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关键词： 不确定性分析   替代模型   数值模拟   填埋场   风险评估  

摘要： 填埋场兼具固废无害化基础设施和重大风险源双重载体，其渗漏导致的地下水污染已成为全球性环境问题。精细评估隐蔽渗漏造成的污染及其不确定性是科学管控填埋风险的前提，该文针对传统基于解析解与Monte Carlo耦合的填埋场地下水污染风险预测方法难以准确刻画渗漏不确定性的问题，提出了一种高性能仿真模拟与不确定性分析耦合的填埋场渗漏风险及其不确定性表征技术。为解决传统不确定性分析框架下，高仿真模拟数值模型计算负荷大，不确定性分析效率低的问题，引入粒子群优化算法（PSO）与极限梯度提升算法（XGBoost）模型，通过学习精细模拟模型计算获得的多组样本，建立替代模型来预测；同时，为了解决PSO-XGBoost对抽样数量的过度依赖，提出了改进的抽样方法。实验结果表明，实验结果表明，与以Landsim为代表的解析解-monte carlo耦合算法相比，本研究构建基于数值模拟模型样本的机器学习替代模型更好的捕捉了参数不确定性对结果的影响，预测的污染浓度分布区间平均为传统模型的1.36倍；基于PSO-XGBoost的替代模型及改进的抽样方法，相比于其他机器学习模型，预测精度(R2=0.99)和稳定性更好，且模型训练阶段计算时间减少70%，大幅提升了不确定性分析的效率。基于该模型的应用研究表明，第10年特征污染物COD超标的概率达到56.43%，存在超标可能的距离为54m，表明研究区存在一定污染风险。研究成果为填埋场渗漏污染风险及不确定性分析提供了高效、精准的科学方法，并为进一步开展相关研究提供了借鉴。

关键词： 双曲拱坝   应力应变   分析模型   安全评价  

摘要： 本文基于混凝土拱坝的应力应变计算原理和数值统计模型,对山口岩双曲拱坝的应力应变规律及其主要影响因素进行了深入分析。研究结果表明,温度和库水压力是影响该拱坝应力应变的主要因素。通过对长期监测数据的分析,发现大坝的应变测值变化稳定,且满足大坝安全运行的要求。本文的研究为拱坝的安全性评价提供了科学依据,并为类似工程的设计与运行管理提供了参考。

关键词： 微通道   分形   流动   换热   低功耗   数值模拟  

摘要： 摘摇要:微通道散热器是应对电子器件散热的有效方法,但目前常规通道存在功耗大等问题。分形结构被认为是质能运输效率最高结构之一。按照Murray定律和“黄金比例phi冶设计Y型和追-Y型微通道的结构,得到4种微通道:追-Y-M、Y-M、追-Y-phi、Y-phi。研究采用Fluent进行数值模拟,结果表明,phi型结构比Murray型结构底面温度低;追型结构比Y型结构的底面温度分布更均匀。引入性能系数(coefficient of performance,COP)来评价各结构的综合性能,追-Y-M的COP相较于Y-M增长了约3%,追-Y-phi和Y-phi的COP都小于Y-M,前者减小约6%,后者减小约18%。

关键词： 多级离心泵   轴向力   公式计算   数值模拟  

摘要： 基于多级离心泵轴向力计算方法,深入探讨了公式计算与数值模拟计算两种计算方法的有效性。选取二级离心泵末级叶轮有、无背叶片的两种状态作为研究对象,基于公式和数值模拟两种方法进行了轴向力计算,并进行两种方法的对比分析。得出背叶片结构附近的复杂流动特性及其对轴向力分布的影响难以通过传统公式准确描述,在有背叶片的状态下,公式计算与数值模拟计算结果存在偏差,公式计算准确性较差;在无背叶片的状态下,公式计算与数值模拟计算的结果较为接近,公式计算具有一定的准确性。进一步验证数值模拟方法在处理二级离心泵背叶片附近复杂流动现象优势,为有背叶片多级离心泵轴向力的精确计算提供了有效的方法依据和参考。无背叶片时可以用公式方法进行多级离心泵轴向力的快速计算。

关键词： 水闸   复杂地基   基础结构设计   加固技术   稳定性分析  

摘要： 针对复杂地基条件下水闸基础结构设计与加固面临的技术难题,系统阐述了不同类型复杂地基的工程特性及其对水闸基础结构稳定性的影响规律,通过基于地基特性的基础结构优化设计,结合化学加固与预应力加固等技术的合理应用,能够有效提升水闸基础的承载能力与抗变形性能,试验研究发现,在软土地基条件下,采用桩-板复合基础结构可显著提高基础承载力,预应力锚索与化学加固的组合应用能有效控制基础结构的侧向位移,研究成果为复杂地基条件下水闸基础结构的设计与加固提供了可靠的技术支撑。

