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关键词： 矩形顶管   背土效应   数值模拟   塑性区   预判理论  

摘要： 在矩形顶管掘进过程中，管土摩擦力的存在会不可避免地引发背土效应，甚至可能诱发“背土效应破坏”。依托杭州西溪湿地软土矩形顶管工程案例，针对浅埋矩形顶管中的背土效应，建立了矩形顶管施工顶进全过程的三维数值模型，并提出了整体背土破坏滑裂面模型，基于该模型对浅埋矩形顶管整体背土破坏理论计算公式进行修正，提出了浅埋情况下的极限覆土厚度计算方法。并对施工中的各项参数进行了影响因素分析，就如何在实际工程中避免整体背土效应提出了建议。研究结果表明：整体背土破坏滑裂面模型由应力扩散区和拱形塑性区两部分组成，应力扩散区的起始点在顶管机上顶面，拱形塑性区一直延伸至地表；在实际工程中，土体内摩擦角、黏聚力、顶管深宽比越小，或者平均摩擦系数越大，工程越容易发生背土破坏。

关键词： 市域铁路   道岔连续梁   贝雷梁支架体系   数值模拟  

摘要： 本文以某市域铁路6×35m四线道岔连续箱梁为例,深入研究贝雷梁支架体系设计。详细阐述了支架上部结构与下部结构的构造,并通过Midas Civil软件进行数值模拟验算,分别对上部结构及下部结构关键组件在荷载组合包络效应下的力学性能进行分析。结果表明:该支架体系整体及各部分在承载力特性、变形挠度指标以及基础承载能力等方面均符合设计与规范要求,为类似市域铁路工程支架体系的设计提供了参考依据。

关键词： 岩溶区   隧道   数值模拟   层次分析法  

摘要： 以梧州市某在建高速公路分离式双洞隧道为依托,针对岩溶区隧道施工稳定性及预警评价体系展开深入探究。运用数值软件FLAC3D,分别建立赋水通道和赋水溶洞的数值模型,研究不同赋水条件及溶洞位置对隧道应力、位移和塑性区分布的影响。结果表明,赋水通道满水和赋水溶洞位于隧道底部时,隧道结构面拉应力大、位移变化明显、塑性区占比高,极易引发突涌水和结构失稳。此外,运用层次分析法构建隧道预警及风险评估系统,并采用Python编程语言搭建风险预警平台。经实际工程验证,该平台预测准确率较高,能为隧道施工提供有效的风险预警和决策支持,对指导岩溶区隧道工程建设具有重要意义。

关键词： 破片冲击   碳纤维增强聚合物复合材料   有限元模拟   失效行为  

摘要： 碳纤维增强聚合物(carbon fibre-reinforced polymer,CFRP)复合材料在破片冲击作用下的复杂侵彻行为和失效机制尚不明确,这一现状制约了其在防护领域的应用。针对实验手段在获取侵彻历程信息时面临的监测难度大、成本高昂等问题,构建了CFRP复合材料破片冲击有限元分析(finite element analysis,FEA)模型,采用基于应变的三维Hashin失效准则,并引入强度的速率依赖性关系。通过与实验结果对比,验证了FEA模型的有效性。模拟结果表明,在不同TNT当量和破片距爆点距离的条件下,破片的初速度和撞击倾角存在显著差异。将破片相对于靶板上不同平面间的倾角分别定义为α和β。固定冲击速度仅改变倾角α时,试样的吸能效果和冲击速度敏感性未表现出明显差异,而改变倾角β时试样的吸能效果和冲击速度敏感性差异显著。当β=0°时,CFRP复合材料在195~392 m/s的速度范围内表现出明显的冲击速度敏感性。当α=0°时,CFRP复合材料在195~392 m/s的冲击速度范围内的冲击速度敏感性随着β的增大而逐渐减弱。可视化的侵彻过程和破坏区域表明,接触面积、接触时间和变形程度是导致CFRP复合材料吸能效果和冲击速度敏感性差异的重要因素。

关键词： 尾矿坝   浸润线   排渗加固   水平排渗管   渗流控制   数值模拟  

摘要： 一铀尾矿库坝体沉积结构复杂、排渗设施设置不足，导致浸润线最小埋深小于规范限值。基于GeoStudio软件开展了尾矿坝渗流及稳定性数值模拟分析，系统分析了正常水位、设计水位、特殊水位下，采取排渗加固措施前后坝体浸润线、抗滑稳定安全系数的变化规律。结果表明：未采取排渗加固措施时，正常、设计、特殊水位下浸润线最小埋深分别为1.74、0.93、0 m，特殊水位下浸润线自140.9 m平台上部的堆积坝坡逸出；相应的坝体安全系数分别为1.329、1.321、1.291；设置水平排渗管进行排渗加固后，坝体浸润线埋深增加3.48～4.59 m，正常、设计、特殊水位下的安全系数分别增至1.431、1.425、1.402，增幅达7.68%～8.59%。排渗加固措施可有效改善尾矿坝渗流条件，显著降低坝体浸润线高度，提高坝体稳定性，渗流控制效果较好。研究成果可为尾矿坝排渗加固设计提供强有力的技术支撑，为尾矿库安全稳定运行提供参考。

