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关键词： 高速液氧泵   涡流发生器   空化控制   数值模拟   临界汽蚀余量  

摘要： 由于传统的空化控制方法无法有效改善高速液氧泵的空化性能,提出一种基于涡流发生器的高速泵空化控制策略。在前期水翼空化控制研究的基础上,采用数值模拟方法分析不同涡流发生器放置方法对高速泵的抗气蚀影响。结果显示:涡流发生器能够减少湍流波动引起的耗散损失,但不同位置的涡流发生器对空化的影响存在差异;通过寻找最佳的涡流发生器放置位置,发现距离前缘120°和150°处的布置方式可以获得较好的抗汽蚀性能,在这些位置叶轮内的空泡量以及涡流强度显著降低,临界汽蚀余量也随之下降。本文的研究结果可为高速液氧泵的空化控制提供参考。

关键词： 静钻根植桩   排水桩   排水固结   模型试验   数值模拟  

摘要： 为了进一步优化静钻根植排水桩技术,提出在桩侧水泥土与软土界面之间设置塑料排水带(竖井)的改进方法,然后通过模型试验和Plaxis 3D数值模拟对改变竖井位置的桩基承载性能和抽水效果进行对比分析。结果表明:桩土界面抽排水桩的抽水效果明显优于桩侧绑扎排水带的模型桩,前者能够在抽排水后期持续抽取土体中的水分,不受水泥土固化的影响;桩土界面抽排水对桩周土层的加固范围为2.0倍桩径,桩侧绑扎排水对桩周土层的加固范围为1.5倍桩径;相较于传统静钻根植桩和排水桩,新型排水桩抽水72 h后其极限承载力分别提升了24.2%和8.9%;数值模拟结果表明,在理想抽水效率下桩土界面抽排水桩的极限承载力比普通桩提升70%。

关键词： 围坝填筑   沉降变形   数值计算   弹塑性  

摘要： 文章旨在研究水库围坝碾压施工中围坝施工沉降变形的特征,重点分析不同分层填筑方法对沉降变形的影响。通过数值计算方法,建立了围坝填筑施工的弹塑性力学模型,结合青岛官路水库围坝填筑施工工程进行应用研究。结果表明,填筑初期坝体沉降速率较大,随着填筑层数的增加,沉降以非线性形式逐步累积。最大沉降区域通常位于坝体中部或坝脚,沉降量呈现中心高、边缘低的趋势,并从中间向外侧逐渐减少。研究结果为水库围坝碾压施工中的沉降控制提供了理论依据。

关键词： 沿空留巷   充填体   宽度   数值模拟  

摘要： 系统了解巷旁充填体在覆岩运动过程中的作用机理及合理的充填体参数是保证沿空巷道安全使用的重要前提。为保证沿空留巷巷道稳定性及下区段工作面的安全回采,在对覆岩运动过程中巷旁充填体与覆岩相互作用机理分析的基础上,通过理论分析及数值模拟方法对充填体的参数进行分析与现场应用。结果表明:巷旁充填体在覆岩运动过程中根据其与覆岩作用机理的不同可以划分为前期主动支护阶段、过渡期让压支护阶段和后期维持覆岩结构稳定阶段。充填体的支护阻力一定时,充填体的强度与宽度成反比;宽2 m,强度3.13 MPa,支护阻力为5 MN/m的充填体即可满足现场要求。现场应用后所留巷道围岩变形稳定后的变形量控制在合理范围内,应用效果良好。

关键词： 隧道   仰坡   数值模拟   现场监测   桩板墙   支护结构  

摘要： 为探究浅埋超大断面隧道开挖与仰坡相互作用效应,依托兰州地区的白石二号隧道工程,建立隧道与仰坡的三维数值计算模型,通过数值模拟与现场监测相结合的方法,分析隧道开挖对仰坡稳定性及仰坡下滑力对隧道稳定性的影响.研究结果表明:监测断面中导坑和右导坑拱顶围岩压力在山体偏压作用下数值较大且相当,施工中应加强监测,拱架与初期支护监测数据均在合理范围内,隧道支护结构设计合理;洞口仰坡刷方加固后安全系数显著提高,在超前管棚作用下提高至1.77,而后随着隧道开挖,仰坡加固桩桩身变形、桩后土压力及桩身弯矩逐渐增大,开挖完成后仰坡安全系数逐渐降低至1.52,坡体仍处于稳定状态;仰坡刷方加固后,桩板结构抑制了坡体下滑力,隧道开挖时围岩压力、管棚及初期支护应力显著降低,并且同一断面位置处围岩、管棚和初期支护竖向变形减小,仰坡对隧道及支护结构影响减弱,加固效果良好.

