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关键词： 锈蚀钢筋混凝土梁   喷水冷却   受弯承载力   数值模拟   承载力计算  

摘要： 为研究锈蚀率、受火时间和冷却方式对钢筋混凝土梁受弯性能的影响，共设计了20根混凝土梁进行锈蚀试验、火灾试验以及自然冷却和喷水冷却后的静载试验。采用有限元软件ABAQUS对试件温度场分布和残余抗弯承载力进行模拟分析，并提出锈蚀梁火灾后受弯承载力计算方法。研究结果表明：随着锈蚀率的增加，受拉钢筋的历经温度提高，试件的残余承载力降低；当受火时间小于60 min时，试件承载力约为常温试件的0.81 ～ 0.85。受火时间为120 min时，受弯承载力发生显著下降，最高可达51.05%；与自然冷却试件相比，喷水冷却试件的承载力下降明显，且可能发生脆性破坏，其延性更差；最后，建议采用修正的中国规范和欧洲规范计算受火时间60 min试件的受弯承载力，采用修正的美国规范计算受火时间120 min试件的受弯承载力。

关键词： 卧式搅拌釜   数值模拟   固-液混合   混合效果  

摘要： 作为有望替代硫酸加压浸出红土镍矿的新工艺，常压连续浸出解决了硫酸加压浸出能耗高、工艺操作复杂、存在安全隐患等的问题。由于新工艺不适用于现有的立式反应釜，因此需要设计一种新型卧式反应釜来适应新工艺的工艺条件、设备设计和操作要求。采用计算流体动力学（CFD）结合实验研究的方法，对卧式反应釜内的固-液混合过程进行数值模拟。通过显著性分析和单因素方差分析，研究了不同搅拌参数对混合效果的影响。研究发现，挡板宽度是对固-液混合效果影响最显著的因素，而转速的影响最不显著。同时，通过模拟不同工况下的搅拌过程，确定了最佳的混合条件，包括使用45°的搅拌桨组合、桨底距C1为0.57d、隔板高度为55 mm、挡板宽度为10 mm、长径比为1.0，以及桨间距C2为55 mm。本研究通过CFD模拟和实验验证，为新型卧式反应釜的设计提供了科学依据。确定的最佳搅拌条件有助于实现更高效、更均匀的固-液混合，从而提高红土镍矿浸出过程的效率和安全性。研究结果为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值。

关键词： 双曲拱坝   高性能纤维混凝土   抗爆性能   数值仿真   忠玉水电站  

摘要： 为保证忠玉水电站混凝土双曲拱坝的安全建设及运营，基于三维非线性有限元分析方法，通过LS-DYNA建立三维高性能纤维混凝土爆破的数值计算模型，对高性能纤维混凝土的抗爆性能进行了数值模拟分析。结果表明，相较于普通混凝土，高性能纤维混凝土可有效抑制损伤的形成，损伤占比降低了11.16%；在同一测点处，高性能纤维混凝土的有效应力为42MPa，相较普通混凝土的75MPa，降低了44%，同时相较于普通混凝土，高性能纤维混凝土的振动峰值速度平均降低45.93%。由此可知，高性能纤维混凝土具有更强的抗爆性能。

关键词： 市域列车   火灾疏散   数值模拟   虚拟现实  

摘要： 市域列车人员密度高，火灾荷载大，通风条件差，火灾情况下人员安全疏散问题不容小视。为探究市域列车火灾的人员疏散规律及烟气蔓延规律，确保乘客的疏散安全，本文针对上海市域C型列车开展火灾数值模拟和虚拟现实（VR）实验研究。运用火灾动力学模拟软件（FDS），建立列车三维仿真模型，对车厢内温度和能见度进行计算和分析。根据FDS计算结果，建立“人”、“灾”、“车”耦合的虚拟现实列车疏散系统，开发VR原地踏步前进技术和空间追踪技术，降低参与者的晕动感，提升VR环境的沉浸感。随机选取104名在校学生开展VR实验，记录参与者的疏散时间和出口选择并进行分析。研究结果表明：60s时，着火车厢温度已经达到60℃，其他车厢温度维持在30℃以内；50s时，烟气已经充满着火车厢；性别对疏散时间没有显著影响，疏散经历对疏散时间有显著影响。有疏散经历的乘客比没有疏散经历的乘客疏散时间快7-8秒；大部分乘客选择从着火车厢的4号和5号出口疏散。相较于距离火源最近，最危险的6号出口，女性以及有疏散经历的人员更愿意从3号出口和4号出口逃离；生态效度评估的结果显示，虚拟现实环境逼真，实验结果可靠。现实生活中出现类似场景时，参与者会做出相同反应。研究结果为铁路运营部门提高应急管理水平和乘客疏散安全提供参考。

关键词： 腐蚀钢柱   点蚀   极限强度   强度损失   计算方法   数值模拟  

摘要： 为了研究Q345级H型钢柱在点蚀后的轴压性能，通过理论推导和数值模拟相结合的方法，提出一种计算点蚀后H型钢柱在轴压作用下的极限强度损失的计算方法。首先进行Q345级H型钢柱的轴压试验，以获取基础数据。随后，基于理论推导，提出点蚀后H型钢柱极限强度损失的计算方法，并通过数值模拟对该计算方法进行验证，确保其准确性和可靠性。为了更深入地探究随机点蚀的尺寸和位置对柱强度损失的影响，建立点蚀坑的贡献函数，量化单个点蚀坑对柱强度损失的影响。同时，通过引入相互作用系数反映点蚀坑之间的相互作用效应，更全面地考虑点蚀坑的相对大小、距离和角度。最后，构建一组考虑点蚀坑随机性的有限元模型，对提出的计算方法进行进一步的可行性验证。结果表明，该方法能够有效预测点蚀后H型钢柱的极限强度损失。

