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关键词： 风电机组   承载力   数值模拟   缩尺模型试验   梁筒基础  

摘要： 在风电行业快速发展、风电项目风电机组基础成本居高不下的背景下,提出一种基于筒型基础带支撑梁的新型陆上风电机组基础型式——梁筒基础。通过建立有限元模型,得到梁筒基础相对筒形基础在C40混凝土用量上减小了49%;研究得到梁筒基础支撑梁数量与水平极限承载力的关系,支撑梁数量的最佳取值范围在4

关键词： 雪峰山   前陆褶皱冲断带   齐岳山断裂   离散元数值模拟   多滑脱层  

摘要： NE向分布的齐岳山断裂将雪峰山前陆褶皱冲断带划分为西北部的川东隔挡式褶皱冲断带和东南部的湘西隔槽式褶皱冲断带。然而,齐岳山断裂的性质和形成过程长期以来缺乏明确共识,导致对雪峰山前陆褶皱冲断带的形成机制和演化过程存在显著分歧。为揭示齐岳山断裂的形成机制及其对两侧构造变形差异的控制作用,本文基于地震反射剖面解释,采用离散元数值模拟方法设计5组模型进行实验研究。研究结果表明,若存在先存断裂,变形集中于其部位,影响断层生成顺序;若无先存断裂且多套滑脱层具有较低内聚力,变形主要沿下部滑脱层传递;当中间滑脱层厚度大于下部滑脱层时,变形主要受中间滑脱层控制。结合地震剖面的分析,本文认为雪峰山前陆褶皱冲断带表现为“双层台阶式断弯褶皱带”,齐岳山断裂形成于前陆褶皱冲断带的递进变形过程中,其两侧构造差异主要受基底滑脱层分布和寒武系滑脱层力学性质的主导作用。湘西隔槽式褶皱冲断带由深层断弯褶皱控制,而川东隔挡式褶皱冲断带由浅层断弯褶皱控制。

关键词： 煤柱   单轴压缩   数值模拟   声发射  

摘要： 煤层开采需要留设煤柱来保证煤炭资源的回收率与生产的安全性,其核心在于煤柱尺寸与煤柱强度之间的关系。为了研究煤岩柱的尺寸效应,本文以葛泉矿1195工作面顶板岩层的大青灰岩为研究对象,通过室内试验、数值模拟和声发射结合的方法,对单轴压缩下大青灰岩的尺寸效应及声发射特征进行研究。

关键词： 盾构开挖   竖向位移   地层损失率   数值模拟   盾构隧道   管线保护  

摘要： 【目的】研究多因素影响下盾构隧道施工对上覆既有管线竖向位移的影响。【方法】第一阶段基于Mindlin解与盾构法隧道统一土体移动模型三维解,考虑盾构隧道施工过程中盾构正面顶推力、盾壳摩阻力、盾尾注浆压力及地层损失率四种因素对既有地铁隧道管线竖向位移的影响,得到土体竖向位移;第二阶段基于Pasternak地基模型,结合有限差分法,提出盾构隧道开挖所引起的上覆地铁隧道管线竖向位移的计算公式,分析隧道开挖面距管线水平距离12、0、-12 m三种工况下盾构正面顶推力、盾尾注浆压力及盾壳摩阻力对既有地铁隧道管线竖向位移的影响,及不同地层损失率和管线刚度对既有地铁隧道管线竖向位移的影响;最后将数值模拟结果与现场实测结果进行对比,分析在盾构开挖施工下上覆管线竖向位移的变化规律。【结果】盾构隧道施工引起的上覆既有管线的竖向位移曲线大致呈“V”形,最大竖向位移始终位于管线的中间位置。【结论】盾构掘进过程中盾构正面顶推力、盾尾注浆压力对既有管线竖向位移影响较小;地层损失率与盾壳摩阻力对既有管线竖向位移影响较大,其中盾壳摩阻力是引起既有管线两端向上微隆起的主要因素;地层损失率越大,盾构开挖引起的管线竖向沉降越显著;管线抗弯刚度越大,盾构开挖引起的竖向沉降越小。

