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关键词： 复用巷道   围岩控制   墩柱体   数值模拟  

摘要： 基于复用巷道围岩受多次采动影响而破坏变形严重的问题,文章以晋城某矿区内3306运输平巷为工程背景,通过理论深入分析、墩柱体支护可行性设计、现场工业性验证等多种方法,阐明了复用巷道围岩受上区段工作面和本区段工作面开采扰动影响期间的受力特征,并在此基础上提出了采用墩柱体辅助支护来控制巷道围岩的破坏变形程度;结合数值模拟的方法对提升墩柱体的承载性能进行了思路优化,并详细说明了墩柱体的具体施工工艺流程。现场工业性应用结果表明墩柱式辅助支护措施对巷道围岩起到了良好控制作用,但巷道底板这一支护较为薄弱的区域,后续仍需针对性地采取加强防控措施。

关键词： 恒定法向刚度   剪切渗流   水力开度   临界雷诺数  

摘要： 深部岩石裂隙在剪切过程中形貌不断发生改变,导致裂隙渗流特性极其复杂,进而影响深部岩体工程的稳定性.为探明恒定法向刚度(constant normal stiffness,简称CNS)边界条件下岩石裂隙的剪切渗流特性,基于分形理论构建了不同粗糙度三维自仿射裂隙面,采用考虑裂隙粗糙度退化的剪切数值方法分析了不同 CNS 边界条件下裂隙岩石剪切过程中几何形貌参数的演变规律.随后利用COMSOL软件对受剪后的裂隙进行渗流计算,研究了法向刚度、剪切位移和分形维数对裂隙非线性渗流特性的影响.结果表明:(1)裂隙的力学开度随着分形维数的增大而增大,但法向刚度的增加会减缓其增长速度;接触率主要受法向刚度控制,并随其增大而增大.(2)裂隙渗流的压力梯度与流量关系能够用Forchheimer定律准确描述,拟合系数 A 和 B 随剪切位移的增大呈幂函数减小趋势,随法向刚度的增加而增加,随裂隙分形维数的增加而减小.(3)裂隙的水力开度随分形维数的增加而增加,随法向刚度的增加而减小,并建立了以力学开度和开度标准差为自变量的水力开度模型.(4)裂隙渗流的临界雷诺数随剪切位移的增加先减小后增大,并随分形维数和法向刚度的增加而减小,以裂隙的分形维数、接触率和水力开度模型为基础,建立了CNS条件下剪切裂隙的临界雷诺数计算拟合公式.

关键词： 山区小型水库   溢洪道优化   水力学参数   数值模拟  

摘要： 山区小型水库在防洪、灌溉和生态补水等方面发挥重要作用,但由于地形复杂、降雨强度不稳定,溢洪道设计成为确保水库运行安全的关键。合理优化溢洪道设计参数,不仅能提高泄洪能力,还能降低极端气象条件下的溢流风险。本研究围绕溢洪道设计的水力学特性、结构安全性和生态适应性展开,探讨不同断面形式、控制水位设定、消能防冲措施及流量调控优化策略。基于水力计算方法和数值模拟分析,优化关键参数,提高溢洪道运行的稳定性和可靠性。此外,结合洪水调度和实时监测技术,提出运行安全保障措施。研究结果可为山区小型水库的溢洪道设计和管理提供科学依据,增强水库在极端天气条件下的调控能力,降低水工结构安全风险,提升区域水资源调度的整体效能。

关键词： 超高压喷射流   数值模拟   流固耦合   颗粒流   地下工程  

摘要： 超高压喷射注浆是提高地基承载力的主要方法之一，为探明超高压喷射注浆扩散机理，使用将颗粒流（DEM）和计算流体动力学（CFD）相结合的模拟方法，通过实验室三轴试验和数值模拟试验确定颗粒各项宏观及微观参数，并进行相似模型试验验证了该模拟方法的有效性。基于此，开展20～60 MPa不同喷射压力下超高压喷射注浆数值试验，监测其喷射范围、孔隙率、流体压力变化。结果表明：超高压喷射注浆加固过程可分为切割裹挟、压迫紧缩、大范围涡流切削置换三个阶段。随着喷射压力的提高，喷射距离近似线性增加，但不同压力下空腔宽度可能相同；喷射过程中空腔周围土体孔隙率的峰值与形成的空腔形状密切相关；在喷射开始的极短时间（0.05 内）土体就已出现多级劈裂现象，流体压力呈阶梯状显著变化；随着压力提高，喷射形成的漩涡切削搅拌土体会提前发生，且存在一个临界压力值，本研究条件下得到结果为30 MPa，研究结果可为实际工程提供一定参考。

