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关键词： 大坝   安全监测   坝基扬压力  

摘要： 目前已建成的碾压混凝土重力坝超过200m工程仅有光照、黄登,坝基扬压力作为重力坝的一项重要荷载对坝段的抗滑、抗倾覆等稳定性起着决定性作用。同时坝基扬压力能反映帷幕的防渗效果。文中旨在探讨经过长时间运行后200m级碾压混凝土重力坝坝基扬压力变化规律及影响因素,希望能够为高碾压混凝土重力坝扬压力分析提供一些参考和借鉴。

关键词： 蚁巢分布   水力破坏   数值模拟   孔压分布   稳定性系数   土石坝  

摘要： 【目的】白蚁在土石坝内筑巢严重损害了坝体的结构完整性,其复杂的巢穴结构能够显著改变坝体内部的渗流特性和应力分布。然而,目前库水位升降下坝体不同部位受到蚁巢影响的具体程度,尚缺乏明确的认识。【方法】以白龟山水库顺河坝为研究对象,建立有限元模型,选取坝体上下游布置六个监测点,分析不同蚁巢赋存及库水位升降下土石坝内部结构渗流特征、应力变形及稳定性变化规律。【结果】结果表明:(1)在设计洪水位下,蚁巢系统对坝体的渗流和稳定性具有显著影响,这种影响与迎水坡水位和蚁道通风口的位置密切相关,而与蚁巢本身的位置和尺寸关系相对较小。(2)蚁道的存在造成坝体内部形成渗流通道,使水流能够迅速通过坝体,导致坝体浸润线升高,从而使坝体基质吸力降低,同时蚁道直径的增加会导致浸润线下降速度变缓,增加了渗透破坏的风险。(3)蚁巢赋存下坝体孔隙水压力在高水位时增速与峰值均高于无蚁巢情景,并对水位变化呈现出高敏感性。(4)在位移场方面,蚁巢系统主要影响坝体蚁巢系统以上的区域,并随着库水位的升降变形幅度增大或减少。此外蚁巢规模越大,位移幅度也越大。(5)蚁巢系统的存在削弱了坝体整体稳定性,导致坝体安全系数降低。相较于蚁巢的位置和尺寸,水位升降速率对坝体安全系数的影响更为显著。【结论】有限元分析可以有效了解蚁巢系统对土石坝不同部位的水力破坏程度,揭示库水位升降速率和蚁巢规模对土石坝的水力破坏机理,快速评估土石坝的安全状况,为土石坝白蚁危害安全评价提供支撑。

关键词： 大悬挑钢结构   神经网络   位移响应   短期预测   数值模拟  

摘要： 以西安某地标建筑为研究对象,将神经网络与数值模拟相结合,通过神经网络对仿真数据集特征的分析,对结构进行短期预测。对施工加载阶段的实测数据和同工况下的模拟数据进行对比验证,利用数值模拟得到大悬挑钢结构在温度、地震以及降雨耦合作用下的结构响应仿真数据,并将其作为后续训练神经网络的基础数据。基于长短期记忆(LSTM)神经网络,建立多因素作用下结构竖向位移响应预测的深度学习模型,并引入全卷积神经网络(FCN)和门控循环单元(GRU)与LSTM神经网络模型进行对比验证。结果表明:数值模拟结果和施工实际监测数据拟合良好,验证了有限元模型的有效性;LSTM神经网络模型在仿真数据集上表现良好,能很好地拟合仿真数据趋势;在与其他两种神经网络对比中,LSTM神经网络模型在三种评价指标上均较优。

关键词： 悬臂掘进机   初支参数优化   数值模拟  

摘要： 贵阳地铁三号线黔灵山公园站—北京路站区间原计划采用钻爆法施工,但钻爆法会影响周边环境,因此改用悬臂掘进机进行施工。为保证施工安全并节约施工成本,设置了22 cm厚喷射混凝土+[14型钢初支优化方案,并采用数值模拟对优化方案进行分析。结果表明:优化方案与原方法围岩变形和应力、锚杆和初支应力分布规律相同,优化方案围岩最大变形为7.4 mm,剪应力最大值为1.229 MPa,围岩安全;喷层初支最大拉应力、压应力分别为0.209 MPa和-3.424 MPa,喷层安全。优化方案锚杆最大拉应力值为+284.89 MPa,锚杆安全。优化支护方案可以保证施工安全,降低工程成本。

