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关键词： 土石坝   防渗处理   施工技术   渗流控制   工程材料  

摘要： 土石坝作为水利工程中的重要设施,其防渗性能对工程的安全与稳定性起着至关重要的作用。随着水库、堤坝等工程规模的持续扩大,土石坝的防渗处理技术正面临着愈发复杂的挑战。因此,防渗处理技术的创新与优化显得尤为重要。本文从土石坝的渗流机理出发,对当前防渗材料的性能与技术应用现状进行了深入分析。在此基础上,提出了在施工过程中防渗技术的优化策略,旨在提升防渗效果。通过对传统防渗技术与新型材料的对比分析,本文进一步探讨了防渗技术的未来发展趋势,力求为土石坝防渗处理提供更为高效、可持续的解决方案。文章最后对防渗技术在全周期管理中的应用进行了展望,提出了智能监测与绿色修复等前沿技术的发展前景,并强调了持续创新在土石坝防渗领域的重要性。

关键词： 水闸除险加固   地球物理勘探   跨孔电磁波CT   岩溶发育   溶洞探测  

摘要： 广西北流市圭江水闸建成于1996年,是一座拦河闸坝工程,长期运行未曾进行过除险加固。由于坝基所在地层以石灰岩为主,岩溶发育可能造成坝基隐患,为确保水闸安全运行,需对坝体内部的岩溶发育情况进行调查。本文采用跨孔电磁波CT等地球物理勘探方法,在已布设的钻孔之间开展高分辨率探测,识别坝体下方的异常体。研究结果表明:圭江水闸坝基岩溶强烈发育,岩体较为破碎,在孔与孔之间探测到多处高吸收异常区,推测为溶洞和岩溶裂隙带,共圈定二十余处潜在溶洞以及十余条岩溶裂隙发育带。上述发现为水闸除险加固工程的设计提供了重要依据,对保障水闸长期安全运行具有重要的工程意义。

关键词： 泵站   厂房振动   瞬态流场   压力脉动   有限元分析  

摘要： 大型离心泵具有设计流量大、扬程高的特点，在启停过程中机组内部会产生显著的压力脉动。由于压水室、吸水室和座环直接埋设在混凝土中，压力脉动会通过压水室等结构作用到厂房上，引起厂房振动。为深入研究启停过程中厂房与泵组的振动响应特性，本文采用SST k-ω湍流模型对水泵启动与停机过程中的暂态流场进行了数值模拟，并以机组启停过程中压水室、吸水室和座环表面的暂态压力作为载荷，采用时间历程分析法对水泵与厂房整体结构进行了耦联振动分析。结果表明，压水室和厂房的变形与压水室内部压力变化趋势一致。压水室的最大变形出现在出口部位，厂房最大变形出现在压水室外包混凝土，且均发生在导叶开度较小的时候。离机组最近的水泵层振动最为显著，从水泵层至电缆夹层，离机组越远，振动逐渐减小；然而受厂房自身结构鞭梢效应的影响，电缆夹层以上楼层呈现出离机组越远振动越大的特征。研究结果为厂房结构的安全评价与设计优化提供了重要的理论依据。

关键词： 风电机组   轴承寿命   数值模拟   Weibull分布   可靠性评估   自助法  

摘要： 风电主轴承在其寿命可靠性分析中常面临缺乏寿命试验数据，为了探究风电主轴承疲劳寿命与寿命可靠性指标的关系，研究了一种基于计算机数值模拟仿真和Weibull图估计法的风电主轴承疲劳寿命可靠性评估方法。首先，根据Weibull分布和计算机数值抽样仿真，模拟了100组风电主轴承疲劳寿命样本。其次，利用Weibull图估计法获得轴承疲劳寿命分布的特征参数区间，基于统计分析评估了Weibull形状参数β、尺度参数η的95%置信度区间，并基于自助法扩大Weibull双参数样本量，计算了形状、尺度参数的估计值。最后，得到了风电主轴承疲劳寿命随寿命可靠性指标变化的关系曲线。将Weibull双参数估计结果与模拟假设值进行对比，得到正态拟合和自助法估计的β、η误差分别为4%、0.30%和3.91%、0.42%，可靠性指标随寿命变化趋势符合实际变化规律，因此，该方法可用于缺少试验数据的风电主轴承寿命可靠性评估。