关键词： 双机抬吊吊具   十字形结构   数值模拟   工程应用  

摘要： 随着装配式建筑发展的加快,预制厂施工任务和种类逐渐增多,某些预制场存在吊装设施不满足工程生产需求的问题。为解决该问题,设计一种双机抬吊吊具,采用业内较为安全稳定的“十字形”结构方案,并通过ANSYS数值模拟进行验证该吊具的可行性。目前该双机抬吊吊具投入某码头的建设生产过程中,应用效果表明,该吊具具有稳定性、安全性好,可循环利用等特点,降低整体吊装成本,提升效益。

关键词： 激光冲击强化   组合梁   残余应力   疲劳寿命   数值模拟  

摘要： 为探究激光冲击强化技术对大型结构构件疲劳寿命的提升效果,该研究提出对一种高强钢-混凝土组合梁疲劳裂纹发展区域进行激光冲击强化处理。基于已有的钢-混凝土组合梁静力与疲劳试验数据,采用数值模拟软件ABAQUS来模拟激光冲击强化组合梁底部裂缝发展区域产生的残余应力场,并将模型应力数据导入疲劳分析软件FE-SAFE中进行疲劳分析。对比分析6种激光参数下残余应力场在平板模型中分布特征以及24根激光冲击强化试件梁的疲劳寿命,得到主要结论如下:当光斑重叠率为50%时,激光冲击能有效地在Q550高强钢表面产生均匀分布的残余压应力;激光点相互间有残余应力增益效果,在同一激光参数下,由多点冲击产生的残余压应力场深度及水平相较于单点冲击有可观的提高;在疲劳裂纹发展区进行激光冲击强化处理能有效提升钢-混凝土组合梁疲劳寿命,在该文选定激光参数下试件疲劳寿命最高提升了33.36%。

关键词： 无油螺杆压缩机   共轭传热   热流固耦合  

摘要： 无油双螺杆压缩机,当其工作转速上升时,较高的工作压力要求工作腔密封间隙很小;而太小的密封间隙可能导致转子因热变形卡死而引起整机运行故障。因此,工作腔密封间隙设计是这类螺杆压缩机设计的一个技术难点。为解决这个难题,基于六面体网格划分技术和共轭传热方法,通过弱耦合分析方法,建立了螺杆压缩机内部流场和转子固体变形之间的三维耦合仿真模型。

关键词： 三软煤层   大倾角   仰采   覆岩运动规律   数值模拟  

摘要： 为解决霄云煤矿三软大倾角煤层易发生冒顶片帮的问题,以霄云煤矿2307工作面为研究对象,通过现场实测与数值模拟相结合的方法,对覆岩运动规律进行了全面分析。结果表明,现场实测中工作面不同部位周期来压步距平均为12 m,动载系数介于1.36~1.56之间;数值模拟中直接顶和基本顶分别在推进10 m和20 m时发生初次破断,基本顶周期来压步距约为10 m,且超前矿压峰值和应力集中因子先增大后逐渐稳定,随着工作面推进,基本顶位移会由V型转为U型;仰采角度增加时采空区上方岩层位移及垂直位移量向采空区后方倾斜和偏移,这些研究成果可为深部三软大倾角煤层仰采的安全高效开采提供依据。

关键词： 差异沉降量   数值模拟   弹性模量   浸水压力   桩长   桩径   桩间距  

摘要： 为研究不同参数对桩基础差异沉降量的影响,通过ABAQUS有限元平台构建三维数值模型,系统研究桩长、桩径、桩间距、土体弹性模量及浸水压力对桩基础差异沉降量的影响。研究表明,短桩基础的差异沉降量随着桩顶荷载的增加呈现出非线性的增长趋势,其中在低荷载区间增长较为平缓,而在高荷载区间增长则较为显著;桩基础的差异沉降量随着桩径的增大而增加。在低应力阶段,桩径的增大对差异沉降的抑制作用并不显著,而在高应力阶段,桩径的增大则显著降低了差异沉降的增长速率。在不同桩间距条件下,桩基础的差异沉降随着荷载的增加而增长;当土体弹性模量低于40MPa时,增加弹性模量可以显著降低差异沉降,当弹性模量超过40MPa后,其对差异沉降的抑制作用变得平缓,影响程度可忽略不计。在浸水压力作用下,桩基础的差异沉降随着上部荷载的增加而增大。在低荷载阶段,差异沉降的增长较为缓慢,曲线斜率较小;而在高荷载阶段,差异沉降的增速加快,曲线呈现出非线性的上升趋势。