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关键词： 地震波加载   数值模拟   岩石滑坡   危险性评价  

摘要： 在断层节理较为发育的岩石山体发生滑坡时,岩石块体是主要组成。岩石块体因具有较大的离散特征,相互间基本不具备黏性,所以容易发生滑移,尤其在地面振动的影响下更容易发生远距离的运移。文章介绍了一种在二维模型非连续变形分析方法(DDA)的基础上发展的三维模型,相比二维模型能够更好地描述滑坡介质的横向和纵向位移,可以界定整个滑坡的沉积区范围。模拟结果表明,加载地震波后块体滑坡运移距离显著提高,滑坡滑移区的最大横向距离也显著增加,而且滚动中的岩石更容易增加弹跳高度和距离。研究最后预测舟曲县局部敏感地区的岩石滑坡距离和沉积范围,并评价其危险程度。预测模拟结果表明,舟曲县附近山体的几个滑动面对县城的危险性较低,而靠近两河口中白龙江沿岸的几个滑坡面危险性较高。文章可为舟曲县周围的灾害点预判提供参考。

关键词： 天然气水合物   劈裂注浆   扩展有限元   双增改造技术   射孔簇间距  

摘要： 天然气水合物泥质粉砂岩储层具有弱胶结、强度低等特性,水合物分解,储层强度降低,渗流通道宽度减小甚至闭合。“双增”改造浆液是一种固化后能增强储层强度与渗透率的浆液,但双增浆液的流变性质与压裂液差异较大且不含砂,浆液劈裂施工参数对射孔簇内浆液扩展情况的影响机理尚不明确。本文基于扩展有限元法建立了二维水合物储层劈裂注浆数值模拟模型,研究射孔参数与劈裂模式对裂缝扩展的影响规律。研究结果显示:射孔簇间距诱导应力场在射孔簇间距较小时对裂缝扩展影响较大,浆液扩展转向明显,随着射孔簇间距的增大,簇间应力干扰逐渐减小,原始地应力对浆液扩展方向起主要作用;相同簇间距下射孔数量越多,簇间应力干扰越强,射孔簇间距越小;同步劈裂模式下浆液扩展距离不均匀,顺序劈裂与交替劈裂时,先前形成的裂缝会被逐渐挤压,裂缝宽度逐渐变小,增加了后续射孔簇的起裂压力,不利于储层起裂。研究结果为天然气水合物储层劈裂注浆设计提供了一定参考依据。

关键词： 裂缝型漏失   钻井液堵漏   数值模拟   颗粒封堵   桥堵效率   颗粒级配  

摘要： 钻井液防漏堵漏是保障钻井安全、保护储层、减少经济损失、提高钻井效率和助力环境保护的关键技术措施。由于现场实际观测和实验条件限制,漏失地层的堵漏机理难以探究。为更好地解释裂缝型漏失地层的颗粒堵漏机理,本研究使用COMSOL Multiphysics建立了裂缝型地层的封堵模型,并分析了颗粒浓度、颗粒粒径及颗粒级配对裂缝型漏失地层封堵效率的影响,从而揭示其颗粒封堵的具体机理。结果表明:(1)封堵效率与颗粒尺寸呈正相关。在相同浓度下,颗粒粒径越大,封堵形成时间越短。(2)颗粒浓度存在一个有效封堵范围,颗粒浓度过低时无法形成有效封堵,而颗粒浓度过高时封堵效率趋于饱和。(3)颗粒级配可协同提升封堵效率和封堵致密性。大尺寸颗粒浓度相同,小尺寸颗粒浓度质量分数增加1%时,最终漏速降低了35%;小尺寸颗粒浓度相同,大尺寸颗粒浓度质量分数增加4%时,裂缝桥堵形成时间减少了50%。堵漏颗粒中小颗粒主要影响封堵层的致密性,大颗粒主要影响封堵效率。

关键词： 顶管工程   竖向位移   应力   东深供水渠   数值模拟   Peck法  

摘要： 以东莞常平镇新白沙埔排渠顶管工程下穿东深供水渠为研究背景,采用多孔小管径的顶管方案,通过数值模拟和Peck法沉降槽理论两种分析方法,对顶管施工时东深供水渠的竖向位移及挡墙的应力进行分析。数值模拟和Peck法沉降槽理论分析表明,顶管施工时供水渠渠身的竖向位移和挡墙的应力变化均较小,满足位移及应力控制值要求。因此,可认为顶管施工对东深供水渠的安全影响是可控的。

关键词： 废弃弹药   聚能装药   非爆轰解体   带壳B炸药   数值模拟   试验验证[分类号]TJ410  

摘要： 为了优选锥形聚能装药结构参数并探究带壳B炸药实现非爆轰解体销毁的条件,基于正交试验法,利用AUTODYN软件对射流形成过程进行模拟,探究了药型罩锥角、材料、壁厚、装药口径等不同装药结构参数对射流引爆能力v 2d的影响,并优选出了用于侵彻带壳B炸药的结构参数。利用选定的装药结构,开展侵彻带炮弹钢壳体B炸药仿真模拟,探究炸高与壳体厚度对炸药响应状态的影响,分析在不同炸高下射流侵彻引爆带壳装药的机理;并开展试验研究,验证炸药响应状态仿真结果。结果发现,对所选炮弹钢壳体和20 mm口径的聚能装药而言,当炸高小于3.50d(壳体厚度为0.2d)或d(壳体厚度为0.3d)时,被发装药在射流侵彻直接产生的冲击波或冲击波经背板反射得到的反射波的作用下发生爆轰。当炸高大于5.00d(壳体厚度为0.2d)或2.05d(壳体厚度为0.3d)时,因射流剩余能量激发产生的冲击波及反射波无法引起被发装药的爆轰,可以实现弹药的非爆轰解体。