关键词： 微塑料   水力学实验   迁移模型   粒子追踪法   贾鲁河  

摘要： 微塑料在水体中的迁移行为受多方面因素的影响，尤其在陆地淡水环境中微塑料的迁移机理较海洋环境更为复杂。为了解微塑料在水体中的迁移行为，本文基于水力学实验和受力分析方法识别不同类型微塑料在水体中运动状态变化的水力学参数阈值，进而结合拉格朗日粒子追踪方法建立具有明确物理机制的微塑料迁移模型，对微塑料的迁移运动轨迹进行模拟，预测微塑料的最终运动状态以及归趋，并结合贾鲁河郑州市区段实测数据对模型进行验证。结果表明：贾鲁河郑州市区段中粒径在0.5mm以下的微塑料占比为66.79%，主要的形状是碎片状（31.1%）与纤维状（29.2%）。PP作为漂移质迁移，且迁移速率最快；PS与粒径小于0.5mm的PA作为悬移质迁移；PET与粒径大于0.5mm的PA作为推移质进行推移运动或静止在水底。在流量为14m3/s与20m3/s的两种工况下，微塑料在36h内的滞留率为43.79%与47.85%，其中颗粒占比最大，PA与PET为主要的滞留微塑料种类。本文探究了不同类型微塑料进入水体后的运动轨迹，解析其在河流中的迁移机制，其研究结果对于揭示微塑料在淡水环境中的迁移规律具有一定的理论指导意义。

关键词： 顶管隧道   纵向应力   单侧偏压   数值模拟   影响因素  

摘要： 顶管隧道纵向力的大小会对管节接口密封性和结构安全性产生重要影响，为探明顶管管节纵向应力特性以及应力异常变化的原因，采用数值试验对其开展了研究。本文依托梅溪湖污水顶管工程，通过现场测试和相关资料，构建了数值模型并同实测结果对比验证了模型的合理性，以此分析和探讨了管节在应力异常变化区段的承载模式和管节纵向应力异常变化的原因。研究结果表明：在应力异常变化区段内，管节处于管底与围岩脱空的单侧偏压受力模式，该受力模式是导致管节纵向应力变化的主要原因；断面纵向应力和管底-围岩脱空角度呈正相关关系；接口处弱化范围对纵向拉应力影响较大，随着弱化范围的增大，拉应变集中范围逐渐增大，但压应变集中范围变化不大；在断面不同位置，顶进力的增大对纵向应力的影响相反。基于偏压荷载下纵向应力影响因素，提出了纵向应力控制措施，上述研究结果可为顶管隧道的设计和施工提供参考。

关键词： 桩基位移   双线盾构隧道   数值模拟   正交试验  

摘要： 为研究双线盾构隧道施工对邻近单桩的位移影响，以长沙市地铁6号线为背景，建立三维有限元模型，分析了桩前3m处地表位移与桩身位移的变化规律。同时，通过正交试验定量分析了桩隧间距、隧道间距和土仓压力对桩身位移的影响。结果表明：地表沉降曲线受桩基影响表现出偏态分布，且竖向、水平两个方向的地表最大位移均出现在右侧。桩身水平位移呈现“顺时针旋转”的形式，其旋转点随着施工隧道的接近而向桩端移动；桩身竖向位移表现为先隆起再下沉；桩身纵向位移在盾构穿越过程中变化明显，施工完成后基本复原。此外，对于桩身最大竖向、水平位移，桩隧间距的影响程度分别为I级显著和不显著，隧道间距的影响程度分别为III级显著和II级显著，土仓压力的影响程度均为不显著。基于试验结果，建立多元线性回归方程，可为类似工程预测建筑物桩基最大位移提供参考。

关键词： 形状记忆合金   环氧树脂   界面黏结强度   数值模拟   本构模型  

摘要： 为研究各因素对镍钛形状记忆合金（NiTi-SMA）丝/环氧树脂界面黏结性能的影响。首先通过SMA丝拔出试验测定SMA丝/环氧树脂界面的黏结强度，重点探究胶结剂种类、SMA丝黏结长度与预应变水平对界面破坏模式以及黏结强度的影响；然后基于内聚力模型对界面力学行为进行数值模拟，进一步分析SMA丝拔出过程的剪应力分布；最后根据试验结果建立荷载-滑移本构模型。结果表明：Sikadur-330 CN和Lica-102的破坏模式均为SMA丝/环氧树脂界面黏结破坏，且有效黏结长度处于2.0cm-3.0cm之间。黏结性能最佳的是Sikadur-330 CN环氧浸渍树脂，黏结强度约为另一胶体的1.20-1.42倍。SMA丝预应变水平为12%的黏结强度是其他预应变水平的1.37-3.16倍。建立的荷载-滑移本构模型能够较好的模拟SMA丝/环氧树脂界面的力学行为。本研究可为FRP/SMA复合材料的设计制备以及实际工程应用提供一定的理论支撑。

关键词： 环形射流泵   喷嘴安装角   STARCCM+   回流   面积比  

摘要： 为探究影响射流泵性能的参数，提升射流泵的排泥能力，基于VOF模型和Realizable k-ε模型，选取剪切稀化的非牛顿流体模拟泥沙相，应用STARCCM+软件对环形射流泵的内部流场进行数值模拟。结果表明，增大面积比能有效提升射流泵的排泥能力，改变喷嘴安装角会影响射流泵的能量损失从而影响其排泥能力。综合分析模拟结果后可知，面积比为12.15时最佳的喷嘴安装角为32°，面积比为25时最佳的喷嘴安装角为28°。本模拟可为海洋工程中大型射流式挖沟机的抽吸系统参数设计提供借鉴。