关键词： 海洋平台   腐蚀防护   冲蚀磨损   数值模拟   流体力学   维修改造  

摘要： 众所周知,随着油田的增产,平台采油管汇内原油流速必定增大,一旦超过冲蚀速率,对管线的使用安全性会造成很大影响。如果更换管径,必然需要关停管汇阀门,从而使平台大面积停产,造成极大的资源浪费。因此,在海洋石油平台上,能最大程度降低平台停产概率的施工思路成为改造项目方案设计的关键考虑因素。本文主要采用流体力学模拟软件Fluent对管汇改造技术与工艺进行分析,为后续改造项目设计和施工提供参照和借鉴。

关键词： 固体氧化物燃料电池堆   数值模拟   规模放大   数据驱动   Kriging代理模型  

摘要： 数值仿真技术在固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)发展过程中至关重要,有助于探究内部物理参数分布和电化学特性,保证SOFC可靠运行,加快结构迭代优化。SOFC电堆是一个耦合多物理场、结构高度复杂的研究对象,其高昂的计算成本阻碍了大规模电堆的仿真优化。基于代理模型技术,该文提出在三维电堆模型中内置电池代理模型的联合仿真方法,采用数据驱动的代理模型替代电池尺度部分物理过程,实现计算域上代数方程对偏微分方程的替换,从而提高电堆数值模拟效率。仿真结果表明,简化模型可预测堆内状态参数不一致分布,与原模型保持了较高的一致性,预测结果可靠。基于简化模型的电堆数值仿真可降低模型自由度,减少计算内存,提高35%的计算效率,并可实现更大规模电堆的数值计算。可知,简化建模思路及仿真模型对SOFC规模化仿真以及性能分析具有实用价值,对电堆规模放大设计有指导意义。

关键词： 火法炼锌   塔式锌精馏炉   余热回收   换热器  

摘要： 为解决锌精馏炉砖砌室换热器漏风、串气引起的燃烧效率低、换热室余热利用率低等问题,通过重构换热器内流体相对位置和空间布置,设计一种高换热效率、易清灰的新型双级式列管换热器,并采用数值模拟技术对换热器烟道结构进行优化研究,利用综合性能指标等获得烟道优化结构。研究结果表明:采用新型双级式列管换热器可有效提升换热室密封性,从而提升换热效率,预热空气温度可提高37.6℃;缩短换热管与换热器北墙距离或在换热器顶部增加导流板,换热器综合性能均有所提升。

关键词： 地铁   盾构   桩基   渗流应力耦合   数值模拟   控制措施  

摘要： 采用三维数值模拟结果与现场实测数据相互印证,研究了基于渗流应力耦合的双线盾构掘进过程中桩基变形规律和桩身结构受力特征,并探讨了侧穿桥桩的保护措施及加固效果。结果表明:富水砂卵石地层中研究盾构穿越桩基工程时考虑渗流应力耦合使计算结果精度提高;盾构侧穿诱发桩基变形主要影响范围在距桩前后各10环管片宽度,桩身最大水平位移、最大弯矩和轴力均出现在隧道拱顶同一埋深位置,而桩端竖向位移最大,桩基在竖向上两端受压变形;采用袖阀管地面预注浆和洞内半环注浆加固条件下桩身水平位移、竖向位移、桩身轴力、桩身弯矩分别减小了79.4%,80.5%,70%,67%。

关键词： 富水砂层   盾构始发   地表沉降   加固范围   数值模拟  

摘要： 依托宁波轨道交通盾构隧道工程,利用精细化三维有限元差分法,结合理论值及现场监测值进行对比,分析了富水砂层始发端施工引起的地表沉降规律,提出预测端头加固范围的方法,并提供了其他安全施工的措施。

关键词： 水闸   水下机器人   无人船   质量缺陷  

摘要： 水闸是修建在河道或者沟渠中,主要起蓄水和泄洪作用的低水头水工建筑物,其水下的钢筋混凝土结构部分经过水流冲刷和水中化学元素的腐蚀,往往会有冲坑、裂缝、淤积甚至钢筋锈蚀等破坏。由于河道常年有水过流,目前大多数都是采用人工水下拍照和巡查,通过人工的拍照方式很难全面发现水闸水下结构存在的冲坑、裂缝、淤积等问题。本文主要通过水下机器人联合无人船对某水闸上下游及闸室段的水下结构进行监测,同时水下机器人及无人船在水下监测优于人工,且方便可靠,能较准确地反映水下部分存在的质量缺陷,能更好的为水闸安全运行和维护提供可靠的依据。