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关键词： 联络通道   冻结法施工   热传导温度场   有限元分析  

摘要： 以沈阳地铁二号南延线地铁联络通道兼泵房冻结法施工为研究背景,利用有限元分析软件进行三维冻结仿真模拟,在尽可能还原实际现场施工条件下,进行倾斜状冻结管路排布,保温薄板属性参数优化及水平状冻结效果对比。采用倾斜放射状冻结管路模拟分析后,温度以冻结管路为中心,其内部的冻结温度比外部发展更加均匀快速,更早达到规定温度,温度向四周扩散式发展,不断向周围冻结管交圈冻结,直至形成完整的冻结帷幕;温度积极冻结45 d后,冻结壁温度降至-28℃以下,远超规定要求-22℃,可见高性能保温薄板发挥良效;水平冻结管路排布虽可达到规定温度,但对于冻结帷幕发展范围效果不佳。在对同一测温点的数值模拟温度曲线趋势与实际工程的测温曲线趋势基本一致,有效地说明了热传导温度场数值模拟分析研究的可靠性,为实际工程施工提供优良的参考价值。

关键词： 运输石门   巷道支护   数值模拟  

摘要： 随着采深增大,地应力逐渐增高,为保持巷道围岩稳定、控制围岩变形确保矿井安全高效生产,依据亚陇煤矿2101运输石门上方岩石平均力学性能参数,采用FLAC^(3D)对巷道支护参数进行模拟优化,确定了巷道支护方案。优化后的巷道支护方案在2101运输石门应用后,现场通过两个月的观测,得到以下结果:(1)巷道底鼓变形速度为0~15 mm/d,30天后变形速度基本趋向于收敛;(2)巷道两帮变形速度0~10 mm/d,30天后变形速度基本趋向于收敛。

关键词： 煤层注水   参数优化   数值模拟   降尘效果  

摘要： 文章以中煤新登郑州煤业有限公司31101综采工作面为例,分析了影响煤层注水防尘效果的因素,并使用数值模拟方法研究了在不同注水压力和注水时间条件下湿润半径的变化规律。模拟结果表明:随着注水压力和注水时间的增加,湿润半径持续扩大,但其增长幅度呈现递减趋势。基于模拟结果,提出了煤层注水工艺参数的优化方案。实际现场测试表明,优化后的注水参数能获得更好的防尘效果,使得综放工作面的全尘质量浓度和呼吸性粉尘质量浓度明显下降。研究为指导煤层注水防尘的参数设计与效果评价提供了参考。

关键词： 轨道交通   地面振动   预测方法   数值模拟  

摘要： 城市轨道交通已成为疏解交通拥堵的重要手段,然而列车运行过程中引起的地面环境振动会对沿线居民的工作生活带来一定影响。为研究洛阳地铁沿线某区间地面振动的分布规律,采用数值模拟方法对其地面振动进行研究,计算结果与文献测试数据基本一致。结果表明:地铁运行引起的振动经过“隧道壁-地面”显著降低,地表振动在距离轨道线路多处位置存在多个局部峰值,且峰值的间隔呈现出一定的规律性,其中距离14 m处的地面加速度出现振动放大现象。同时,结合环评导则中的公式预测结果进行对比分析,表明环评导则预测结果变化较为平缓,距隧道中心线20 m范围内计算结果小于仿真计算值。研究结果可为城市轨道交通引起的地面环境振动预测评估提供参考。

关键词： 预应力CFRP板   桥梁加固   数值模拟   荷载试验  

摘要： 为评估预应力碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer/plastic, CFRP)板对在役预应力混凝土连续空心板桥的加固效果,采用数值模拟和荷载试验结合的方式,研究预应力CFRP板的加固机理和加固效果。结果表明:预应力CFRP板加固在役预应力混凝土连续空心板桥能改善梁体开裂后的下挠状态,抑制裂缝扩展,提高结构耐久性,但对开裂结构本身的刚度提高效果非常有限;该加固方式不适用于开裂梁体在正常使用状态下的刚度提升需求。

关键词： 玄武岩纤维   混凝土   数值模拟   隧道   韧性  

摘要： 玄武岩纤维被认为是一种具备环保特性的新型无机材料,其掺入混凝土中可有效提升混凝土的强度、韧性等性能。从不同玄武岩纤维和钢纤维掺入量的角度出发,利用数值模拟研究了普通混凝土、玄武岩纤维混凝土以及复合纤维混凝土对隧道支护稳定性的影响。结果显示,采用玄武岩纤维和复合纤维喷射混凝土作为衬砌具有较高的强度和韧性,明显优于普通混凝土。此外,与普通混凝土相比,玄武岩纤维混凝土和复合纤维混凝土对应力有明显的约束作用,能有效增强初期衬砌的强度,为隧道的开挖和支护提供更可靠的保障。

关键词： 铁路桥梁   数值模拟   沉降变形   水平变形  

摘要： 文章以某穿越铁路工程的铁路专用线施工工程为研究背景,对专用线穿越铁路桥梁段施工全过程进行安全评估,利用Midas GTS-NX软件将全部工程元素建模,分析各关键环节铁路桥梁和路基沉降及变形情况。研究表明,基坑施工会对既有铁路桥梁墩顶和路基沉降及变形产生影响,部分节点存在安全隐患,研究成果可为同类型工程设计及施工提供参考。

关键词： 驱替   模拟   渗透率   注气压力   浓度  

摘要： 二氧化碳驱替煤层甲烷可以提高煤层气的采收率,有效利用煤层资源,减少二氧化碳排放和减少温室气体的影响,具有环保和经济双重效益。为了调查CO2强化煤层气的采收效率,本文采用数值模拟的方法,基于Fick扩散定律、Darcy渗流定律和扩展朗格缪尔等方程,利用Comsol Multiphysics软件模拟分析了不同二氧化碳注气压力、注入井与生产井间距对二氧化碳驱替甲烷的影响。研究表明注CO2对提高CH4累计产出量具有积极的作用,注气压为4 MPa、6 MPa时的CH4的产出量较2 MPa增长250%、351.92%。随着时间的抽采,生产井附近CH4浓度最后均趋于一定值,抽采1800 d时,注入井与生产井两井孔水平间距为50 m时甲烷累计生产量最高,50 m为最优间距。生产井附近的压力主要由卸压作用决定,卸压降低了煤层的吸附能力和煤层的吸附变形,使煤层的孔隙度变大,导致煤层的渗透率高于初始渗透率,注入井煤层中CO2与CH4的竞争吸附作用引起煤体的膨胀和变形,降低了煤储层孔隙度进而降低其渗透率。

关键词： 不可压缩流动   SIMPLE算法   BICGSTAB算法   并行计算   数值模拟  

摘要： 不可压缩流动广泛存在于日常生活及工程应用之中,随着数值模拟规模不断扩大,CFD算法越来越重视并行计算。该文采用SIMPLE算法对不可压流场进行求解,为求解算法中的大型稀疏矩阵,该文发展一套基于MPI框架的并行BICGSTAB矩阵求解方法。最后采用定常顶盖驱动流算例及非定常圆柱绕流算例验证并行算法的可行性及准确性。

关键词： 深部煤巷   大断面   全锚索支护   高预应力   数值模拟  

摘要： 针对深部大断面煤巷支护难、返修率高、掘进速度慢等问题,文章以五阳矿8002回风巷围岩控制为研究对象,结合现场实际分析了巷道围岩变形破坏特征及影响因素,通过数值模拟研究全锚索的支护作用机理,提出高预应力全锚索支护技术,现场试验表明,巷道采用高预应力全锚索支护技术后,有效控制了巷道围岩变形。