度呈现下降后趋于平稳的演化规律。在应力应变曲线的峰后阶段,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏。裂隙网络的相互作用形成了受力构架体系,抑制了局部破坏,并为应力传递和微裂纹扩展提供了较为稳定的路径。裂隙岩石的破坏模式主要表现为拉伸破坏,裂隙尖端的损伤较为剧烈,且随着裂隙数量的增加,微裂纹倾角的倾向性减弱。微裂纹扩展虽然引起裂隙尖端应力集中区的部分应力释放,但在岩石失稳破坏时,裂隙尖端仍然是应力集中区域。研究成果可为揭示岩石与裂隙结构面之间的力学响应机制提供参考。