关键词： 双层滑面   抗滑桩加固   数值模拟   受力特征  

摘要： 对于具有双层滑带的复杂土层边坡,抗滑桩的受力特性与传统单一滑面形式不同.本文以三峡库区的八字门双层滑带边坡为例,基于数值和理论方法研究了含浅层和深层软弱带边坡的抗滑桩加固受力特性.通过数值模拟得到的安全系数和坡体位移及剪应变云图,发现采用抗滑桩加固能够有效地提升坡体稳定性,同时桩后推力呈明显的不连续分布形式.基于此,假定不连续梯形的桩后推力分布形式,结合传递系数法求解出双层滑面边坡桩后推力;基于有限差分原理推导了双层滑面边坡抗滑桩全桩的位移和内力理论计算方法.将理论计算与数值模拟结果进行对比,证明了本文提出的双层滑面边坡抗滑桩理论计算方法的可靠性,可为多滑面边坡抗滑桩设计提供参考.

关键词： CTB电池包   内凹三角形微结构   力学性能   数值模拟  

摘要： 针对传统CTB电池包防护结构布置空间有限、对防护材料吸能特性要求较高等问题,提出一种基于内凹三角形微结构的新型CTB电池包。首先,通过开展电池包上壳体与车身底板一体化设计建立车身骨架及传统CTB电池包的有限元模型。基于此,开展传统CTB电池包静态力学仿真与动态碰撞模拟,获取汽车典型工况下的力学响应特性。其次,构建内凹三角形微结构的理论力学模型,并以相对密度最小、相对弹性模量最大为优化目标,以结构参数为优化变量,利用遗传算法对该微结构开展多目标优化设计,获取最优结构参数。最后,通过将内凹三角形微结构替换传统蜂窝结构,构建新型内凹三角形微结构CTB电池包,并在相同工况下对其开展数值模拟。结果表明:相较于传统CTB电池包,新型内凹三角形微结构CTB电池包在扭转工况下能够为车身骨架分担更多载荷;在弯曲工况下该电池包与传统CTB电池包的最大应力与位移均为13.98 MPa和1.175 mm;在碰撞工况下新型内凹三角形微结构CTB电池包y方向最大侵入位移降低3.2%,表明新型内凹三角形微结构CTB电池包在力学防护方面具有优越性。

关键词： 摩托车散热器   冷却系统   进风量   热平衡测试   工作流量  

摘要： 为确保摩托车散热器进水温度处于可控范围,以某摩托车冷却系统为研究对象,通过部件单品流阻测试、水泵性能测试、发动机热平衡测试、散热器换热性能测试,收集冷却系统基础试验参数,为冷却系统流量分析、散热器进水温度分析提供边界输入。分析结果表明:水泵性能曲线与冷却系统阻力曲线匹配得到发动机转速9000 r/min时水泵的工作流量为23.5 L/min,热平衡测试串接流量计及测试工装造成系统阻力略有增加,冷却系统流量为22.5 L/min。发动机在转速9000 r/min时工作功率最大为14 kW,发热功率约为7.1 kW,仿真的散热器进水温度为109℃,不满足低于100℃的水温控制目标。通过优化蜗壳导流、出风口、叶轮高度增加6 mm、叶轮宽度增加5 mm,散热器进风量从126.7 g/s提升至188.5 g/s,散热器芯体表面风速从6.3 m/s提升至9.38 m/s,风量及风速提升效果明显。优化后散热器进水温度为96℃。整车热平衡测试结果显示最高车速工况下优化方案的散热器进水平衡温度、缸温、油温分别为98、149、114℃,相比初始方案下的温度分别降低13、18、13℃,验证了优化方案是有效的。研究结果可为整车冷却系统散热性能评估及水温优化提供理论指导。

关键词： 岩溶水   污染预测   数值模拟   串层污染   陶枣盆地  

摘要： 为了治理陶枣盆地岩溶水被矿坑水串层污染,通过水化学分析确定当地岩溶水污染主要成分,建立陶枣盆地下水模型进行模拟、检验、参数反演,推断地下水污染通道,模拟预测增大矿坑水排放、注浆封堵串层通道、矿坑巷道填充方案保护岩溶水的效果。结果表明:陶枣盆地岩溶水主要污染成分为硫酸根离子,串层污染方式主要为断裂带串层、煤矿开采导致的底板破碎带等串层;注浆封堵、矿坑巷道填充分别是治理断裂带串层污染岩溶水、底板破碎带串层污染岩溶水的最佳方案。

关键词： 隧道工程   矿区爆破   理论分析   数值模拟   动力响应   极限距离  

摘要： 为研究矿区爆破振动对邻近既有隧道的影响,基于理论分析,推导出煤矿开挖爆破等效荷载的施加方法,将其应用于数值模拟中,并通过现场监测验证了其合理性,以振动速度、衬砌应力、衬砌位移作为评价指标,分析了爆破振动荷载作用下毗邻隧道衬砌结构的动力响应特性。研究结果表明:等效爆破荷载计算模型模拟分析毗邻矿区隧道的动力响应是合理的;距离隧道200 m处矿区爆破动力荷载作用对隧道衬砌结构的振动速度、应力和位移的影响较小,矿区爆破开挖引起的隧道最大振动出现在迎爆侧拱腰上、小于规范限值。将已建隧道迎爆侧拱腰处峰值振速作为判断指标,根据《爆破安全规程》,建议矿区开采至距隧道60 m处应立即停止,确保隧道的安全性。