关键词： 海底盾构隧道   承载性能   数值模拟   评估方法   管片结构  

摘要： 为合理评估超大直径海底盾构隧道结构安全状态，依托甬舟高速公路复线金塘海底隧道工程，建立盾构管片三维弹塑性损伤模型，开展盾构隧道结构极限承载力分析，研究高水压、不同拼装方案条件下盾构管片结构与接头承载性能，基于N-M承载力曲线，开展管片与接头结构承载力校核，并进一步结合工程案例分析，提出盾构隧道结构安全状态评估方法。结果表明：（1）错缝拼装方案管片极限承载力较通缝拼装方案提升了3.5%～10.8%，错缝拼装方案可有效限制接头变形，避免发生接缝防水失效，极限承载状态下两种拼装方案管片本体结构的损伤破坏程度均较低；（2）当管片接头承载力安全系数降为1时，通缝与错缝拼装方案管片结构承载力安全系数分别为1.46、1.31，即两种拼装方案管片结构力学响应特征均表现为管片接头首先达到极限承载力状态，然后接头塑性铰持续发展，管片收敛变形骤增，最后结构丧失承载力；（3）建议以接头承载力作为评估高水压超大直径盾构隧道安全状态的关键指标，设计阶段应加强管片接头设计与承载力校核，同时在运营阶段严格控制管片结构横向收敛变形。

关键词： 公铁两用桥   钢桁梁   风荷载突变效应   气动特性   数值模拟  

摘要： 为探究高速列车经过塔梁固结、塔墩分离体系的钢桁梁塔区时，风荷载突变效应对其的影响，利用计算流体动力学(CFD)软件模拟移动列车经过该体系塔区的过程，分析列车经过塔区时气动力系数的变化规律以及车桥系统的流场，随后在多体动力学软件中计算列车过桥的动力响应。研究结果表明，列车头车的气动力系数受塔区风荷载突变效应的影响最为显著，其阻力、升力以及升力矩系数分别突变了96.0%、81.6%和103.5%，相比之下，中车和尾车的气动力系数受到的影响相对较小；风荷载突变对列车的安全性和舒适性有显著影响，在20m/s风速下，列车轮重减载率、轮轴横向力、横向加速度峰值以及横向舒适性指标都超过了规范限值。对于本文研究的塔梁固结、塔墩分离体系钢桁梁，塔区风荷载突变效应会对桥上列车的高速运行造成不利影响，在分析列车过桥的动力响应时不能忽视该效应。

关键词： 高拱坝   服役安全   变形性态   分析、监控及预警   现状及展望  

摘要： 大坝安全关乎国计民生，被各国政府和国际社会广泛关注。我国西部地区已建、在建及拟建一批坝高超过200m的拱坝，这些巨型工程处于高山峡谷地区，受到多因素的协同影响，工程安全运行面临严峻考验，一旦失事将造成巨大的人员伤亡和财产损失。变形变化是高拱坝坝体、坝基结构性态变化的综合反映，研究并提出科学的高拱坝变形性态分析及安全监控理论，对确保工程安全服役意义重大。本文对拱坝变形性态分析、拱坝变形性态监控模型、拱坝变形性态预警准则的研究现状进行了评述，着重论述了3个亟需解决的关键科学问题，即：高拱坝-近坝山体变形时变效应互馈机制、高拱坝-近坝山体变形渐进灾变过程互馈机制、高拱坝变形屈曲失稳模式及预警准则。为高拱坝变形性态智慧监测、特征分析以及安全监控的研究提供新视角。

