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关键词： 装配式钢结构   梁柱节点   支托式螺栓连接   抗震性能   数值模拟  

摘要： 为了解决传统梁柱节点脆性破坏和施工效率低等问题,提出了一种在现场仅使用螺栓连接的装配式钢结构梁柱支托式螺栓连接(BBC)节点,对节点的抗震性能进行了数值模拟研究。基于ABAQUS建立了节点精细化有限元模型,与传统栓焊混合连接(WUF-B)节点进行对比,通过改变摩擦系数、端板厚度、翼缘螺栓数量等参数,获得了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移、延性等主要性能指标。研究结果表明,BBC节点能够将塑性铰转移到连接区之外,与传统栓焊混合连接节点相比具有较高的承载力、耗能能力和转动能力。通过参数化分析给出了节点适宜的摩擦系数范围、推荐的端板厚度和最优的翼缘螺栓数量,提出了保证节点在塑性铰产生前连接区域不发生破坏的设计方法。

关键词： 河床冲刷   基础稳定性   桥梁勘察   数值模拟  

摘要： 市政工程桥梁勘察过程中,河床冲刷与基础稳定性问题直接影响桥梁结构的长期使用性能,研究表明河床冲刷深度的精确预测对桥梁基础设计具有重要意义,通过对河床地形地质条件、水文特征及冲刷机理进行系统分析,采用现场实测与数值模拟相结合方法,建立了河床冲刷深度预测模型。针对不同地质条件下基础稳定性问题,运用有限元分析方法,对桥墩受力特征及地基变形进行计算分析,研究成果显示,河床冲刷深度与水流速度、泥沙粒径及含沙量等因素密切相关,基于此提出了相应的基础防护措施和优化设计方案,为提高桥梁基础抗冲刷能力提供了技术支持。

关键词： 水力压裂   压裂半径   数值模拟   效果考察  

摘要： 山西一煤矿3103工作面顶板无法正常垮落,由于顶板为砂岩,硬度较大,严重威胁着矿井安全生产。为解决该问题,采用水力压裂技术进行综合治理。数值模拟确定3103工作面顶板30min水力压裂半径为6m,现场实施完成后进行放顶步长考察,考察结果可知实施完成水力压裂技术后,放顶步长稳定。综合分析,水力压裂技术有效解决了3103工作面放顶步长不稳定问题。

关键词： 管网渗漏   地下水污染   数值模拟   深圳市光明区   河间地块  

摘要： 针对现阶段城市地下管网渗漏导致的地下水体污染问题,文章选取深圳市光明区某河间地块作为研究区域,并进行了详细的地下水环境背景调查。基于调查结果,利用数值模拟软件(Groundwater Modeling System,GMS)建立了研究场地的水文地质模型和三维溶质运移数值模型,研究了复杂环境下市政排水设施的渗漏情况及污染物的迁移过程。结果表明:研究区地下水背景水质存在污染风险,主要污染指标包括硝酸盐、氯化物、亚硝酸盐、总大肠菌群和锰离子等,其中,硝酸盐浓度达25mg/L;管网渗漏区域的污染物迁移方向受地形影响,总体由东北向西南流动,迁移速率约为0.5m/d。参数的敏感性分析表明:含水层渗透系数越大,地下水流动和污染物迁移扩散的程度越显著,污染羽扩散范围也越大。该研究成果为城市管网渗漏导致的地下水污染的防治提供了科学依据,有助于推动该区域及类似环境中管网渗漏问题的科学解决和管理实践。

关键词： 大跨度分岔隧道   数值模拟   力学分析   贝叶斯  

摘要： 以厦门某工程为基础,采用数值模拟和贝叶斯动态预测的方法,分析和总结大跨度变截面分岔隧道在时间和空间作用下的施工隧道收敛变形情况。结果显示,隧道的收敛变形主要体现为拱顶下沉,并且可以分为3个阶段;在大跨度变截面分岔隧道的施工过程中,拱脚处容易出现应力集中现象,应力达到最大值;通过贝叶斯经验公式,采用动态更新数据的方法提高了变形预测的准确性,为工程施工提供指导依据。

