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关键词： 桩基静载试验   桩身轴力   桩基承载力   数值模拟  

摘要： 大直径超长桩因其能够有效穿透软弱地层、传递上部结构荷载至较深稳定土层或岩层中,从而得到了大量的应用,为深入研究该桩型的竖向抗压承载性能,文章以南京市某大直径超长嵌岩桩静载试验工程为背景,对试验方案及试验数据进行了详细分析,并结合数值模拟的手段研究了各级荷载作用下桩身轴力随深度的变化规律。研究结果表明,极限荷载下各试桩荷载-位移曲线整体均呈缓变型,无明显陡升段,桩顶竖向位移分别为:29.22 mm、31.25 mm、32.57 mm,抗压承载能力满足设计要求;考虑了桩土间相互作用的桩基静载试验三维数值模型建立合理,桩顶最终沉降实测值、模拟值相差2.48 mm。各级荷载作用下,轴力均随深度递减,最大加载荷载作用下,桩底轴力约为2567 kN,桩基承载力还没发挥其极限值。

关键词： 抚顺西露天矿   矿坑蓄水   边坡稳定性   变形破坏   涌浪   数值模拟  

摘要： 潜在矿山地质灾害隐患的准确识别是做好矿区地质环境综合治理的先导。本文在抚顺西露天矿停采后或将面临蓄水成湖修复的背景条件下,采用数值模拟手段,结合地质调查和岩土试验结果分析了蓄水条件下矿区潜在边坡地质灾害的发生部位、变形破坏特征和次生涌浪强烈程度,并通过比较不同填土高度下隐患边坡的稳定性,提出了填-蓄工程优化建议。研究表明,在–150 m回填高程和–50 m蓄水位工况下,泥页岩软化及顶部断层活化诱发矿坑北帮边坡整体滑移沉陷变形,中下段约133.42×10^(4) m^(3)的岩土体局部失稳破坏,形成大型牵引式岩质切层滑坡。滑体入水引发涌浪,最大浪高约11.8 m,沿岸最大爬高约15.3 m,使北帮局部不稳定边坡、蓄水湖及外延11.6~30.6 m范围均处于滑坡-涌浪极高强烈程度区。对比发现,将矿坑填土高度调整为–100 m后再蓄水至–50 m,可尽量满足矿山修复的地质安全性(F>1.3)和经济可行性要求。研究结果可为矿区后续的地质灾害风险防控和地质环境修复治理提供参考。

关键词： 高速艇   数值模拟   气层减阻率   阻力  

摘要： [目的]为降低高速艇的功率消耗,[方法]基于黏性流体力学数值计算分析方法,采用流体体积(VOF)多相流模型进行模拟,并与目标船型试验结果进行对比。在此基础上,研究通气量和航速变化对滑行艇摩擦阻力和总阻力的影响,并分析气层滑行艇的阻力特性。[结果]结果表明:当体积弗劳德数Fr▽相同时,随着通气量的增大,总阻力和摩擦阻力的减阻率均呈现出明显的上升趋势;当Fr▽≤1.3时,减阻率上升到一定值后便趋于平缓,并略微减小;而当Fr▽>1.3时,通气量的增大导致减阻率的提高仍然呈现明显攀升的趋势。同一通气量下,随着Fr▽的增加,减阻率呈现出波动的状态,有着明显的峰谷。[结论]研究成果可为分析气层减阻效果受到的影响因素提供一定参考。

关键词： 高超声速飞行器   统一气体动理学格式   气体动理学无黏通量(KIF)   气动特性分析  

摘要： 为了探究和验证气体动理学方法在处理高超声速飞行器的准确性、鲁棒性和计算效率,采用统一气体动理学格式和基于SU2开源平台开发的气体动理学无黏通量(KIF)格式(SU2-KIF),针对来流马赫数Ma=6~12、飞行高度H=30~70 km以及飞行迎角5°~20°下,HTV-2典型高超声速飞行器的定常绕流开展了数值模拟工作,并对飞行器表面热流、压力的分布情况,以及气动力、力矩系数进行统计,分析了飞行器在飞行过程中的气动力和气动热变化情况。

