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关键词： 地应力测试   岩土力学   应力解除法   数值模拟  

摘要： 地应力测试是获取地质资料的方法之一,岩体在漫长演变过程中,会产生内生应力,煤矿开采中变形、破坏等均受内生应力影响,为减少矿产开采中的围岩问题。本文开展岩石力学试验,将地应力测试应用于实践中,获得岩土应力接触曲线,得到水平应力和垂直应力结果。实验结果表明,地层应力分布呈现出分层现象,实验结果可以为后续岩土工程提供借鉴。

关键词： 气动隔膜阀   空化模型   多相流   半导体阀门   数值模拟  

摘要： 为了研究自主设计的集成电路用气动隔膜阀的空化特性,基于Fluent软件的多相流模型对全三维流体域进行了数值模拟,分析了入口压力与开度变化对空化强度的影响。采用理论分析与仿真相结合的方法,发现阀座与阀芯底部最易遭受空化的损伤,空化破裂会引起局部的湍流动能强度增大。当开度一定时,空化强度随着入口压力的增加而增大;当入口压力一定时,空化强度随着开度的增加而减小。

关键词： 难崩矿体   水力压裂   数值模拟   裂缝扩展   压裂效果  

摘要： 针对某铜矿难崩矿体的水力压裂可行性,开展了岩体压裂物模试验。采用数值模拟方法研究了不同簇间距、不同施工排量、不同施工规模工况下压裂裂缝扩展,进行了地表裸眼和射孔两种压裂工艺的水力压裂工业试验和监测。试验结果表明:矿体可压裂性较好,具备形成多条复杂裂缝的条件;数值模拟结果表明,水力压裂施工排量在4~5 m^(3)/min范围内,单段液量主体为200~450 m^(3)时,能够满足40~70 m裂缝半长的需求,并可形成复杂裂缝网络;工业试验的两井水力裂缝在矿体短轴方向上延伸偏短,整体上符合延伸规律,基本达到设计要求;相比于裸眼井压裂,射孔井压裂由于采用多簇射孔+暂堵转向(孔眼+缝内),形成的水力裂缝更密集,监测到的缝长明显比设计的缝长短。研究结果为该矿山自然崩落法采矿的压裂诱导提供了依据。

关键词： 机器学习   Peck公式   盾构隧道   数值模拟   地表沉降曲线   智能预测方法  

摘要： 联合机器学习模型和启发式智能优化算法,提出盾构隧道开挖地表沉降曲线智能预测方法。首先,建立盾构隧道开挖数值分析模型,在考虑等代层弹性模量、土体弹性模量、隧道半径、土体摩擦角、黏聚力影响的基础上,构建了1680组不同工况影响的地表沉降曲线数据库;然后,分析地层和衬砌力学参数、隧道几何参数对地表沉降曲线的影响规律,采用Peck函数对获得的地表沉降槽曲线进行拟合,获得对应工况下地表最大沉降和沉降槽宽度系数;最后,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)分别优化4种机器学习方法即多层感知机(multi-layer perceptron,MLP)、极限学习机(extreme learning machine,ELM)、随机森林(random forest,RF)和支持向量回归(support vector regression,SVR)的超参数或随机数,建立了4种盾构隧道开挖有限元模拟代理模型,预测了盾构隧道地表沉降曲线,并对模型的预测结果、预测误差和评价指标进行了对比分析,结果表明PSO-SVR模型在训练和测试过程中性能最佳。建立的盾构隧道地表沉降智能预测方法具有较高的计算精度及计算效率,能合理高效地预测地表沉降曲线分布规律。

