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关键词： 冲击断裂   Taylor杆   动态变形特性   数值模拟   Lode相关断裂准则  

摘要： 目的深入理解Ti-6Al-4V钛合金的冲击断裂行为。方法利用一级轻气炮在177.7~298.7 m/s的速度下开展Taylor杆撞击实验,获取Ti-6Al-4V钛合金Taylor杆在不同撞击速度下的失效行为;基于修正的MJC塑性模型和Lode参数相关的Modified Mohr-Coulomb(MMC)断裂准则建立撞击实验的有限元计算模型,并对Ti-6Al-4V钛合金Taylor杆的冲击断裂行为进行预报和分析。结果随着撞击速度的提高,Ti-6Al-4V钛合金Taylor杆依次发生镦粗、剪切开裂和破碎3种变形和断裂模式;采用Lode相关的MMC断裂准则可以合理预报Ti-6Al-4V钛合金Taylor杆的塑性变形和断裂行为。结论尽管具有明显的单元尺寸敏感性,采用Lode相关的MMC断裂准则仍可合理预报Ti-6Al-4V钛合金在Taylor撞击中的冲击失效行为,压-剪应力状态在Ti-6Al-4V钛合金Taylor杆的失效过程中占据主导地位。

关键词： 浸润线敏感性   小浪底工程   土石坝   渗透系数  

摘要： 土石坝浸润线是评判土石坝工程安全的重要指标,其敏感性对工程安全运行具有重要作用。近些年小浪底工程主汛期前调水调沙,库水位快速下降,同时上游坝壳料局部分化,以及泥沙淤积,降低坝壳料渗透系数,等均影响主坝浸润线。本文基于二维有限元法,以小浪底工程重点断面为例,设计浸润线影响因素敏感性实验,研究库水位和渗透系数对浸润线的影响。结果表明,土石坝浸润线敏感性受渗透系数和上游库水位变化速率影响均较大,两者是重要的影响因素;库水位降落速度越快,透系数越小,心墙上游浸润线与库水位水头差越大,对上游坝坡稳定越不利,应控制库水位降落速度。

关键词： 断块油藏   剩余油   异步注采   数值模拟  

摘要： 文东油田文32块为中高渗砂岩断块油藏,经过多年开发,剩余油分布较零散,油水井之间窜流严重,常规注采调配难度大,开发效果逐年变差。通过注采方式优选、油藏适应性评价,确定该块适应异步注采的条件。在异步注采机理研究的基础上运用数值模拟方法研究层间和井间两种模式异步注采的技术政策界限,从注采方式、注水周期、周期注水量、周期产液量以及实施时长等指标逐一优选,得到最优化的异步注采方案。

关键词： 天然气   二氧化碳   喷管   超音速   数值模拟  

摘要： Laval(拉瓦尔)喷管内的气体高速膨胀过程可诱发低温效应,进而实现多组分气体混合物中高凝点组分的冷凝与分离。为了探究Laval喷管捕集天然气中CO_(2)的可能性,本文以CH4为载气、CO_(2)为可冷凝气体建立了CH4-CO_(2)混合气体超声速凝结流动的数学模型。通过添加输运方程和源项来描述气体和液相之间的关系,以提高对超音速可压缩冷凝流动中复杂传热传质过程预测的准确性。结果表明,等熵流动模型高估了气体的膨胀特性。在非平衡冷凝过程中,基于可凝气体发生的弱冷凝冲击,喷管的冷却性能将会下降。此外,本文阐明了非平衡冷凝过程中凝结参数的分布特征。

关键词： 导水裂隙带   数值模拟   漏失量   钻孔电视   理论计算  

摘要： 覆岩“两带”发育特征是矿井顶板水害防治的关键和基础,为明确大采高综采条件下覆岩“两带”发育特征,保障矿井安全回采,本研究以任家庄煤矿15102工作面为研究对象,采用理论计算得到导水裂隙带发育高度,通过数值模拟分析大采高综采工作面覆岩“两带”发育时程特征和高度演化规律,并采用现场实测对结果进行验证。

