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关键词： 全方位高压喷射注浆(MJS)   成桩质量   成桩半径   数值模拟  

摘要： 水平MJS(Metro Jet System)是一种常用于地基加固的土体改良技术,其成桩过程中桩体半径受喷射压力、浆液流量、土体特性等多种因素影响。本文采用SPH-FEM(光滑粒子流和有限元耦合)数值模拟方法建立水平MJS射流破土模型,分析不同因素对水平MJS成桩半径的影响,预测实际施工参数下苏州粉砂层中水平MJS的成桩半径。结果表明:水平MJS的成桩半径随喷浆压力和浆流量的增大而增大,当喷浆压力达40 MPa,浆流量为105 L/min时,预估水平MJS成桩半径可达1.05 m,满足成桩半径大于1.0 m的工程要求。数值模拟预测的成桩半径与工程案例的实测值相近证实了模拟结果的可靠性,但实际施工中出现抱钻情况可能导致成桩半径偏小。

关键词： 半干旱矿区   采动应力   植被退化   力学机制   根系扰动  

摘要： 根系损伤是半干旱井工开采煤矿区植物损伤的关键生态问题,采动岩层破断运动诱发的根土层应力变化对植物根系的损伤机理及影响因素仍需深入探究。依据准黏聚力理论和锚固理论构建基于FLAC^(3D)的植物主根应力损伤数值模型,通过控制变量,分别模拟不同开采条件、不同根土层力学性质和不同根系密度和直径下植物根土复合单元与根系的宏观力学扰动特征,构建植物根系应力对不同开采深度、推进速度、煤层埋深、煤层厚度的状态响应函数。结果得到:开采基岩破断产生的顶板应力会传递到根土层,根土层塑性区破坏范围随工作面不断推进递增,扰动区根系上下部受到的最大剪应力增加,根系上下部所受应力的非一致性是诱发采空区边界附近根系损伤的重要原因。控制单一变量的情况下,扰动区根系受到的最大剪应力随着采厚的增加递增,随采深的增加递减,但采速的变化仅影响覆岩应力传递到根土层的时间,对根土层塑性区破坏范围基本无影响;随内摩擦角和黏聚力增加,土体的抗剪性能越强,根土层发生剪切破坏的区域递减,利于植物根系保护;随根径的增大,根系单位面积上的应力递减,而根系密度的变化对根系应力及根土层塑性区破坏程度影响较小。根系上下部应力差与采厚、采深、采速之间的响应函数类型均为连续渐变函数,与推进距离之间的响应函数为阶跃变化函数。植被保护或源头减损时须调控开采沉陷位态,或采用充填、部分充填等静态开采技术,尽可能降低开采扰动对植物根系的应力损伤。研究结果可丰富半干旱矿区煤炭井工开采诱发植物损伤机理。

关键词： 重力坝   碾压混凝土   施工质量   改进策略   水利工程  

摘要： 水利工程作为我国基础设施建设的关键领域,重力坝碾压混凝土技术在其中扮演着重要角色。本研究致力于深入探讨影响重力坝碾压混凝土施工质量的多种因素,通过对常见问题的细致分析,揭示了混凝土材料质量、混合设备性能、施工环境以及施工操作等关键要素对施工质量的影响。针对这些问题,本研究提出了一系列改进策略,包括加强材料质量管理、严格设备操作规范、优化施工环境控制以及提升施工人员技术水平。实践验证表明,这些策略能显著提升碾压混凝土施工质量,进而增强重力坝的安全性和稳定性,具有重要的工程实用价值。同时,本研究成果也为提升水利工程建设标准和质量提供了有益的参考,对我国水利工程的持续发展具有积极影响。

关键词： 土石坝   渗流   边坡稳定性   数值模拟   优化设计  

摘要： 土石坝工程的渗流与边坡稳定性是水利工程设计和运行中的重要问题。本文以第九师165团莫葫芦水库与卡拉克特调节池工程为研究案例,采用数值模拟技术分析了土石坝渗流场的分布特性及其对边坡稳定性的影响。通过构建数值模型,应用渗流理论和边坡稳定性分析方法,研究了不同工况下的渗流规律和边坡安全系数变化,并提出了优化设计方案。研究表明,通过优化防渗措施和排水系统,能显著提高土石坝的稳定性与安全性。本研究为土石坝工程的设计和维护提供了理论依据和实践指导。

关键词： 灌溉渠道   流量测量   偏心文丘里管   Flow-3D   数值模拟  

摘要： 灌溉用水计量是实现灌区精准配水及按方收费的必要手段。提出一种以矩形断面偏心文丘里管为节流件的灌溉配水测流装置,适用于斗农渠渠首配水与测流。通过物理模型试验及水力模拟分析,探究其用于灌溉渠道测流的可行性并确定矩形断面偏心文丘里管适宜缩高比。结果表明:利用矩形断面偏心文丘里管灌溉配水测流装置进行测流是可行的,实流试验流出系数相对误差小于5%;S500~S1000六种规格矩形断面偏心文丘里管适宜缩高比范围分别为0.30~0.55、0.30~0.55、0.30~0.55、0.30~0.50、0.30~0.50和0.30~0.50。在要求流量测量精度较高时,宜选择缩高比较小的矩形断面偏心文丘里管;在要求水头损失较小时,宜选择缩高比较大的矩形断面偏心文丘里管。该新型配水测流装置兼有配水与测流功能,建设成本低,水头损失小,操作管理方便,在灌区斗农渠用水计量中具有较好的推广应用价值。

