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关键词： 小型水库   土石坝   安全评价   除险加固   主要技术  

摘要： 我国的水库大坝多数已完成过一次安全鉴定或除险加固,运行状态和安全性状有所改变,近期进入了新一轮的安全评价周期。随着新的大坝安全评价导则及相关标准的实施,对大坝安全评价提出了一些新的要求。在新一轮的大坝安全评价工作中,不同的评价单位对一些常见技术问题作出了不同判断,导致安全评价结论大相径庭,也影响了后续的除险加固工作。本文对照新导则的基本技术要求,对这些常见的技术问题进行了梳理,剖析问题的本质,以利于提高大坝安全评价的准确性。

关键词： 梯度平板流动腔   梯度流体剪应力   破骨前体细胞   膜张力  

摘要： 目的分析梯度流体剪应力(fluid shear stress,FSS)流场中细胞膜张力分布。方法构建梯度平板流动腔模型,采用流固耦合数值模拟方法,研究不同FSS梯度和幅值、不同静水压下细胞膜的膜张力分布。结果当流动腔入口流量增大时,FSS流场梯度呈正比例增大。梯度FSS流场下,细胞膜张力由贴壁侧向顶部呈先减小后增大的趋势。在正常人体血压下,静水压越大,细胞膜张力越大。当FSS幅值一定时,增加FSS梯度,细胞高、低FSS区域平均膜张力差值增大;当FSS梯度一定时,增加FSS幅值,细胞高、低FSS区域平均膜张力差值增大。结论梯度FSS流场会引起细胞膜张力的局部差异,其可能是破骨前体细胞在梯度流场中定向迁移的重要原因。

关键词： 抽水蓄能   可变速   发电电动机   SFC起动   数值模拟  

摘要： 大型可变速抽水蓄能机组在抽水工况下作为电动机运行,在起动过程中需要克服发电电动机和水泵水轮机的阻力矩,并且需要在一定的时间内将机组拖动到并网转速,所以采用有效的起动方式至关重要。大型可变速抽蓄机组电动工况起动方式包括静止变频器(SFC)起动、背靠背起动和自起动三种,其中SFC起动为抽蓄电站普遍采用的起动方式之一。变速机组也可采用定速机组配置的SFC进行起动,但变速发电电动机为绕线式异步电机,采用三相交流励磁技术,与定速机组在机型和励磁技术等方面完全不同,且目前国内外针对变速发电电动机SFC起动的相关研究成果较少,故驱需开展变速发电电动机、SFC装置和交流励磁配合的研究分析。自起动方式受到电机参数和变流器输出等限制,输出力矩的能力较小,而背靠背起动方式常作为备用起动方式,两者均不适用于400MW级及以上大型可变速抽蓄机组的起动。本文从分析可变速发电电动机SFC起动的原理人手,搭建了可变速发电电动机SFC起动的数值仿真模型,利用该仿真模型对一台440MW的抽蓄机组起动全过程进行了仿真分析,获得了主要物理量的变化规律,验证了数值模型的可靠性。

关键词： 异形基坑   变形规律   数值模拟   转角效应  

摘要： 为研究不同开挖宽度对基坑L形转角区支护结构变形规律的影响,基于滨州市某异形深基坑工程项目的现场实测数据,分析了基坑开挖过程中L形转角区阴阳角位置处支护结构变形规律的差异性;建立了不同基坑宽深比(B/H,B和H分别为基坑宽度和深度)的L形转角基坑模型,研究了不同宽深比条件下转角位置处阴阳角相互作用条件下支护桩水平变形的空间分布规律,进一步明确基坑L形转角区支护桩不同深度处水平变形受影响范围。结果表明:当B/H<1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围随B/H的增加呈现出明显减小的趋势,其值近似满足2.4H-B;当B/H>1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围约为1.5H;坑内底部支护桩水平变形受基坑宽深比影响不明显,受转角效应影响的范围约为0.6H;当B/H<1.0时阴角侧支护桩浅部水平变形受影响范围约为1.6H,当B/H>1.0时其水平变形受影响范围约为0.6H+B;坑内开挖底面位置处阴角侧支护桩水平变形受影响范围约为0.6H+B,受宽深比变化影响不明显。

关键词： 矿山弃渣场   数值模拟   生态环境问题   边坡稳定性分析   堆渣特征   生态修复对策  

摘要： 为了更好为类似矿山弃渣场生态修复工程提供参考,通过运用实地调查和综合研究等方法,对矿山弃渣场堆渣特征和生态环境问题进行分析研究,同时采用定性和包括三维有限元在内的两种定量分析方法,对堆渣边坡进行综合稳定性分析,并提出生态修复对策。研究结果表明,矿山弃渣场生态环境问题主要有:地质灾害隐患、地貌景观及土地资源破坏、水土流失和视觉污染;弃渣场边坡处于基本稳定状态,坡体中上部表面存在局部失稳危险;通过坡面整治、坡面防护、覆土绿化和截排水等工程手段,实现对矿山弃渣场的生态修复。