关键词： 切顶卸压   沿空巷道   数值模拟   切顶参数   巷道变形  

摘要： 为解决山西某矿1404轨道沿空巷在高支承压力影响下变形量较大的问题,采用预裂爆破切顶技术对巷道顶板进行卸压。利用离散元数值模拟软件分析了不同切顶高度(4 m、8 m、12 m)与不同切顶角度(0°、15°、30°)条件下的顶板变形特征与卸压效果,对比分析了不同支护条件下的巷道围岩变形特征。结果表明,切顶高度12 m,切顶角度15°为适应1404轨道沿空巷工程地质特征的切顶参数,采用锚杆+锚索支护方式对围岩变形进行有效控制,巷道围岩的变形量最终稳定在57~171 mm。

关键词： 拱形顶管   数值模拟   注浆压力   影响分析  

摘要： 顶管施工技术凭借其对道路、地下管线和周边环境影响小的优点,广泛应用于地下空间和市政工程中。本文通过对拱形顶管施工过程进行数值模拟,研究分析了顶管施工道路地表沉降变形分布规律和不同注浆压力对道路地表变形沉降的影响。结果表明:顶管施工过程中沿顶管纵向道路地表沉降曲线呈S型分布,掌子面后方表现为沉降,沉降最大值距掌子面距离约为3.5H(H为管片高度),注浆压力越大,沉降值越小;掌子面前方主要表现为隆起,注浆压力越大,隆起值越大,隆起影响范围也越大。顶管施工完成后沿顶管横向道路地表沉降变形曲线呈U型槽分布,随着注浆压力的增加,沉降槽宽度范围减小,隆起范围增大,沉降影响范围约为2H~3H。

关键词： 边坡渗流   数值模拟   稳定性评估  

摘要： 边坡渗流状况对其稳定性有着至关重要的影响。精确地模拟渗流过程并对边坡的稳定性进行评估,对于保障工程安全极为重要。本文旨在开发一套能够适应多种地质条件下的边坡渗流模型,并通过多场耦合数值模拟技术来探究降雨渗透、地下水位变动等因素如何作用于边坡的稳定性之上。通过对模型参数的校准以及实验验证,提升该模型的准确性与可靠性。利用实际工程项目案例对该方法的有效性进行检验,从而为边坡工程的安全预测和防护设计提供有力的技术支撑。

关键词： 超大直径滚筒   数值模拟   截割能耗   破岩参数优化  

摘要： 在7.95~9.25 m超厚煤层开采过程中,3430采煤机主要靠φ4.3 m超大直径滚筒截割破岩,滚筒的破岩性能好坏直接决定了采煤机性能的优劣。利用离散单元法对超大直径滚筒破岩过程进行模拟,基于响应面实验设计,分析了滚筒在采高、牵引速度和转动速度3个关键截割参数下对截割载荷的影响规律;研究此3个关键截割参数对截割能耗的影响,通过实验设计对响应值进二次模型方差分析,得到滚筒截割能耗与关键截割参数之间影响的主次顺序和超大直径滚筒破岩参数的优化配置,为类似工程提供一定的理论指导。

关键词： 外露式柱脚   加载路径   蝶形加载   抗震性能   数值模拟  

摘要： 通过精细化有限元模型模拟了工字形截面外露式钢柱脚在不同加载路径下的滞回性能。首先将试验数据与有限元计算结果进行对比分析,验证有限元结果的准确性。以加载角度0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°以及方形加载、菱形加载、圆形加载、蝶形加载为参数共进行了11组模拟。模拟结果表明:柱脚的破坏模式与加载路径相关,单向加载中,0°加载的滞回曲线主要呈现旗帜型,90°加载时由于弱轴侧钢柱翼缘底部出现损伤,滞回曲线主要呈梭型,随着加载角度的增加,滞回曲线逐渐由旗帜型转变为梭型;双向加载中,相比于蝶形加载,方形加载承载力降低7%,延性更差,等效黏滞阻尼系数相差不大,而菱形和圆形加载相对于蝶形加载,承载力一致,等效黏滞阻尼系数较小,但延性更好。