关键词： 土石坝   代理模型   麻雀搜索算法   变分模态分解   LSTM神经网络   机理-数据驱动融合  

摘要： 机理模型预测评估土石坝渗流安全性态,物理意义明确、可解释性好,但是预测精度波动性较大。通过麻雀搜索算法(SSA)与径向基函数(RBF)对渗透系数进行反演并构建SSA-RBF渗压预测代理模型,得到模型预测值与残差序列;通过变分模态分解(VMD)将残差序列进行分解,并通过长短时记忆网络(LSTM)进行训练得到残差序列修正模型;将机理模型与数据驱动模型叠加构建得到SSA-RBF-VMD-LSTM融合模型,并实现对渗压水位准确预测。工程实例表明:本文提出的模型具有较高预测精度,相比于统计模型、LSTM模型和SSA-RBF-LSTM模型,其预测精度提高了89.64%、69.59%、60.45%,且在过程线出现较大幅度变动时,该模型仍能够及时给出准确的预测值,模型稳定性与外推能力较好,具有推广使用价值。

关键词： 弃渣   填方路基   沉降变形   力学性能   数值模拟   施工工艺  

摘要： 文章以爆破石方边坡弃渣填方路基工程为研究背景,通过筛分试验、抗压强度试验和毛体积率试验,分析了弃渣的物理力学性能;结合不同填筑厚度及碾压方式,提出了“冲击与振动组合碾压”工艺,并推荐20 cm作为最优填筑厚度;通过FLAC3D数值模拟和现场监测对比,研究了弃渣填方路基的沉降变形特性,结果表明数值模拟能够较准确地预测路基沉降趋势,优化后的施工工艺可有效控制变形。研究结果可为爆破石方边坡弃渣的高效利用提供技术支撑,对类似工程具有参考价值。

关键词： 波转子   长度-转速设计   回流烟气   数值模拟   失效现象   压力波  

摘要： 波转子的增压功能与叶轮机械相当,其优点之一是转速、转子离心负荷较低;而且在设计中增加转子通道的长度即可成反比地降低转速,但这种设计规律的有效性取决于它对流动现象的影响。为此,本文按照长度-转速规律设计一系列波转子方案,用数值模拟方法分析其流动现象。结果表明:在增加长度、同时成反比降低转速时,波转子的波系结构和压比均无显著变化,从而验证了长度-转速设计规律的原理;但本文发现长度增至基准方案的十六倍,波转子的1号、2号端口空气流速分别降低约一半,导致波转子排入燃烧室的工质全部是回流烟气,这种流动现象将造成波转子的功能失效。

关键词： 空间计量模型   哈密顿蒙特卡罗、集成嵌套拉普拉斯近似   变分推断   数值模拟  

摘要： 空间计量作为计量经济学的重要分支,能够捕捉数据中的空间依赖性和交互效应,已广泛应用于经济、管理等领域。以马尔科夫链蒙特卡罗算法为代表的贝叶斯方法突破了空间计量模型经典方法的限制,适用面广,在学术界产生了极大的影响。随着计算技术的发展、海量数据集的增多,对贝叶斯方法提出了更高的要求,不仅估计精准,同时兼顾计算效率。文章重点探讨了3种前沿的贝叶斯方法:哈密顿蒙特卡罗(HMC)、集成嵌套拉普拉斯近似(INLA)和变分推断(VI)。通过蒙特卡罗模拟实验,文章对这3种方法在空间滞后模型和空间误差模型中的表现进行了验证。实验结果显示这3种方法在不同样本规模下均表现出良好的性能:在有限样本条件下,HMC方法提供了准确的估计结果;当样本量较大时,INLA方法凭借其显著的计算效率优势,成为最优方法;VI方法可以作为前两种方法的有效补充。研究不仅为理论工作者提供了运用这些方法对空间计量模型进行参数估计的理论参考依据,也为实证分析研究者在不同样本量条件下选择合适的贝叶斯方法提供了新思路。

关键词： 地应力测试   数值模拟   巷道支护参数   围岩稳定  

摘要： 地应力的分布规律对煤矿巷道支护参数的科学选择至关重要。以砚北煤矿2502采区为例,采用小孔径水压致裂法进行了地应力测试,结合FLAC-3D数值模拟及现场实测分析,探讨巷道布置、支护参数与地应力之间的关系,并验证了现阶段支护方案的可靠性。测试结果显示,2502采区处于中等应力区,属于构造型应力场,回采巷道轴线与最大水平主应力夹角为77°。将地应力测试结果代入数值模拟分析,尽管最大水平主应力与巷道轴线夹角对巷道围岩的稳定性有显著影响,现有支护参数仍然能够满足围岩稳定的需求,并与现场实测数据吻合,巷道支护设计有效地控制了围岩变形。本研究表明,基于地应力测试结果的巷道支护参数选择对实际工程具有重要指导意义。