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关键词： 围岩稳定性   软弱夹层   地质环境   数值模拟  

摘要： 隧道工程的建设,常会遇见复杂的地质环境,其中围岩软弱夹层的赋存是最为常见的地质状况。且软弱夹层有着复杂的分布特点,将会对围岩隧道的施工开挖稳定性造成影响。依托工程实例结合数值模拟软件FLAC3D,展开不同倾角及厚度的围岩软弱夹层对隧道开挖施工稳定性的影响研究。结果表明:软弱夹层的存在严重影响着隧道围岩的位移及变形破坏情况;软弱夹层倾角为75°时的位移值最大且塑性区面积最多,对围岩隧道稳定性影响最大;在3 h厚度软弱夹层下,围岩的位移值最大为10.173 mm,其塑性区的分布贯穿了围岩截面,表明围岩失稳。

关键词： 网壳结构   抗风性能   MidasGen   数值模拟  

摘要： 本研究深入探讨了大跨度异形网壳结构采光顶在风荷载作用下的位移变形以及内力响应。利用Midas Gen软件建立有限元模型,对佛山苏宁广场购物中心项目的采光顶进行了详细的抗风性能分析。文章重点研究了采光顶在风荷载作用下的最大位移变形位置和数值,为大跨度异形采光顶的设计优化提供了宝贵的数据支持。此外,文章也详细分析了采光顶支座反力和内力变形情况,为结构的稳定性和安全性提供了重要的参考依据。

关键词： 氧气泡演化   时间系数   数值模拟   光电化学水分解  

摘要： 理解电极表面氧气泡演化对提升大规模水分解的效率具有重要意义.本文提出了一种基于气泡边界的溶解氧通量的电极表面氧气泡生长的数值模型,研究了反应区域和电流的大小对气泡生长的影响.结果表明,由气泡边界的氧通量计算得到气泡直径与气泡在化学反应控制阶段的生长关系吻合较好.随着反应区域增大,在气泡生长过程中,由扩散控制向化学反应控制阶段过渡的时间也变长.微电极表面的浓度峰值明显高于大电极表面的浓度峰值,从而导致微电极表面与气泡表面之间的浓度梯度更加陡峭.随着电流增大,气泡的生长速率增大,时间系数降低得越快.电流为0.06 mA时的气泡直径与光电解水实验中电流为0.1 mA的气泡直径能较好吻合.这是因为生长的气泡对光的散射会导致气泡底部电流密度的降低.

关键词： 油水分离器   响应面法   操作参数   结构优化   分离效率   数值模拟  

摘要： 油水分离器不仅可以有效分离油水混合物,还可提高生产效率、减轻环境污染,并降低生产成本。为了进一步提升油水分离器的分离效率,降低溢流压力损失,以设计的小型井下油水分离器为研究对象,基于响应面法,建立了油相密度、处理量和分流比3种操作参数与分离效率及压降之间的数学关系,分析了油相密度、处理量和分流比对分离效率和压降的单独影响,探讨了它们之间的交互影响关系,确定了最佳的操作参数组合形式,并对响应模型进行了验证。研究结果表明:方差分析与显著性检验显示模型的线性回归决定系数R~2分别为0.9729、0.9911,表明响应模型的相关性较好;当油相密度为800 kg/m^(3)、来液处理量为1.413 m^(3)/h及分流比为39.419%时,分离效果最优;优化后分离器分离效率由初始操作参数的79.56%提升至96.37%;操作参数优化后的分离器底流附近油相体积分数明显降低,溢流附近(油相出口)的含油体积分数提升了5个百分点。所得结果和研究方法可为井下油水分离器的结构再优化及现场应用提供指导。

关键词： 黏土   耙吸式挖泥船   数值模拟  

摘要： 硬质黏土挖掘是长期困扰疏浚行业的难题,针对连云港地区硬质黏土疏浚效率低下的问题,采用基于离散元的流固耦合数值模拟,针对不同黏聚力的黏土疏浚过程,进行黏土耙头切削数值特性研究。结果表明,常规压力高压冲水在疏浚软黏土时效果较好,在疏浚硬质黏土时无法进入土体,造成耙头切削阻力大、耙头堵塞等一系列问题,在施工硬质黏土时,应提高高压冲水压力,从而提高疏浚效率。

