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关键词： 流量系数   淹没流量   水闸   灌溉渠道  

摘要： 本研究为分析在淹没条件下使用灌溉闸门测量水流流量的可能性。在1:20比例尺水工模型上进行了闸门泄流能力的水力学试验,对闸门的淹没流量进行了测量。同时,建立了分析闸门流量系数的模态图和关系式,探讨利用已有的淹没闸门泄流能力模态图确定模型闸门泄流能力的可行性,阐述不同安装工艺导致的闸门断面变窄对闸门过流能力的影响。分析证实,利用淹没式闸门公式估算灌溉闸门过闸流量的可行性。

关键词： 顶板离层   离层机理   支护设计   数值模拟   注浆锚索   离层预警  

摘要： 为了应对顶板离层带来的安全问题,分析其产生机理并对该类事故进行巷道支护优化和预警。以内蒙古鄂尔多斯某矿四盘区某工作面材料巷为工程背景,通过理论分析、数值模拟分析了巷道跨度、高度以及地应力和围岩抗弯刚度的影响,并通过数值模拟得到伪顶和直接顶离层高度为43 cm。根据大断面巷道支护机理,采用锚网梁联合支护,对破碎离层区采取锚索五花布置高预应力锚索和注浆锚索进行支护和注浆维护,很大程度上减少了顶板离层量以及关键层的破断以及离层带来的地表沉降。根据顶板离层的临界值和预警值进行监测,大大提高了巷道的安全性。

关键词： 降落伞   雷诺数   阻力系数   数值模拟  

摘要： 基于LS-DYNA软件中的任意拉格朗日-欧拉方法(ALE方法)通过改变面积和来流速度两种方式改变降落伞雷诺数,获取雷诺数对降落伞开伞性能和阻力特性的影响,为低雷诺数风洞试验的小型降落伞试验数据向大型降落伞进行缩尺外推提供参考。通过对不同速度和面积下伞衣的外形、开伞时间、最大动载和阻力系数的情况进行比较,得出以下结论:来流速度在20~50 m/s的范围内,对相同面积的降落伞,来流速度越大,雷诺数越大,开伞越快,最大动载越大,稳降阻力越大,稳降阻力系数越小;相同雷诺数下,降落伞面积越大,开伞越慢,最大动载越大,稳降阻力越大,稳降阻力系数越大;相同来流速度下,降落伞面积越大,雷诺数越大,开伞越慢,最大动载越大,稳降阻力越大,稳降阻力系数越大。

关键词： 空间变异性   插值法   滑坡稳定性分析   数值模拟  

摘要： 由于自然界中土体参数空间分布具有差异性,在滑坡稳定性分析中,传统方法对同一层岩土体赋值统一参数,忽视了空间变异性的计算结果难免会存在较大的误差。为此,研究考虑土体参数空间水平变异性,基于地质统计学中的区域化变量理论,以云南省柳树塘滑坡为工程背景,选取克里金插值法、反距离加权插值法和径向基函数插值法,通过插值黏土层和粉质黏土层中黏聚力c、内摩擦角φ值等参数,分别获取该层土体未知点处参数值,结合数值模型分析传统方法和插值法赋值参数的滑坡变形情况。研究结果表明:滑坡变形分析中考虑参数空间水平变异性明显优于传统方法;对于土体强度参数黏聚力c、内摩擦角φ值的空间水平向变异性,反距离加权插值法较径向基函数插值法和克里金插值法好。

关键词： 露天开采   爆破飞石   数值模拟   炮孔填塞   飞散距离  

摘要： 爆破飞石问题是露天矿山作业中需要面对的灾害之一。为了研究露天矿山爆破飞石对周围安全影响,以惠州市大亚湾区霞涌晓联建筑用花岗岩矿露天开采爆破工程为背景,通过理论分析结合数值模拟手段,研究120 mm与150 mm两种孔径炮孔逐孔爆破时飞石危害。研究发现:经过理论计算,炮孔孔径为120、150 mm时飞石飞散距离均小于飞散物安全允许范围值;数值模拟分析抛掷的飞石最大横向位移仅为90 m;有效填塞下爆破冲孔的飞石最大距离仅为21 m。结果表明:基于晓联建筑用花岗岩矿背景,采用120 mm与150 mm两种孔径分区逐孔爆破,产生飞石对周围建筑无危害,采用爆破填塞后大大降低飞石危害。并提出安全建议:加强孔网参数控制和覆盖防护,保持良好的炮孔堵塞,均能有效降低爆破飞石危害。

