教学课程资源库 更多>>

关键词： 特长隧道   挑顶施工   数值模拟   小包法  

摘要： 辅助坑道转入正洞施工时,交叉段的空间跨度和结构较为复杂,围岩扰动多,支护结构受力转换频繁,安全风险极大。为保障施工安全和工期,以北方地区某特长隧道斜井转正洞施工为研究案例,采用数值模拟与理论分析相结合的方式,分析了“小导洞扩挖法”“大包法”“小包法”三种施工方案对交叉段围岩与支护结构的变形和受力的影响。将“小包法”应用于斜井转正洞施工,保障了施工安全,施工进度也得到提升。

关键词： 中深层地埋管换热器   内管管径   数值模拟   换热性能   影响因素  

摘要： 中深层地热能是清洁可再生能源,积极开发中深层地热能可解决建筑采暖、热水供应等能源需求,对增加能源供应、调整能源结构、保障能源安全、保护环境具有重要作用。主要对中深层地埋管换热器内管管段在取热过程中的能量传递规律展开分析,选取典型内管管径设计参数,明晰众多设计参数对其取热性能的影响程度,为中深层地埋管换热器内管参数设计奠定基础。结果表明,内管管径尺寸的减小对中深层地埋管换热器的出口温度水平存在提升效果,但与此同时,内管管径尺寸的减小带来沿程阻力的大幅提升,水泵承担功耗增加,供暖季水泵运行费用急剧增加。内管热导率越大,内管管径的变化对于埋管取热性能的影响程度越大;埋管深度越深,内管管径的变化对于埋管取热性能的影响程度越大。基于上述研究分析结果,对不同深度及不同内管热导率的埋管换热器,当埋管换热器外管管径变化时,采用换热器阻力与换热能力协同分析方法,均存在最优内管设计管径。

关键词： 隧道   浅埋段   挑顶出洞   数值模拟  

摘要： 某工程项目隧道浅埋段施工条件复杂,无法采取明挖施工。采用洞内挑顶出洞方案,暗挖段以三台阶七步开挖法施工,并配以临时钢支撑,确保施工期间结构稳定。最终,顺利完成隧道浅埋段挑顶出洞开挖与回填施工作业。施工过程中,应加强监控量测,同时避开雨季等不利条件。其他类似工程项目施工时,应加强地形、地质条件论证,优化施工方案,确保施工安全和结构稳定。

关键词： 浊流   数值模拟   水动力特性   沉积特征  

摘要： 【目的】通过对浊流流动开展数值模拟研究,分析控制因素对浊流流动特征和沉积特性的影响及规律。【方法】基于层平均深度模型构建了浊流的数值计算模型,通过设定不同粒径颗粒浓度、入流厚度与入流速度等初始条件,模拟并分析了由4种粒径悬浮沉积物驱动下的海底浊流在坡度为3%的流动过程和沉积特性。【结果】模拟结果显示浊流的沿程特征表现为:(1)在浊流厚度方面,浊流演化的初期由于对环境水的夹带开始变厚,但随着流动过程中沉降作用的发生又逐渐变薄,总体上,在相同初始流速下,粗颗粒沉积物含量越高浊流厚度越大。(2)在流速方面,浊流演化表现为三个阶段,分别是加速阶段、匀速阶段和减速阶段,在相同初始厚度、相同沉积物浓度的条件下,细颗粒沉积物含量越高的浊流越稳定(即可以保持长时间的匀速运动流动);在相同沉积物组成和浓度条件下,厚度越大的浊流越稳定。(3)在沉积特征方面,浊流近源端的沉积物堆积多,沉积物主要堆积在中轴处,在中轴处后,沉积物厚度单调递减。厚度大、流速高的浊流,沉积速率更小,但是其沉积数量更多。【结论】所应用的方法适用于现场尺度的浊流的研究,未来有望在自然界得到应用。

关键词： 养殖工船   增氧氧锥   气液两相流   数值模拟   增氧试验  

摘要： 为了解氧锥内部气液两相流动特性并提高氧锥增氧性能,以大型工船养殖舱增氧系统中的氧锥为研究对象,基于Euler-Euler模型,对不同进气方式、锥度、孔径尺寸参数下的氧锥内部气液两相流动进行了瞬态数值模拟。通过分析气相体积分数分布、内部流场压力及速度分布情况,探究气液两相在氧锥内的流动规律,确定影响氧锥曝气溶氧性能的关键结构参数。结果表明,在进气流量一定的情况下,当进气与入水从氧锥顶部进入时,气体与水混合程度较大,试验验证了氧锥顶部进气方式的溶氧性能优于左端进气和右端进气2种方式;在氧锥容积相同的情况下,氧锥锥度的变化会引起气液两相的变化。在锥度较小且氧锥较高时,氧气在氧锥内部的运动路径及混合时间较长,有利于充分溶氧;在同一进气方式下,氧锥内部的气液两相分布相似,且氧锥出口气体的体积分数随着进气孔径的减小而增大。当进气孔径减小至10 mm时,氧锥内部的气液混合最为充分。