关键词： Octet-truss点阵结构   数字图像相关   J积分   数值模拟   结构增韧设计  

摘要： Octet-truss点阵结构具有高强、高韧以及轻质化的特征,是工程领域的优选材料之一。对具有浅预制裂纹的Ti6Al4V Octet-truss点阵结构进行了三点弯曲试验,并结合数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术对断裂过程进行观测。为了深入研究点阵结构的断裂韧性,针对结构的三点弯曲断裂行为进行有限元分析,利用各向同性弹塑性力学模型表征结构杆件组元的力学响应,试验验证了模型的有效性。基于结构的弹塑性断裂行为,利用J积分法计算Octettruss点阵结构的断裂韧性。结果表明,Octet-truss点阵结构的断裂韧性与其相对密度、杆件长度的平方根呈正相关。对于裂纹尖端处的杆件组元,不同平面的杆件在相同截面尺寸下具有不同的应力状态和变形模式。针对结构的失效模式,通过优化不同平面杆件之间的截面尺寸比例平衡各杆件的应力状态,实现相同相对密度下的结构增韧。

关键词： 气固两相流   计算流体力学-离散单元法   流化床   印染污泥   混合  

摘要： 基于计算流体力学-离散单元法(computation fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)对含有印染污泥和煤粉颗粒的埋管流化床内气固两相流动力学特性进行了模拟研究。对流化过程中颗粒的混合指数、速度分布、数量比、固含率分布、平均动能分布进行了统计和讨论。实验结果表明,初始上污泥下煤粉填充时,随着气流速度的增大,加剧了煤粉污泥颗粒的分离,过大的气流速度会出现局部完全分离现象。当气流速度达到3.0 m·s^(-1)时,床内煤粉污泥混合填充相较于分层填充时不易发生分离现象。改变流化床内2种颗粒数量的比例时,发现增加煤粉数量可以使污泥分布更加均匀,埋管上方颗粒的平均动能与下方相差较大。

关键词： 深基坑工程   数值模拟   Midas GTS   结构优化   地表沉降  

摘要： 本文以深圳市南山区某地铁站深基坑开挖为研究对象,利用MidasGTSNX建立三维数值模型,模拟基坑开挖过程,分析支护结构及地表沉降的影响。通过调整地下连续墙厚度0.1m(1.0~0.7m),评估基坑稳定性。结果表明,0.8m墙厚下基坑稳定性良好,地表沉降未超预警值,建议采用此厚度,以确保安全性和经济性。

关键词： 数值模拟   钢管桩   承载力特性  

摘要： 海上风电建设的钢管预制桩的应用十分普遍,以某海上风电钢管桩为例,通过数值模型假设、计算参数的选取、锤击荷载的确定,建立了数值模拟有限元模型,将钢管桩在施工过程中的承载力动测数据与数值模拟结果作对比,对沉桩过程中的桩体承载性能进行研究,研究表明:(1)锤击贯入过程中,桩端阻力和桩侧阻力逐渐增大,贯入速率慢慢减小,桩体位移振荡变化,桩端阻力呈“波动式”的缓慢增大。(2)数值模拟法预测的承载力及贯入度与实测结果符合性较高,模拟准确性较高。

关键词： 金属泡沫   多孔结构   相变蓄热   数值模拟  

摘要： 本研究旨在探究泡沫金属特有的网状构造对相变材料热传递性能的影响。泡沫金属的高比强度、刚性和优异的热传导能力,以及其多孔结构对相变材料渗透的促进作用,可以使其成为理想的相变蓄热系统中的热传导增强材料。为此,本文构建了多种泡沫金属骨架结构的模型,并运用有限元分析技术,对五种不同结构(包括Kelvin、Gyroid、IWP、Primitive和中空六面体)的泡沫金属与相变材料的复合体系进行了熔化过程的数值模拟。通过对比不同结构模型下的热导率、在恒定热通量条件下相变材料的液相分数变化,以及在恒定流量条件下相变材料的平均气温,对各结构的热传递性能进行了综合评估。研究结果可为优化相变蓄热系统的热传递设计提供理论依据。

关键词： 中锰钢   薄板坯   结晶器   保护渣  

摘要： 采用数值模拟方法对断面尺寸为1500 mm×90 mm的中锰钢薄板坯连铸结晶器内钢液流动与凝固特征进行了研究,分析了反应性保护渣的熔化与混合行为。研究结果表明,在拉速为5 m/min、浸入深度为300 mm的案例下,中锰钢在结晶器中下部约宽面四分之一附近的温度波动较大,因坯壳传热慢导致在结晶器出口处窄面的坯壳较薄,厚度仅为7.73 mm。对比低碳钢渣圈形状发现,中锰钢连铸过程中形成的渣圈尺寸略小,并以初始层成分为主,固态渣膜经不同阶段的反应层与初始层混合形成,结晶器上部因保护渣成分变化易导致坯壳初始凝固不均匀。