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关键词： 玄武岩纤维增强泡沫混凝土   细观结构   X-CT   Comsol   孔结构   力学仿真  

摘要： 为研究不同密度和纤维掺量的玄武岩纤维增强泡沫混凝土(BFRFC)的孔隙特征与单轴压缩力学性能,本文对两种密度下3种纤维掺量的试样进行X射线计算机断层扫描(X-CT)与单轴压缩试验,分析实测孔隙和纤维分布特征,利用Matlab软件二次开发了BFRFC微观结构的三维重构模型,基于Hashin失效准则和损伤变量建立BFRFC的渐进损伤模型,并采用Comsol有限元软件进行单轴压缩试验仿真模拟。研究发现,BFRFC的孔隙直径服从对数正态分布,孔隙率和平均孔径随着密度的增加及纤维掺量的增多而减小;BFRFC内部的纤维极角主要集中在15°~90°之间,而方位角则在0°~360°之间均匀分布;基于微观结构所建立的BFRFC试样仿真模型,结合材料软化特性的渐进损伤模型,可以有效模拟BFRFC单轴压缩过程;BFRFC中玄武岩纤维的添加显著提升了材料的力学性能,包括峰值强度和吸能能力,且单轴压缩过程中材料内部力学响应从外层向内层进行逐层传递。

关键词： 既有地铁结构   交叉下穿   新建地铁隧道   结构变形   数值模拟  

摘要： 以武汉地铁12号线交叉下穿既有地铁3号线工程为背景开展有限元分析,综合考虑12号线施工过程中最不利因素对既有地铁结构的影响,选取关键施工控制点对比分析多道施工工序下的既有结构变形,分析结果表明:新建地铁交叉下穿施工引起既有地铁结构位移变化值未超过变形控制值的要求。

关键词： 地基承载力检测   静载试验   触探试验   无损检测   数值模拟  

摘要： 借助静载试验、标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验等措施实施地基承载力检测,凭借测定地基在荷载施加时的变形特性、贯入阻力与触探阻力,测定地基土承载能力量级,组合采用超声波、地质雷达、遥感监测等无损检测技术方式,能够对提高检测精度起到助力作用,降低对地基引起的损毁,凭借数值模拟以及人工智能技术优化数据分析相关工作,增强承载力评估的精准度,科学选择检测方法可维护工程安全、优化地基设计策略、降低施工潜在隐患,增进地基稳定性及提升建筑的耐久性。

关键词： 电磁泵   数值模拟   液态金属   电磁仿真  

摘要： 小型电磁泵是一种三相环形线性感应式电磁泵,具有体积小、质量轻、效率高的特点,适用于液态金属输运。为深入认识电磁泵驱动液态金属流体的特性,对小型电磁泵开展了电磁-流体仿真工作,并与试验结果相验证。分别计算电磁泵在不同电流、频率、流速等工况下的流量-扬程特性曲线,仿真结果与试验结果符合良好,在试验测量范围内最大误差不超过8%。结果显示,这种方法具有计算精度较高、计算速度较快、对计算机性能要求较低的特点,可以应用于电磁泵设计迭代过程中。

关键词： 大采高   近距离煤层   上行开采   巷道位置   数值模拟  

摘要： 在近距离煤层上行开采过程中,回采巷道位置的选择对上部煤层的安全开采十分重要。以某矿区大采高开采为研究对象,通过数值模拟研究下层煤回采以及上行开采过程的围岩应力分布特征,并对上行回采巷道位置进行优化。研究结果表明,当下层煤工作面回采完成后,在区域煤柱与两端边界煤柱处均产生了明显的应力集中,应力集中系数为1.9~2.6。上行回采巷道内错布置时,巷道两侧垂直应力随着回采巷道内错距离的增加而减小,内错距离20 m为上行回采巷道的最优位置。结合现场勘探结果可知,当工作面两巷内错距离不小于20 m时,能够达到安全掘进和回采要求,验证了模拟结果的可靠性。研究结果为同类煤层上行开采巷道位置选取提供一定的借鉴。

