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关键词： 地下工程   富水砂层   顶管   箱涵   数值模拟   监测  

摘要： 为研究富水砂层大直径双顶管下穿对既有箱涵变形的影响,以东莞市石马河-小海河水体连通工程为背景,采用有限元软件MIDASGTS/NX建立三维数值模型,分析沉井及顶管施工全过程对既有箱涵的变形影响。通过总结既有箱涵变形特征,并将模拟分析结果与工程监测数据进行对比,验证了数值模型的可靠性。结果表明,在沉井及顶管施工过程中,箱涵结构最大水平位移为1.38mm,最大竖向位移为-2.19mm,均满足控制标准;最大水平位移和最大竖向位移均发生在顶管下穿箱涵的横断面处,且距离顶管越远,箱涵结构变形越小;三期箱涵变形比二期箱涵小。

关键词： PLAXIS 3D   有限元分析   基坑位移   地下连续墙应力  

摘要： 为揭示不同基坑开挖方式下的基坑位移变形与应力变化规律,以某基坑工程为例,采用岩土工程有限元分析软件Plaxis 3D进行了模型构建,研究了2种基坑开挖方式下基坑土体的竖直位移、增量位移以及地下连续墙的主应力和剪切力。结果表明,在基坑开挖过程中,分区间断开挖方式产生的竖直位移及随着开挖产生的增量位移均明显低于连续开挖方式时的情况;连续开挖方式下的墙体有效法向应力和最大剪应力均显著大于间断开挖方式下的相应值;相较于连续开挖方法,分区间断开挖是更为优越的选择。

关键词： 富油煤   原位热解   数值模拟   化学反应   传热特性  

摘要： 富油煤地下原位热解作为近年来提出的一项高效、环保的煤炭利用新技术,该过程中热量及物质的传递特性尚不清楚。重点考虑原位热解过程中的耦合传热、流体流动和化学反应,采用模拟的方法研究了不同加热条件和流体通道布置(介质入口温度分别为673 K,723 K,773 K,823 K和873 K;介质入口速度分别为0.1 m/s,0.2 m/s,0.5 m/s,1.0 m/s,5.0 m/s和10.0 m/s;注热井数量分别为一口、两口和四口;水平裂缝数量分别为一条、两条和三条)下大尺度富油煤层的热质传递特性。结果表明:不同入口温度下的平均温度差距随注热时间的延长而逐渐增大;适当增大流体入口速度有助于加快煤层整体升温和热解反应速率,注气速率阈值与模拟参数密切相关,本研究条件下注气速率阈值为5.0 m/s;能否显著提高原位热解效率,则取决于流体通道布置是否明显改善了流体域分布不均的问题,针对不同的布井方式和水平裂缝数量,四井注热的总热解时长比单井注热的总热解时长短6个月,三条裂缝布置的总热解时长比单条裂缝布置的总热解时长短4.5个月。

关键词： 聚合物粘结炸药(PBX)   烤燃实验   数值模拟   点火   产物膨胀  

摘要： 为实现慢烤模型在炸药配方与装药行为全链条预测,并消除点火后温度场数值“奇点”问题,采用多组分参数拟合模型,对聚合物粘结炸药PBX⁃9501、PBX⁃9502及新型PBX⁃4的热分解响应与慢烤特性进行了系统性研究。通过构建组分参数驱动的全过程模拟框架,建立基于Arrhenius反应动力学与JWL产物气体状态方程的多物理场耦合模型,实现从炸药热分解初态到壳体破裂终态的全过程数值表征。研究结果表明:PBX⁃9501和PBX⁃9502的点火时间模拟值与已有实验数据误差分别为3.4%和5.7%,验证了模型的可靠性;PBX⁃4的爆响时间预测值与验证实验均值误差仅为2.3%,验证了模型的泛化能力。通过动态调控产物气体状态参数,成功将爆炸温度稳定在3328~3502 K的合理区间,解决了已有纯固体烤燃模型中的点火后温度场“奇点”问题。