关键词： 微波加热   煤层气开采   电磁-热耦合   温度响应   数值模拟  

摘要： 微波加热作为一种加热速率快，易于控制的加热方式，可以快速提高煤层温度，改善煤体渗透性，进而提高煤层气的采收率。微波向地下煤层的传输与煤层的温度响应是开发新型煤层气开采工艺的关键。本文考虑了温度对真实煤层介电常数的影响，建立了微波间歇加热整体煤层的电磁-热双向耦合数学模型。采用COMSOL Multiphysics模拟不同参数下微波间歇加热整个煤层的温度场分布，探究微波间歇加热时长，微波频率，输入功率，对煤层温度分布的影响，最后基于石油工程中定向钻井和连续油管技术，提出了一种可实现大范围煤层微波加热的煤层气增产开采工艺。结果表明：(1)微波加热厚煤层时，采用短周期的间歇加热：加热四天，静置两天的加热方式，加热效果更优，且有效减少能量浪费。(2)频率对煤层平均温度与最大温度影响较小，与煤层穿透深度成反比。微波加热煤层时，260 MHz的微波综合平衡了穿透深度与温度场均匀性。(3) 微波功率对煤层温度与有效穿透深度影响显著，且呈正相关。在6000 W时温度梯度最大为581.3 K/m，易于诱发煤层热破裂，提高煤层的渗透性。有效穿透深度也在6000 W时达到最大。(4)新型煤层气增产开采工艺解决了微波远距离传输的损耗问题与煤层气倒流微波传输管道的问题，利用连续油管的特性实现了煤层大范围的微波加热。

关键词： 保温结构一体化   免拆模板   建筑外墙   反向拉拔试验   正向直剪试验   数值模拟  

摘要： 为提高建筑外墙保温层的力学性能并确保其与主体结构的协同工作能力,基于保温结构一体化理念研发了新型免拆模外墙体系。在该体系中,保温层兼作中间混凝土墙体的浇筑模板而无需后续拆除处理,且在浇筑过程中与连接件共同形成无空腔一体化结构。通过连接件的尾盘受拉试验以及两种免拆模板中连接件的拉拔试验和直剪试验,研究在浇筑混凝土墙体过程中连接件节点的力学性能;采用Abaqus软件对免拆模板进行数值模拟,对比两种免拆模板试件的破坏形态、荷载-位移曲线、抗拉拔承载力、抗剪承载力。结果表明:在拉拔试验和局部直剪试验中,连接件均未发生变形;复合板的拉拔承载力与直剪承载力分别为1.50 kN与1.93 kN,较热固板分别提升305%与2044%。有限元模拟结果与试验数据一致,表明试验结果有效。研究结果证实该体系能有效提高保温层的力学性能,简化施工流程。该研究可为该新型免拆模外墙体系的优化设计和工程应用提供理论支撑。

关键词： 隧道复合式路面   抗裂钉   反射裂缝   数值模拟   应力强度因子  

摘要： 为研究适用于隧道复合式路面的防反措施，采用有限元方法分析荷载、温度及荷载-温度耦合作用下，有仰拱和无仰拱隧道复合式路面沥青层接缝尖端应力强度因子的变化规律；提出抗裂钉技术，对比5种防反措施对于沥青层反射裂缝的防治效果。结果表明，车辆荷载作用下主要产生滑开型反射裂缝，无仰拱隧道复合式路面接缝尖端应力强度因子KII最大绝对值是有仰拱路面的3.65倍；温度应力作用下主要产生张开型裂缝，有仰拱路面KI最大值是无仰拱的1.22倍。抗裂钉技术对KI值的降低效果较弱，能显著降低KII，抑制滑开型反射裂缝的扩展，车辆荷载作用下KII最大绝对值减低56.77%，其防反效果远大于土工布和土工格栅，与钢丝加强网接近；5种措施防治反射裂缝的效果由强到弱分别为：应力吸收层、钢丝加强网、抗裂钉，土工格栅、土工布；抗裂钉技术适用于隧道复合式路面温度稳定段的反射裂缝防治，而温度变化过渡段的隧道路面处治可采用应力吸收层或钢丝加强网。