关键词： 深基坑   高架桥   桩基托换   数值模拟   变形控制  

摘要： 针对道路深基坑下穿地铁高架桥工程中变形控制难的问题,该文依托北京某应用桩基托换技术的道路深基坑下穿既有地铁高架桥工程,采用数值模拟和现场实测相结合的方式,研究桩基托换和深基坑施工对地铁高架桥及轨道结构的影响,并对关键参数进行设计。结论如下:确定了主动托换的顶升力设计值、最优桩长、顶升千斤顶的选型及平面布置等关键技术;桩基托换阶段中,桥梁下部结构最大竖、横向变形分别为1.620 mm、1.904 mm,轨道结构最大竖、横向变形分别为1.877 mm、1.612 mm;基坑施工阶段中,桥梁下部结构的最大沉降为-2.982 mm、最大横向变形为2.530 mm,轨道结构最大沉降为-2.885 mm、最大横向变形为2.517 mm;邻近道路基坑处的桥墩变形对围护结构参数变化的敏感性大小为:围护桩嵌固深度插入比>围护桩桩径>围护桩桩距;该文研究可为类似地铁桥梁结构的变形规律及控制研究提供技术参考。

关键词： 新型水力旋流器   旋流-过滤   CFD-DEM耦合   流场分析   分离性能  

摘要： 水力旋流器是一种常用的固液分离设备,广泛应用于农业灌溉、水利工程、隧道来水等领域的水沙分离处理。由于流体的高速旋转,水力旋流器内部形成了高湍流区,很容易引起二次流现象。二次流与主运动方向相反,不仅会消耗能量,而且会导致颗粒间的碰撞,改变颗粒的运动轨迹,从而增加溢流跑粗底流夹细颗粒的数量。针对传统水力旋流器内部短路流和溢流跑粗颗粒的问题,该研究提出了一种将旋流和过滤相结合的一体化滤网式新型水力旋流器。运用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日液固多相湍流模型,采用CFD-DEM耦合数值模拟方法,分别模拟了5种粒径在传统水力旋流器和新型滤网式旋流器内部固液两相流的流动情况,对比分析了两种结构水力旋流器内部流体的速度场、湍流场和颗粒的运动及受力情况。采用分离效率为评价指标,验证模拟合理性。模拟结果表明,60μm颗粒在传统旋流器和新型滤网旋流器内部颗粒平均停留时间最长,120μm颗粒在传统旋流器内部颗粒平均停留时间最短,180μm颗粒在新型滤网旋流器内部颗粒平均停留时间最短,说明所加滤网延长了粗颗粒在旋流器内部的停留时间,使分离更加充分。颗粒粒径越大,颗粒所受平均合力的波动幅度越大,当颗粒刚进入旋流场后,传统旋流器内的颗粒所受平均合力变化趋势较为平缓,新型滤网旋流器内颗粒所受平均合力变化趋势较为剧烈,这说明所加滤网对颗粒的受力起到了一定的促进作用。与传统水力旋流器相比,在5种不同入口速度下,新型滤网旋流器柱段区域最大平均切向速度提高57.6%,锥段区域最大平均切向速度提高22%,向上最大平均轴向速度减小14.6%,向下最大平均轴向速度提高11%。颗粒平均停留时间提高1%~6.9%,颗粒底流口回收质量提高4%~87%;颗粒平均切向接触力曲线波动先剧烈后平缓,可以提前达到稳定分离的状态。

关键词： 露天转地下开采   微震监测   应力场   岩体稳定性  

摘要： 为有效评价露天转地下开采过程中围岩的稳定性及其风险区域,以某铁矿的采空区围岩和露天边坡为研究对象,利用微震监测地下开采活动下围岩破裂的发展趋势,通过模拟未来地下开采活动下的应力场,分析潜在围岩失稳区域并提出后续采空区充填建议。结果表明:随着地下采矿活动的发展,微震事件集群从采空区周围逐渐向露天坑方向迁移,且表现为破裂数量及能量耗散的渐进式增加;微震事件集群均分布于拉剪应力变化较为剧烈的区域,-120 m采空区的开挖会导致拉剪应力区自采空区扩展至露天坑底,进而影响到露天坑东帮的稳定性;现场实践表明,开采前充填18^(#)和I16采空区,能有效提高境界顶柱及边坡稳定性,确保露天转地下安全生产的顺利过渡。

关键词： 断层   冲击地压   长壁工作面   数值模拟  

摘要： 断层是煤矿地下开采过程中引发冲击地压的重要因素之一。根据增子坊煤矿地质、岩土条件、断层特征建立大尺度非连续介质模型,并分区进行冲击地压危险性分级,其中长壁工作面穿过一条主要断层。模拟计算得出:当长壁工作面接近大断层时,煤层支承应力峰值和最大应变能密度均增大,在最大断层滑移型事件发生时,两者均发生了最显著的降低。模拟结果表明,上述模型指标可以提高对断层滑移型冲击地压发生机制的理解,并为相关的冲击倾向性评价提供参考。

关键词： CFD方法   重力式网箱   网箱群组   阻流效应   数值模拟  

摘要： 目的:分析重力式网箱群组阻流效应研究,提升网箱群组的利用率。方法:根据模型尺度,构建重力式网箱群组数值模拟模型,分析重力式网箱模型参数。通过CFD初始条件与边界条件,建立重力式网箱群组模型阻流效应数值计算域。并通过CFD方法,计算重力式网箱群组的张力、速度力、重力、浮力等阻流矢量。结果:在阻力增加的情况下,A2、A3网箱缆绳的张力由浅蓝色变成深蓝色,张力增大较为显著。结论:重力式网箱群组阻流效应受到流场分布、流速、阻力、张力等影响,通过调整缆绳长度,缩小缆绳张力,减小网箱之间的间距,从而减小阻流效应,对于提升提升网箱群组的利用率具有重要作用。