关键词： 爆破   切顶卸压   煤柱   集中应力   数值模拟  

摘要： 石炭二叠系煤层具有埋藏深、厚度大,煤层及其顶底板都很坚硬的特征。开采时,邻空巷道因为受到邻近工作面开采活动的扰动,邻空巷道矿压显现强烈,表现出两帮变形大、底鼓等现象。文章采取切顶卸压、设计合适爆破参数、理论计算、数值模拟等方法对煤柱尺寸进行优化,增加了矿井煤炭储量,提升煤炭回采率,实现了矿井正常可持续发展。

关键词： CFD模拟   通风系统   数值模拟   优化设计  

摘要： 主要探讨了基于CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)模拟的煤矿井下通风系统优化设计。首先,介绍了煤矿井下通风系统的基本原理和组成,并分析了现有通风系统存在的问题。其次,阐述了CFD技术在通风系统优化中的应用,研究了通风系统优化设计的理论和方法,提出了基于CFD的优化策略,并进行了参数化分析和优化目标设定。通过不同优化策略的模拟分析,讨论其在煤矿安全管理中的实际应用价值。最后,总结了研究成果,提出了CFD模拟的改进建议,并指出了其未来的研究方向。

关键词： 碳纤维增强复合材料   加固   箱梁   力学性能   数值模拟  

摘要： 碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固是预制混凝土箱梁目前常用的加固方式之一,然而,CFRP布纤维布设角度和纤维层数对加固效果的影响尚未明确,这限制了该加固方式的优化应用。本研究采用数值模拟的方法,系统地研究了铺设角度和纤维层数对钢筋混凝土箱梁力学性能的影响。通过模拟不同纤维铺设角度(正交、斜交、杂交)和不同纤维层数(2、4、6、8层)的加固方案,对比分析了加固后箱梁的初始刚度、峰值荷载以及破坏形态等力学性能指标。结果表明:采用CFRP布加固后箱梁的初始刚度有所提高,但增幅不超过10%。采用纤维正交和杂交的试件峰值荷载与未加固试件相比分别提高了40.19%和38.26%,斜交试件的峰值荷载仅提高了16.27%,表明纤维方向与箱梁轴向平行时(正交)加固效果较好。未加固或加固不足的箱梁被破坏时,仅会在跨中出现竖向裂缝,而加固充分的箱梁破坏时,还会发生箱梁腹板和翼缘的开裂。纤维层数的增加对试件承载力提升作用明显,当箱梁分别采用2、4、6、8层正交纤维加固时,与未加固的试件相比峰值荷载分别提高了14.69%、40.19%、42.15%和46.55%。当纤维层数超过4层时,虽然随着CFRP布厚度的增加,加固箱梁的峰值荷载依然会有所提升,但提升幅度较小,每增加两层提升约2%。由此可知,CFRP布加固能够显著提高预制混凝土箱梁的力学性能,尤其是峰值荷载,但存在一定的边际效应。本研究为优化CFRP布加固预制混凝土箱梁的设计提供了理论依据,有助于提高加固效果和经济性。

关键词： 水闸施工管理方法   水利施工   应用  

摘要： 水利工程是我国重要的基础设施之一,其施工质量的优劣将会直接影响决定我国经济发展现状,与大众生命财产安全紧密相关。因此相关部门要重视该工程,应该采取相应措施提高水闸施工管理质量。基于此,文章对水闸施工管理工作进行深入分析,阐述其基本原则,分析各阶段的管理方法,制定相应的提升措施,以期为相关工程提供借鉴与参考。

关键词： 大直径深竖井   复合地层   引水隧洞   数值模拟   围岩稳定性   滇中引水工程  

摘要： 针对深竖井在穿越复合地层时的围岩失稳风险问题,依托滇中引水工程香炉山隧洞大直径深竖井,使用FLAC 3D软件建立了计算模型,选取了6个监测位,对施工期井筒围岩稳定性进行了分析。结果表明:①在无结构面时,围岩变形、应力、塑性区都呈环状分布,围岩变形从临空面往外逐渐减小,且处于受压状态。②随着井深增加,Ⅳ,Ⅴ类围岩的变形、应力、塑性损伤深度增长较为明显;井深对Ⅳ,Ⅴ类围岩变形、应力增长的影响比结构面更加显著。③对于井深较大的Ⅳ、Ⅴ类围岩,在施工时应注重变形控制,且井深越大,越应尽早进行支护加固;同时,应关注塑性区深度对围岩稳定性的影响。研究成果可为其他类似工程提供参考。