关键词： 拦污栅   水动力特性   涡量分布   数值模拟   高保真  

摘要： 拦污栅下游闸门在动态启闭过程中,拦污栅将在不同流动雷诺数下工作,其水动力动态特性备受关注。为此,基于高时空分辨率的Incompact3d开源软件构架,采用浸入边界法处理复杂流固边界,研究了拦污栅在中低流动雷诺数下(Re≤3900)的水动力特性。结果表明:在中低流动雷诺数下,拦污栅的水动力特性与前缘涡脱落和尾迹涡的生成紧密相关,升、阻力系数都呈现周期性变化趋势。随着雷诺数增大,拦污栅时间平均阻力系数呈现逐渐降低的趋势,但升、阻力系数的频率逐渐增加。同时发现在Re≤3900时,随着栅条间距的减小,拦污栅时间平均阻力系数呈现逐渐升高的趋势,但升、阻力系数的频率逐渐降低。

关键词： 挤压性围岩   室内试验   大变形   数值模拟   现场实测  

摘要： 高地应力环境下,隧道开挖面易发生显著的挤压性围岩大变形,容易诱发隧道塌方、结构压溃、仰拱隆起等安全事故,合理的开挖方式对于确保隧道施工安全至关重要。为探究挤压性围岩隧道合理的开挖方式,采用室内三轴试验研究挤压性围岩的力学本构关系,并通过数值模拟和现场实测对比分析三种开方式下挤压性围岩隧道的变形规律。结果表明:挤压性围岩的力学特性与其所受围压密切相关,不同围压条件下,力学参数差异较大。单次开挖断面越小,对围岩的扰动范围越小,也能够有效降低围岩应力重分布的程度。弧形导坑三台阶七步流水开挖方法既可有效控制隧道变形,又能提升开挖效率,为最佳开挖方式。

关键词： 三维数值模拟   围堰   束窄水流   束窄度   水流结构   紊动特性  

摘要： 针对围堰束窄河道复杂的水流流态,建立了基于Fluent的三维水流数学模型以模拟玻璃水槽中概化的分期导流围堰束窄水流运动。在利用试验资料对模型进行验证的基础上,模拟分析了不同束窄度下围堰附近的水流结构和紊动特性。结果显示,围堰进口附近水流呈现明显的三维特性:进口附近纵横向水位差较大,水流发生偏转和下潜,横向上有环流产生;下游水流发生分离,围堰一侧形成回流,且槽底附近回流范围小于水面;紊动能主要分布在束窄段靠近围堰一侧、水槽底部、下游回流区以及主、回流区交界面附近;随着束窄度的增加,围堰进口附近纵横向水位差、环流强度、下游回流范围以及紊动能的强度和影响范围均逐渐增大。该研究结果可为分期导流围堰工程设计提供参考。

关键词： 地连墙深度   分层施工   变形特征   数值模拟  

摘要： 为探讨降水和开挖两种因素如何共同影响基坑的变形和受力情况,以汕头高铁站的基坑降水为研究背景,采用有限元分析软件ABAQUS,分析了在不同地连墙嵌固深度条件下,基坑在降水和挖掘过程中的变形特性。研究发现,随着基坑挖掘深度的逐渐增加,基坑周围的土壤会出现不同程度的下沉,特别是在基坑的中心区域会出现隆起的情况。随着地连墙嵌固深度的增加,第4次开挖后坑底的隆起量也逐渐减少。基坑开挖的水平位移图展现了两边的对称特性且最大的水平位移主要集中在基坑顶部墙体的附近,随着距离的增加,基坑外部的土体水平位移逐步减少。随着嵌固深度的增加,20 m和25 m的两侧土体水平位移相同,但是到30 m时,两侧的水平位移的量会减小。

关键词： 数值模拟   巷道支护   树脂锚杆   FLAC^(3D)  

摘要： 锚杆支护设计是一项系统而繁杂的工作,其锚固性能受多种因素影响。为了研究各类影响因素对锚杆锚固段应力与位移的影响作用,采用有限差分软件FLAC^(3D),结合坤达矿3209工作面巷道实际情况,对支护中各因素对锚杆锚固效果的影响进行数值模拟并分析,提出更加合理的支护方案,优化后的支护方案与优化前相比较,围岩顶底板位移量降低230 mm,巷道顶底板趋于稳定时间提前两周,使巷道围岩更加稳固。

关键词： 水闸   渗流   排水孔   减压井  

摘要： 水闸等水工建筑物的消力池设有反滤层及排水孔等排水设置,运行过程中排水孔常常发生淤堵、冒沙等破坏现象,导致排渗反滤功能失效,如果按原样修复,工程量大且影响工程正常运行。该文采用减压孔井技术,在原排水孔位置钻孔布置小直径的减压井,可以方便经济快捷地解决排水孔的淤堵和冒沙问题。工程实践表明,减压孔井处理后工程运行正常,社会和经济效益显著。