关键词： 沿空掘巷   非对称性差异化支护   数值模拟   围岩变形   塑性区  

摘要： 为解决沿空掘进巷道受采空区侧应力影响作用大,巷道围岩控制难度大、易变形,巷道维护及安全管理难度大等问题,以N1105综采工作面回风巷为工程背景,采用FLAC3D软件进行数值模拟分析,确定出采空区侧煤柱留设宽度为8m,并结合巷道地质条件及现场开采实际情况,提出沿空掘巷非对称性差异化支护技术。通过对在相同地质条件下对称性支护方式和非对称性差异化支护方式巷道围岩应力变化及塑性区分布特征进行模拟分析得出:非对称性差异化支护方式下巷道煤柱侧围岩应力集中范围更小,其应力集中区范围在距巷帮2~3m左右,煤柱帮围岩塑性区范围比对称性支护方式下减小约2.0m。应用结果表明:工作面回风巷在掘进90d后,巷道围岩变形基本趋于稳定状态,巷道顶板下沉量、实煤体帮和煤柱帮巷帮移近量分别为275mm、230mm、280mm左右,围岩变形量在允许可控范围内。

关键词： 地下洞室群   施工通风   参数化建模   数值模拟   通风方案  

摘要： 地下洞室纵横交错的布置形式和平行交叉的掘进方式导致通风散烟难度大,而其通风效果直接影响工程的施工进度和安全。以某地下水封洞库工程为研究对象,采用Addins方式对OpenBuildings Designer软件进行二次开发,参数化构建地下水封洞库BIM模型,并依据与工程相符的初始条件和边界条件,通过标准k-ε湍流模型和组分运输模型精细化模拟洞室内风流场分布与有害气体迁移。研究结果表明,相对于风管出口到工作面的距离,其在截面的位置对二衬步距范围内通风效果的影响更大;当风管出口位于拱顶中央且距工作面50 m时,二衬步距范围内的通风效果最好,仅需9.7 min的通风时长即可满足施工人员长期作业的需求;洞室内有害气体存在汇集于连接巷道、施工巷道等主通道内的现象,可考虑在主通道内有序间隔布设射流风机以提高其通风效率。

关键词： 地质灾害   崩塌   数值模拟   危岩   稳定性评价  

摘要： 聚焦乌鲁木齐市红山公园虎头峰危岩,采用现场调查、力学计算模型等方法对危岩稳定性进行量化评估,并结合具体危岩单体案例,深入分析其稳定性变化规律及潜在风险影响范围。研究认为:红山公园虎头峰危岩稳定性普遍较差,在自然环境变化及外部荷载作用下极易发生崩塌灾害,根据数值模拟与稳定性计算结果以及结合现场情况对研究区采用局部防治方法可有效降低危岩对景区及周边社区的威胁,也可为类似地质灾害研究与防治提供参考。

关键词： 变压吸附   焦炉煤气   制氢   数值模拟   热冲洗再生  

摘要： 为提高变压吸附法制氢工艺性能,提出了一种热冲洗增强再生的八塔二十四步变压吸附工艺。该工艺采用活性炭和5A分子筛作为吸附剂,基于原料气中各组分在吸附剂上的吸附数据,利用商业软件Aspen Adsorption进行了模拟研究。通过数值模拟分析吸附塔内部温度、压力、组分等状态参数对工艺性能的影响,确定适宜的操作条件。研究结果表明,缓冲罐的引入显著提高了氢气的回收率和生产能力;热冲洗则增强了吸附塔的再生效率,从而提升了氢气产品的纯度,最佳冲洗气温度为333 K。与传统工艺相比,热冲洗增强再生制氢工艺将纯度由98.781 6%提升至99.345 6%、回收率由85.36%提升至86.01%,生产能力和能耗分别为2.05 mol·(kg_(ads)·h)^(-1)和16.80 kJ·mol^(-1)。

关键词： 轨道交通   数值模拟   现场监测   筏板基础   转换层结构  

摘要： 本研究针对下卧轨道区间隧道结构保护中的关键工程技术问题,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,对下卧轨道区间隧道结构安全影响进行了总结和分析。研究结果表明:筏板基础方案通过整体性荷载传递机制,对区间隧道洞周围岩扰动较小,拟建项目实施全过程引起的轨道区间隧道各项变形指标较小,对轨道运营安全的影响风险具有更优的可控性。同时,基于实际监测数据验证,筏板基础方案的模拟预测值与现场实测值的最大偏差不超过20%,关键断面变形吻合度达80%以上,展现出良好的工程适用性。研究成果可为类似轨道交通枢纽工程的结构选型提供实践参考。