关键词： 爪型干式真空泵   型线设计   数值模拟   设计方法  

摘要： 爪型干式真空泵因其无油、高效等优点广泛应用于半导体制造领域。针对传统爪型干式真空泵在含颗粒介质环境中易磨损的问题，本研究提出一种基于非对称不完全啮合原理的转子结构优化方法。通过理论推导建立了转子型线的参数方程，重点优化节圆半径比和爪尖直线倾角等关键几何参数，并利用数值模拟分析了新型转子的工作特性。结果表明，优化后的转子容积利用率提升至41.55%，混合阶段压力波动减少，颗粒通过性显著增强。新型爪式转子设计能够有效改善压力分布和速度分布，可使余隙腔内最高压力降低42.35%，提高真空泵的效率和可靠性。该设计不仅能有效降低能耗和延长设备寿命，同时显著提升了半导体制造的工艺稳定性。研究结果为开发适用于半导体及其相关产业的高性能爪型干式真空泵提供了重要的理论依据，具有重要的应用价值。

关键词： 水利工程   水闸施工   工艺流程   质量管理  

摘要： 水闸是一种利用闸门挡水和控制泄水的低水头水工建筑物,多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。在水利水电工程中,水闸应用广泛,确保施工质量符合技术标准,防止对水闸的挡、泄水等关键功能产生负面影响,在水闸工程建设中是至关重要的。因此,必须从水闸施工的每一个步骤和环节入手,在遵循规范的前提下,明确质量控制的关键点,实施有效的质量控制措施,严格把关水闸的整体施工质量,以延长工程的使用寿命,并确保工程的安全稳定运行。

关键词： 钢筋混凝土梁   钢筋桁架   斜腹筋   受弯性能   受剪性能   数值模拟  

摘要： 通过在普通混凝土梁钢筋笼中加焊斜腹筋可以制成钢筋桁架来承担施工荷载,从而免设支架支撑.为研究钢筋桁架免支模施工是否会影响梁的后期受力性能,建立了钢筋桁架混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的精细有限元模型,分析对比其性能差异.结果表明:对于一般的简支梁,为免支模所增加的斜钢筋用量约为原梁钢筋总量的 12%,施工阶段钢筋桁架可只承担其自重施工荷载,相应的受力钢筋最大强度应力比不大于 0.2;钢筋桁架不改变梁受拉钢筋面积,建成后梁正截面受弯承载力提高,延性更好;斜截面受剪与设置弯起钢筋效果相同,可按照规范公式计算.

关键词： 边坡支护设计   岩土工程勘察   三维地质建模   数值模拟   BIM   AI 优化  

摘要： 边坡支护设计的合理性直接影响工程的安全性和稳定性,而岩土工程勘察在支护方案优化中发挥着关键作用。传统勘察方法在数据精度、时效性及适应性方面存在局限,随着数字化技术的发展,三维地质建模、有限元分析、建筑信息模型及人工智能优化技术逐步应用于边坡支护设计。本研究基于现代岩土勘察技术,探讨支护方案的优化策略,并结合案例分析验证数字化技术在支护设计中的应用价值。研究结果表明,三维地质建模可提高勘察数据的精细化程度,数值模拟优化支护结构参数,BIM平台实现支护方案的全生命周期管理,AI优化算法提升支护结构的适应性和经济性。未来,智能化勘察、AI辅助设计及物联网监测的深度融合,将推动边坡支护设计向高效、精准、智能化方向发展。

关键词： 管道   电磁加热解堵   磁热流耦合   频率   激励电流  

摘要： 电磁加热解堵技术被广泛应用于石油储运、化工物料运输等领域。在实际生产中由于多物理耦合场参数配置不适宜，导致管道解堵效率降低，增加生产成本，延误生产进度。基于COMSOL建立了管道磁热流耦合场有限元模型，开展了多物理场耦合特性的数值模拟研究，进行了可控频的原油管道加热解堵实验验证。结果表明，随着频率的增加，趋肤深度减小，输油管道涡流电场及焦耳热主要集中在输油管道的表面，管道趋肤效应愈加明显，趋肤深度仿真值与理论值误差小于7.1%。管道加热解堵实验中，降黏率随着频率和激励电流的增加而增大，但受趋肤效应、磁化程度饱和、降黏速率的影响，降黏效果下降。当频率为20 kHz时，激励电流为14.5 A，降黏解堵效果显著，原油降黏率为50.3%。实验结果可为实际生产中原油管道电磁加热解堵参数优化提供理论依据。

关键词： 数值模拟   端钩钢纤维   基体剥落   倾斜纤维  

摘要： 本文通过数值模拟方法研究了SFRC材料中倾斜端钩钢纤维的拔出性能,重点探究了纤维倾斜角度对拔出行为的影响。基于ABAQUS软件建立了0和30倾角的二维有限元模型,并引入摩擦分区理论以表征基体剥落和挤压摩擦效应。结果 表明:0倾角端钩钢纤维的拔出过程可分为弹性脱黏、两次塑性变形、滑移变形和摩擦滑移五个阶段,峰值荷载出现在第一次塑性变形阶段;倾斜角度显著影响拔出性能,随着倾角增大(0至40),峰值荷载先增后减,30°倾角时达到最优。研究为优化SFRC材料设计提供了理论依据。