关键词： 竖井   软土   基坑开挖   三维有限元  

摘要： 为了研究不同条件下竖井开挖时土体的变形情况,以长沙地铁某竖井工程为研究对象,采用有限元软件PLAXIS 3D建立模型,分析开挖后土体的沉降情况以及外部载荷大小对竖井的影响。结果表明:1)在竖井开挖过程中,土体的形变面积自上而下逐渐减小,其中地表土层的形变面积最大;2)竖井周围土壤的变形主要集中在上部土层;3)在竖直方向上,随着深度增加,土体的位移量呈现先增加后减小的趋势,当竖井底部位于黏土土质时,位移量可达最大值,约为60 mm;4)外部载荷的增加对基坑底部的影响较小,当载荷达到60 kN/m^(2)时,其影响范围扩展至竖井底部3倍宽度范围内,导致地表位移100~110 mm;当外部载荷增至80 kN/m^(2)时,最大载荷位置出现在载荷面,地表位移可达130~140 mm;5)最大位移量随载荷距离的增加而减小,当载荷距离为6 m时,载荷位置对排桩影响很小。本文研究成果可为实际竖井施工提供理论指导。

关键词： 直眼掏槽   延期时间   数值模拟   岩石损伤   爆破振动  

摘要： 随着电子雷管在爆破工程中的广泛使用,延时爆破技术成为一大热门研究方向。以安徽某铁矿巷道掘进爆破现场为依托,采用数值模拟探究延期时间对直眼掏槽爆破能量释放的影响规律。通过ANSYS/LS-DYNA开展直眼掏槽爆破模拟,分析关键点的有效应力分布及掏槽爆破中的能量演化和裂纹扩展过程,优选出合理的延期时间;随后开展现场实验,通过对比爆后块度及振动总能量,选取最佳孔间延期时间。研究结果表明:在孔间延期时间为15、20 ms时,所选取测点的有效应力峰值和岩石的动能均要明显大于其他延期时间;采用MATLAB图像处理技术处理数值模拟所得的岩石切片损伤图,发现岩石损伤随着直眼掏槽孔间延期时间的增加,呈现出先增大后减小的趋势,在20 ms时岩石的损伤程度最大;对爆后块度和爆破振动效应进行综合分析,直眼掏槽在孔间延期时间为20 ms时掏槽效果最好。

关键词： 大巴山前陆褶皱冲断带   构造变形   滑脱层   离散元数值模拟  

摘要： 大巴山前陆褶皱冲断带处于秦岭造山带和四川盆地间的过渡位置,是现今四川盆地大中型油气藏探明储量的重要分布区域。研究区位于四川盆地东北部大巴山构造带,区内发育多套滑脱层,滑脱层的分布控制了研究区的构造变形。前人依据地质露头分析和三维地震解释等技术方法厘定了研究区的主要构造样式,但对于构造变形过程及运动学特征尚缺乏定量化分析。本文采用离散元数值模拟方法,通过PFC2D软件计算相同时间步长内显示的构造样式的差异,设计了单滑脱层体系、双滑脱层体系和多滑脱层体系三个模型进行离散元单因素对比模拟实验,探讨各滑脱层体系中构造样式的差异。实验表明:①滑脱层对于剖面中构造的发育具有控制作用。一方面,从断层的发育数量来看,双滑脱层体系与多滑脱层体系中断层的发育数量均多于单滑脱层体系,滑脱层的引入使得体系中的构造发育更加复杂;另一方面,从发育的断层性质分析可知,随着滑脱层数量的增加,体系中前冲断层数量呈递增趋势,反冲断层的数量在多滑脱层体系中表现为少于前两个模型,且明显少于双滑脱层体系中反冲断层的数量,中间滑脱层对于形成反冲断层具有抑制作用。②滑脱层的引入加快了断层在垂向上的逆冲速度,中间滑脱层起到了联结基底滑脱层和上部滑脱层的作用。双滑脱层体系中普遍存在构造解耦现象,多滑脱层体系中以发育次级断层和次级褶皱为主要特征。③多滑脱层体系表现了明显的次级褶皱及次级断层特征,与大巴山东段剖面较为贴合,双滑脱层体系表现为具有较多构造解耦特征,与西段剖面较为贴合。

关键词： 顶管   地表变形   影响因素   数值模拟  

摘要： 为研究顶管施工引起地表变形的影响因素,以云南省昆明市宝象河流域排水收集系统改造工程为背景,建立FLAC^(3D)数值模型进行分析。结果表明:顶管开挖导致的地表变形与地下水水位、隧道埋深、隧道半径、顶推力和岩土体性质有关。地表最大沉降量与地下水位成反比,随地下水深度的增加而减少;地表最大隆起值与隧道埋深呈反比,隧道埋深越浅,地表最大隆起值越大;地表最终沉降值与隧道埋深呈正比,隧道埋深越深,地表最终沉降值越大。隧道直径的变化对地表最终沉降值影响较小,对地表变形范围和沉降槽宽度影响较大。顶推力与地表最大隆起值和最终沉降值呈正比,顶推力越大,地表最大隆起值与最终沉降值越大。顶管穿越弹性模量大或渗透系数小的岩土体时,地表变形较小。