关键词： 弧形闸门   流固耦合   模态叠加法   动位移   反分析  

摘要： 针对表孔局开泄洪诱发露顶式弧形闸门流激振动问题,借助计算流体力学(CFD)软件Fluent和计算结构动力学(CSD)软件Mechanical APDL构建闸门与泄洪水流的流固耦合传递数学模型,计算并分析闸门在泄流时的振动特性,基于模态叠加法原理编制闸门流激振动反分析程序,实现对闸门流激振动的动力响应结果的反分析。以乌江某工程露顶式弧形闸门为例进行正反分析,结果表明:采用大涡模拟(LES)的紊流模型得出闸门面板的脉动压强具有低频、窄带的特性,基本符合正态分布;利用模态坐标和振型向量、应力向量合成计算闸门的结构动力场,反分析得出的动位移场、动应力场与采用完全法正分析得出的结果基本一致,验证了反分析方法的合理性和程序的适用性。

关键词： 超空泡航行体   带泡侵彻   LS-DYNA   空泡溃灭  

摘要： 针对超空泡航行体水下带泡侵彻靶板问题,首先采用填充法模拟空泡,建立了固-液-气三相耦合计算模型;然后,使用LS-DYNA进行了数值模拟,得到了侵彻过程中空泡的演化规律,验证了填充法模拟空泡的正确性;最后,重点分析了空泡溃灭对航行体和靶板的影响以及有无空泡对侵彻结果的影响。结果表明:空泡溃灭会导致航行体减速幅度降低近75%;相较带泡状态,不带泡状态下侵彻部位所受应力高出20%,航行体末速度高出7%,超空泡航行体侵彻问题中考虑带泡状态具有一定必要性。

关键词： 磨料水射流   数值模拟   ALE-FEM   破岩机理  

摘要： 磨料水射流在钻井提速、深穿透射孔和压裂增产等方面应用效果显著,深入认识磨料水射流破岩机理是提升其应用效果的关键之一。本文基于任意拉格朗日—欧拉耦合有限单元算法,提出了独立封装有限元网格描述磨料的方法,将水射流单元设定网格随物质的运动而变化以实现流体流动特性,速度设置给物质;将磨料单元设定网格不随物质的运动而变化以实现固体颗粒特性,速度设置给网格。综合考虑岩石的动态冲击损伤作用以及水射流和磨料的协作,建立了可表征水射流流动和岩石损伤破坏的多相多物理场耦合过程的磨料水射流破岩模型,模型聚焦磨料颗粒和水射流对岩石微秒级的冲击破坏。采用2套网格捕捉磨料和水射流的协同破岩作用,得到了岩石破碎体积、岩石损伤场、水射流压力场、水射流和磨料对岩石破碎的能量贡献率等关键参数的时空演化特征。结果表明,磨料水射流破岩过程磨料起主导作用,水射流起辅助作用。分析得到磨料水射流中磨料—水射流协同破岩机理认识,磨料撞击岩石使岩石局部产生的高程度损伤降低了水射流破岩的难度,此外磨料冲击破碎岩石使得水射流和岩石之间产生新界面,促使水射流的冲击压力升高,提高了水射流的破岩能力,因此磨料水射流中的水相比于纯水射流具有更高的射流打击力和能量利用率,磨料冲击预损伤岩石叠加水射流聚集增压的磨料—水射流协同作用破岩是磨料水射流破岩效率和能量利用率高于纯水射流数倍的重要机理之一。研究结果对优化磨料水射流破岩参数提供了理论模型和设计依据。

关键词： 水位波动区   大坝混凝土   抗压强度   碳化深度  

摘要： 通过2019年9月对福建省南平市沙溪口水电站水位波动区近30年龄期(截至本次检测日期)的大坝混凝土抗压强度和碳化深度的检测结果 ,分析研究大坝混凝土的老化程度。结果表明:水位波动区大坝混凝土芯样均具有较高的完整性,左挡水坝段、右挡水坝段、船闸闸首段等区域混凝土的平均抗压强度分别达到30.6 MPa、36.2 MPa、30.3 MPa,满足设计要求。左挡水坝段、右挡水坝段、船闸闸首段等区域混凝土的平均碳化深度分别达到28.7 mm、33.1 mm、28.0 mm,属于一般碳化级别(B类)。基于抗压强度和碳化深度等性能的数值结果 ,可以判定水电站混凝土结构的老化程度并不严重。

关键词： 临坡地基   地基承载力   试验研究   数值模拟   承载力系数  

摘要： 针对高陡岩质临坡地基开展了不同坡角、坡距下承载力试验。结合深废矿坑工程采用数值模拟对高陡岩质临坡地基承载力影响因素进行了模拟计算与分析。研究结果表明:(1)承载力系数(η)随坡角(β)的增大而逐渐减小,随坡距(B)的增大呈非线性增长,当B超过一定距离时,η几乎不再增长且接近1.0;(2)相较β,地质强度指标(GSI)对η的影响更大,二者呈非线性同步增长;(3)锚索可提高η,设置4道锚索对η的提升效果较好,继续增加锚索数量对η的影响较小。