关键词： 预应力混凝土管桩   水泥搅拌桩   水电水闸  

摘要： 预应力混凝土管桩(PHC桩)联合水泥搅拌桩技术通过刚柔协同机制,有效解决了水电水闸建设中复杂地基的承载与沉降控制难题。该工法以PHC桩(单桩承载力800-1200kN)穿透软弱层形成刚性支撑,水泥搅拌桩(掺入比12%-18%)改善土体模量并抑制侧移,优化桩位布置后复合地基承载力达250kPa以上,工后沉降≤30mm。施工采用"先搅拌后沉管"工序及跳打工艺,结合智能监控系统控制垂直度(≤0.5%)与挤土效应,并在水闸基础、翼墙抗滑、防渗体系中应用,提升抗震性能(自振周期调整至1.5s)与抗渗能力(渗流量降低87%),实现综合成本节约15%-20%。

关键词： 顺层岸坡   水位抬升   稳定系数   锚固桩加固   数值模拟   变形位移  

摘要： 为揭示水位抬升对长大顺层岸坡及上部结构稳定性的影响，保障库区桥梁工程安全，以瓮马铁路瓮安河大桥岸坡为研究对象，结合室内试验与文献调研方法确定岩层计算参数，采用传递系数法对水位抬升过程中桥区两岸岸坡稳定系数的变化进行计算，并基于有限元法建立实际工程的三维精细化模型，对锚固桩加固前后的岸坡及桥墩承台变形位移进行数值分析。结果表明：灰岩与页岩在饱和条件下的强度较在天然条件下分别降低14%与20%；随着水位的抬升，两岸滑坡体的横断面面积增大；在水位上升30m后，右岸的两个滑坡体与左岸的一个滑坡体的稳定系数分别为1.17、1.06和1.11，均处于安全系数限值1.35以下，水位上升后的岸坡稳定性难以保证；水库蓄水导致水位逐渐抬高的过程中，两岸均产生对工程安全有较大影响的明显位移；在采取锚固桩加固措施后，岸坡与桥墩承台总位移相较于加固前均有明显下降，表明锚固桩的加固措施对提高岸坡及桥梁稳定性有良好效果。本文可为类似工程的岸坡稳定性分析及加固措施设计提供依据。

关键词： 安全工程   高压氢气泄放   自燃   多维激波   三通管   数值模拟  

摘要： 高压氢气泄放至下游管道时可能引发自燃，进而导致爆炸和火灾事故。为此，采用Fluent软件建立了激波管高压氢气泄放模型，研究了高压氢气泄放至三通管（T形管、坡口T形管及人形管）的自燃过程。结果表明，管道结构对激波传播行为和自燃特性有显著影响，泄放压力的增加有利于自燃的发生和火焰的稳定传播。与T形管相比，弧形三通管（人形管、坡口T形管）能够有效降低激波强度。在各类三通管中，多维反射激波与湍流掺混作用促使氢气与空气混合，其中管内边界层处的高温与氢气–空气混合物是引发氢气自燃的关键因素，因此着火点首先出现在分岔管段内壁面附近的高温区。弧形三通管的分岔结构利于自燃发生，但不利于维持初始火焰，T形管内自燃延迟时间最长。在激波加热效应与氢气射流动态行为的共同作用下，当泄放压力达到8 MPa时，人形管内自燃火焰出现熄灭–复燃现象。整体上，T形三通管氢气泄放安全性最高。

关键词： 双层叠合初支拱盖法   围岩稳定性   隧道   上软下硬地层   数值模拟  

摘要： 为确保在上软下硬地层中施工浅埋大跨隧道的安全,以贵阳锦江路站浅埋大跨隧道工程为研究对象,利用有限元数值模拟研究双层叠合初支拱盖法施工时的围岩稳定性,重点分析了施工过程中围岩的变形规律和应力分布特性,并结合强度折减法揭示围岩塑性区扩展特征及失稳模式。研究表明:在上软下硬地层中,施工步骤对围岩变形的影响显著,其中拱部中导洞开挖与临时支撑拆除对围岩水平收敛和竖向沉降影响尤为突出;施工完成后,围岩应力分布显示拱脚为应力集中区域,是围岩中最薄弱部位,应加强支护并重点监测;通过围岩安全系数分析发现,当强度折减系数达到2.4时,围岩位移显著增加,并在拱脚与侧墙区域形成贯通破裂面,揭示了围岩的失稳模式及破坏路径。本研究为上软下硬地层浅埋大跨隧道的设计与施工提供了参考。

关键词： SFRC桥墩   压弯剪扭耦合作用   抗震性能   拟静力试验   数值模拟  

摘要： 相比于普通钢筋混凝土,在桥墩底部塑性铰区域采用一定高度的钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,SFRC),可以提高桥墩的抗震性能。为系统研究SFRC桥墩在压弯剪扭耦合作用下的力学性能,设计并制作了三个净高1 200 mm、截面直径300 mm、塑性铰区SFRC高度为300 mm的桥墩试件进行拟静力试验,观察试件的损伤模式和破坏形态。在此基础上,采用ABAQUS软件建立多个数值分析模型,研究扭弯比和SFRC高度对桥墩抗震性能的影响。结果表明:压弯剪扭耦合作用降低了桥墩抗弯和抗扭能力,扭转作用增大会使塑性铰位置上移,试件破坏更加明显;SFRC能有效提高桥墩的位移延性系数,延缓刚度退化,控制混凝土裂缝开裂,提高桥墩地震作用下的损伤容限和抗弯、抗扭承载能力;当SFRC高度为600 mm时,既能提高桥墩的抗震性能,又能够减少施工成本,避免材料浪费。