关键词： 隧道工程   大变形预测与分级   FDEM数值模拟   围岩破裂   临界迟滞阻尼  

摘要： 软岩隧洞大变形预测及分级是隧洞工程领域重要但难以解决的问题。总结了软岩隧洞大变形预测及分级存在的不足,鉴于有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)在模拟软岩隧洞破裂碎胀大变形方面的优越性,采用FDEM进行不同强度应力比下软岩变形及破裂过程模拟研究,揭示高应力软岩大变形机理及不同地应力下的围岩变形或破裂模式,并提出基于强度应力比的隧洞变形预测公式及大变形新分级。研究结果表明:(1)可采用临界迟滞阻尼实现软岩隧洞渐进大变形模拟,获得围岩最大变形量,避免动态响应;(2)随着强度应力比的降低,围岩可分为弹塑性变形、闭合破裂、滑移剪胀和碎胀4类破裂模式,据此提出了新的围岩变形等级划分,并提出了相应的支护措施建议;(3)根据不同强度应力比得到的围岩变形量,提出了隧洞变形量值预测公式;相比于已有预测模型,提高了预测精度和适用范围,尤其适用于低强度应力比围岩大变形预测,弥补了已有模型在低强度应力比时预测误差极大的不足,且能够预测无支护隧洞围岩总变形量,对于支护方案设计、支护参数选择和隧道掘进机(TBM)卡机状态预判具有指导意义。

关键词： 斜拉桥   锚点位置   数值模拟   斜拉索设计   成桥线形   施工控制  

摘要： 为研究大跨度斜拉桥由名义锚点转化为实际锚点位置时的线形变化,首先从力的三要素出发,分析斜拉索设计过程中由于锚点位置转变导致桥梁线形偏差的原因,然后结合工程算例对不同试验工况下锚点位置转变引起的线形偏差进行计算分析。结果表明:在斜拉索设计时须充分考虑梁端锚点预偏与锚垫板厚度对斜拉索实际锚点和下料长度的影响,否则斜拉索可能会出现设计不合理的问题,导致实际锚点位置的成桥线形发生较大偏差。

关键词： 旋转爆轰发动机   空心燃烧室   环形燃烧室   数值模拟   爆轰波  

摘要： 气固两相旋转爆轰发动机的研究有望提高固体冲压发动机的推进性能。由于实验的局限性,燃烧室内的颗粒分布和流场结构等在很大程度都是未知的。本文以常温条件的碳/空气作为推进剂,对不同当量比下的环形和空心燃烧室进行了三维数值模拟研究。气相化学反应模型采用层流有限速率模型,碳燃烧采用多表面反应模型,颗粒直径为1μm。结果表明:空心燃烧室内未完全燃烧的颗粒数量增加,接触面发生褶皱且波后无低温条带;在环形燃烧室中,爆轰波与燃烧室壁面的相互碰撞产生新的爆轰波,而空心燃烧室的新爆轰波是由燃烧室下游激波对撞后形成的高压区产生的。相比于环形燃烧室,空心燃烧室内爆轰波的压力偏低,颗粒的燃烧效率降低,相同燃料与空气流量条件下发动机的推力下降且更加不稳定。

关键词： 水利工程   水闸   围堰施工   降排水   施工工艺  

摘要： 水利工程中的水闸围堰施工和降排水技术是水工建筑物建设过程中的关键环节。合理的围堰方案设计和科学的降排水方法,不仅可以保证工程施工质量和进度,也能有效降低工程造价,减少对周边环境的影响。本文首先阐述了水闸围堰的作用和类型,然后详细介绍了几种常见的围堰施工工艺和降排水技术,并提出了质量控制措施,旨在为相关工作人员提供借鉴参考。

关键词： 三软煤层   开采   顶板支护   数值模拟  

摘要： 在煤炭资源的开采中,三软煤层因其煤体软、顶板软、底板软的特性,需关注特殊煤层开采的安全性和效率问题。在三软煤层的开采过程中,顶板控制困难,易发生冒顶事故,严重威胁矿工生命安全,同时影响煤炭生产的连续性和经济效益。数值模拟与实验的研究旨在通过科学的方法预测和控制顶板行为,提高开采过程的安全性和经济性。该领域的研究不仅有助于解决当前的技术难题,也是推动矿业科技进步和实现绿色、安全采矿的重要途径。

关键词： 大型水闸工程   地基处理   动态监测   技术应用  

摘要： 大型水闸工程的地基处理是确保水闸工程安全和稳定运行的关键。随着我国信息技术的不断发展,动态监测技术凭借其实时监测地基的稳定性和变形情况等优点也应用到地基处理工作中。本文在介绍了大型水闸工程及地基处理技术的基础上,对动态监测技术在实际工程中的进行了分析,充分展示了动态监测技术的应用优点,希望通过本文的内容可以促进动态监测技术在水闸工程地基处理中的应用和发展。