关键词： 切顶卸压   沿空留巷   数值模拟   厚硬顶板   爆破参数  

摘要： 为解决厚硬顶板下沿空留巷稳定性问题,以2408工作面胶带顺槽为研究对象,针对该工作面顶板强度大,不易垮落且在工作面回采推进期间应力积聚现象明显等特点,提出施工切顶卸压工艺用以控制围岩变形情况,基于沿空留巷上覆岩层运移特征的基础上,采用理论计算结合数值模拟的手段,对切顶卸压的切顶高度以及切顶角度进行了优选,确定最优切顶高度为11.5 m,最优切顶角度为20°,确定爆破参数:爆破半径1 m,炮孔间距2 m。

关键词： 复杂水力条件   直角形水封   三维配筋   抗磨蚀性能  

摘要： 为提高溢洪道结构的抗磨蚀性能,提出复杂水力条件下溢洪道结构设计与抗磨蚀性能分析。文章根据设计需求,选用溢洪道引渠导墙抗磨蚀材料,设计三维配筋;根据地形、地质及水力条件等,选定控制段堰型,优化控制段与泄槽段结构;设计溢洪道直角形水封,计算压缩量;根据流体在流动过程中的能量守恒关系,控制陡弯段流态。试验结果表明:设计的溢洪道结构在复杂水力条件下的抗磨蚀性能表现优异,各项检验指标均达到或超过预期目标。

关键词： 压密注浆   修正剑桥模型   数值模拟   有限元   挤密机理  

摘要： 现有压密注浆仿真方法仅能分析注浆后的应力分布,无法获得压密后土体孔隙比、密度等反映注浆挤密效果的参数信息,为此引入修正剑桥模型描述土体力学行为,基于弹塑性有限元理论,建立了一种模拟常密度浆液在土体中压密注浆过程的仿真方法模型,实现了对地层挤密效应更加全面直观的描述。以黏土、粉质黏土等低渗透性土为对象开展了压密注浆仿真分析,与解析解和试验结果的对比显示:不同注浆压力下土体径向应力和孔隙比模拟值与解析解的总体平均相对误差分别为4.04%和0.29%;不同埋深深度条件下土体弹性模量、孔隙比土体孔隙比和弹性模量计算值与现场试验结果的平均相对误差分别为5.70%和2.85%,证明了该方法模型较好的适用性。在此基础上分析了注浆加固后浆柱周围土体密度、孔隙比、弹性模量等参数分布特征,结果表明:注浆深度1.5 m处,注浆压力从0.4 MPa增至1.0 MPa时,距注浆孔中心0.05 m处土体密度、弹性模量和孔隙比近似呈线性变化,平均变化率分别为0.148 g/(cm^(3)·MPa)、0.808和-0.127 MPa^(-1);注浆压力0.4 MPa时,随着注浆深度增加,距注浆孔中心0.05 m处土体密度和弹性模量的增加率、孔隙比降低率均逐渐下降。总体来看,注浆加固后浆柱周围土体密度、弹性模量有较大提升,孔隙比明显降低,距注浆孔越远土体参数改变量越小,逐渐恢复至初始状态;相同注浆压力条件下,随着注浆深度增大,压密效果逐渐减弱。

关键词： 数值模拟   凝析气藏   剩余气   断控体   奥陶系   顺北油田   塔里木盆地  

摘要： 塔里木盆地顺北油田4号断裂带奥陶系断控体碳酸盐岩凝析气藏采出程度低,地层压力下降快。采用数值模拟方法研究了顺北油田4号断裂带奥陶系凝析气藏剩余气分布特征及主控因素,并总结了凝析气藏剩余气分布模式。研究结果表明:(1)顺北油田发育各种各样的小尺度走滑断裂带,走滑断裂形成了断控型储层,埋深较大,有效储集空间以断层空腔、裂缝等为主。断控体储层沿走滑断裂带呈条带状分布,垂直断裂带方向发育由基岩-裂缝带-洞穴带-裂缝带-基岩带有序排列构成的多组缝洞集合体,即栅簇结构。(2)研究区利用单井开发的储集体剩余气具有零星分布特征:当储集体2个断裂面不连通时,一块断裂面凝析气被动用,另一块断裂面则形成剩余气;当储集体为多个孤立的断控体时,剩余气呈块状分布;当储集体受底水影响强烈时,剩余气被底水封堵,分布于储集体顶部。多井开发的储集体剩余气具有成片分布特征:当储集体存在明显气驱高速通道时,通道侧缘存在大量滞留型剩余气;当注采井之间连通性较好时,注入气呈活塞式推进,剩余气连片分布于生产井周围。单井开发的剩余气分布主要受地质因素及水动力控制,多井开发的剩余气分布则主要受注采条件及地质因素控制。(3)研究区断控型凝析气藏剩余气分布具有两大类7种模式,分别为单井类的孤立型、构造控制型、致密封堵型、底水封堵型和多井类的孤立型、气驱通道附近滞留型、注采控制型。

关键词： 乏燃料贮运吊篮   力学安全分析   数值模拟   实验验证   抗震   跌落  

摘要： 针对乏燃料贮运吊篮高径比较大的结构特点和厂房内运输乏燃料组件的功能要求,开展相关力学安全分析。通过数值模拟进行各工况的分析评估,初步提出结构优化思路,作为实验样机制造的依据,随之结合吊篮流固耦合、抗震实验以及吊篮跌落、倾覆实验的实验结果对数值模拟方法进行验证,比对实测数据和计算结果用于进一步优化计算模型、得到安全准确的力学评估,为吊篮在实际工程应用和规模化生产提供技术支持。