关键词： 装配式地铁车站结构   液化   地震响应   变形适应性   数值模拟  

摘要： 为研究装配式地铁车站结构在地震设防区域可液化场地中的适用性,基于长春地铁双丰站的工程实际,采用有限差分软件FLAC3D开展可液化地层中装配式地铁车站结构的地震响应分析,并与相应的现浇地铁车站工况的计算结果对比,研究地基孔隙水压力、地铁车站结构的动力反应与上浮特征及装配式地铁车站结构的变形特点等。结果表明:与现浇地下结构计算工况类似,可液化场地中装配式地铁车站计算工况中,场地土孔压比呈现出三阶段:初始缓增阶段、中间急升阶段、最后平缓阶段;地震强度较高时,地下结构对周围土层发生液化具有的明显抑制作用;装配式车站结构的加速度反应小于现浇结构,体现了其在可液化场地中柔性适应地形变形的一面;侧墙与中板连接部位是结构强度控制的重点部位;在输入地震动的强度较低时,结构的竖向位移变化底板不同位置都表现出“起始少量下沉,随后急剧上浮,最后趋于下降”的发展阶段,但随着地震动强度的增加,这一现象逐渐不明显;装配式地铁车站结构在水平地震动作用下的变形更接近剪切型变形;其柔性连接比现浇车站的刚接更易适应较大的竖向相对变形,其抗倾覆的能力更好。

关键词： 能量桩   相变材料   数值模拟  

摘要： 能量桩兼具提取地热能和承担上部建筑荷载的双重功能,广泛应用于浅层地热能开发领域。将相变材料掺入到能量桩中既能增强能量桩换热效率,又能削弱温度引起的热机械响应。使用COMSOL建立相变能量桩的三维模型,探究制热工况下不同相变温度、相变潜热对能量桩热力学特性的影响。通过室内模型试验验证数值模型的可靠性,结果表明,数值模型的建立合理,桩身中点温度的相对误差平均值仅为4.35%。数值模拟结果表明,相变温度越低、相变潜热越大,桩身温度越小,桩热性能越好。

关键词： 矿山地质条件   深基坑工程   支护结构   数值模拟  

摘要： 本研究聚焦矿山区域复杂地质环境下深基坑支护结构设计与优化问题,该研究基于实地地质调查数据与工程实践经验,建立了适合有色金属矿山的地质条件分类评价系统,分析了岩土层结构、地下水特征、地形地貌等因素与支护结构之间的互相作用机理,提出了定量化评估模型,该模型能够精确预测不同地质参数对支护结构承载力及稳定性的影响程度。本文还详细论证了该方法学在两个典型有色金属矿区工程中的应用成果,为矿山深基坑工程提供了实用性强的技术支撑,对提升恶劣地质条件下支护工程的安全水平具有实际应用价值。

关键词： 空调室外机   开式轴流风机   叶轮改型   数值模拟   气动噪声  

摘要： 空调外机风轮直接影响了空调系统的能效、稳定性、噪声和环保性,也是提升空调系统整体性能的关键因素。基于叶轮四边界理论,结合数值模拟与实验研究,对空调外机风轮进行系统性优化。研究结果表明:叶前缘扩口设计可有效控制顶部及底部旋转涡流,使同转速下风轮风压与风量提升约10%,同风量下噪声降低1.3dB(A);叶顶前2%叶轮直径区域的反弯设计能够显著抑制叶顶涡流反吸效应与压力脉动,同转速下风量不变,同风量下噪声降低0.5dB(A)~1dB(A)。两种方案具有协同效应,同时采用可在同风量下使噪声降低1.7dB(A)~2.3dB(A),且低频段旋转噪声峰值降低3dB(A)~4dB(A),显著改善声学品质。

关键词： 预裂爆破   参数优化   数值模拟   分段装药   现场试验  

摘要： 白马铁矿因长期开采在采场东南帮及东北帮已经形成了高度超过200 m的高陡边坡,为维护边坡稳定需要在露天靠帮边坡处开展预裂爆破作业。首先对爆区岩石进行静力学试验获取了岩石力学参数,再根据预裂爆破理论设计了预裂爆破数值模拟方案,最后进行现场试验并检验预裂爆破效果。结果表明:药卷在32 mm及以上均能形成完整的预裂缝,随着药卷直径的增加,损伤云图中损伤范围及粉碎区范围增大,32 mm药卷在能形成有效破坏的同时使保留单元的损伤值最小为0.0552,最佳药卷直径为32 mm。1.6~1.9 m孔距均能形成贯通裂缝,随着孔距的增加,损伤范围及炮孔中心处有效应力呈减小趋势,对模拟结果进行分析,最佳孔距为1.6 m。现场试验采用分段不耦合装药,检测结果为半孔率80.6%、预裂面不平整度12.95 cm、降振率27.1%,爆破效果良好,可为露天靠帮预裂爆破参数设计提供参考。