关键词： 热送热装   表面快冷   淬火层   数值模拟  

摘要： 邯钢能嘉新区依托其紧凑的工序排布优势,采用热送热装工艺生产低合金钢。针对现场含Nb钢在热送过程中经过表面快冷后仍然存在红送裂纹问题,利用有限差分法对快冷过程进行数值模拟。结果表明:在快冷120 s、内弧水量40 m^(3)/h的工艺条件下,板坯表面中心及其以下5 mm、10 mm厚度处的温度分别为512℃、584℃、650℃,冷却强度弱,致使淬火深度不够,无法保证快冷的效果;对比计算了不同水量下板坯获得的淬火层厚度,得出在内弧水量≥85 m^(3)/h的情况下,板坯快冷后淬火层厚度≥10.4 mm,此时板坯表面中心及其以下5 mm、10 mm厚度处温度分别为411℃、500℃、580℃,能获得较好的快冷效果。现场优化水量后未再出现板坯红送裂纹。

关键词： 水利工程   灌溉水闸   施工工艺   工艺要点   质量控制  

摘要： 文章主要针对水闸施工工艺要点及质量控制进行探讨,采用文献查阅、案例借鉴等手段,从工程概况入手,介绍水闸施工工艺要点,阐述施工质量控制措施。结果表明:水闸施工存在重难点,在施工前制定科学的施工方案,施工过程中严格把控施工工艺要点,并加强对施工质量的控制,提升检验标准,从而确保水利工程质量达标。

关键词： 风摩擦   波浪   溢油风险   漂移扩散   数值模拟  

摘要： 在复杂的海况下,为及时应对海上溢油事故,制定科学合理的溢油应急体系,仅考虑风况和潮流场对某海域溢油风险的影响是不足的,还应考虑风摩擦及波浪两个因素.以京唐港海域为例,基于水动力模块对渤海海域建立二维潮流场大模型,为京唐港海域小模型提供可靠的边界条件,经实测资料验证水动力模型可靠后,采用欧拉-拉格朗日“油粒子”理论对粒子进行追踪,建立溢油风险预测模型,通过油膜的运动轨迹和扩散程度等分析风摩擦和波浪对溢油风险的影响.结果表明:风摩擦随风速的增大而增大,使风与油膜之间的作用力增强,导致油膜的扩散风险程度增加;考虑由风流产生的波浪因素后发现,波浪场会推动海上油膜的输移过程和风化过程,使油膜的扩散面积增加及海上剩余残油量减少.

关键词： 轴流压缩机   积叠方式   参数化建模   数值模拟  

摘要： 压缩空气储能系统被认为是目前最有发展前景的大规模物理储能技术,轴流压缩机作为其核心部件,其长期安全稳定运行是保障先进压缩空气储能系统经济性和安全性的前提。轴流压缩机工作过程中,叶片作为其能量转换的关键部件易受到疲劳破坏,而构造叶片三维造型的方式可以有效调整应力分布特征。为此,对压缩空气储能1.5级轴流压缩机进行结构优化设计,采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)、径向基函数人工神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)建立代理模型、快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithms-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)捕捉目标值的优化方法,建立了轴流动叶三维弯、掠结构造型参数化一体优化流程。优化结果表明:优化后叶片最大等效应力从376.8 MPa降低到255.9 MPa,应力降低幅度32.1%,优化效果明显,叶片应力分布形态及大小主要取决于离心力,合理的弯掠改型调整了各叶身截面重心位置和离心力弯矩;优化方法对流场分布、动叶表面载荷分布、叶顶间隙的能量耗散未产生明显影响,可实现气动性能和结构应力分布解耦。

关键词： 采动应力   围岩应力   数值模拟   注浆加固  

摘要： 为解决建新煤矿42盘区巷道在两翼采动影响下多处变形破碎严重的问题,利用现场调研和取样测试方法,测定巷道围岩力学性能,分析围岩条件恶化的原因。同时借助UDEC仿真软件,深入探索双翼采动过程中产生的采动应力对巷道围岩的影响,利用FLAC仿真软件,对不同注浆孔径渗透半径进行研究,最终验证修复加固技术的可靠性,实现了对42盘区巷道围岩条件的优化。本研究通过综合分析巷道围岩的力学性能,提出了顶板注浆加固技术,有效改善了开采重复扰动大巷围岩的破碎变形问题。

关键词： 公路隧道   空洞   RC衬砌   力学性能   试验   数值模拟  

摘要： 本研究通过试验和数值模拟,研究了公路隧道背后空洞对RC衬砌的力学性能影响。试验结果表明,空洞位置、尺寸和形状对衬砌应力和变形有显著影响。该研究结果对公路隧道施工及运营具有重要指导意义,可提高隧道的安全性和可靠性。