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关键词： 采动滑坡   三维建模   采空区   变形机理   数值模拟  

摘要： 在深层煤炭资源丰富的地区,采动滑坡是不同于普通滑坡的一种特殊地质灾害,其形成往往是由煤层开采而引起的,以采动滑坡为例,建立三维模型,探讨采动滑坡的变形机理,研究表明:采空区作为采动滑坡产生的“启动因素”,其主要造成坡体应力发生改变从而诱发坡体的滑动;在采动滑坡变形机理分析中划分倾倒拉裂区域是合理的,倾倒拉裂的存在是造成地表位移分布范围远大于煤层开采范围以及促使坡体裂缝发育的关键因素;在今后采动滑坡的治理与防治工作中,应注重对采空区的变形分析制定有针对性的治理措施,以免盲目治理滑坡而忽略采空区问题。

关键词： 渗流力学   单结构面   剪切变形   数值模拟   渗透率   Forchheimer公式  

摘要： 为了研究剪切作用下单裂隙渗透性的演化规律,在Comsol中采用Weierstrass随机分形函数来生成单裂隙,调整2个裂隙面的相对位移来模拟剪切作用,通过分析不同剪切位移条件下裂隙隙宽的变化以及不同流量下的非线性效应发生的界定范围,并绘制散点图与函数曲线拟合确定剪切过程影响裂隙渗透率的因素,给出定量关系。结果表明:未发生剪切时,隙宽的概率密度分布满足标准的高斯分布,而随着剪切过程的发生,隙宽的高斯分布被破坏,仅体现标准高斯分布的部分特征;发生剪切时,渗透率先有一个减小的过程,然后在一定范围内波动;当Re>9.6时,流体开始从线性向非线性发展。对岩石单结构面剪切变形过程中裂隙孔径变化对流体渗流特性的影响进行模拟,可为分析地质体中结构面变形对地热变化的影响提供参考。

关键词： 地下水渗流特性   土壤颗粒   胶结度   孔隙尺度结构   数值模拟  

摘要： 饱和土壤中地下水渗流过程的研究在诸多领域具有重要意义,土壤孔隙尺度结构差异对地下水渗流特性有显著影响。土壤颗粒胶结度是土壤的基本属性之一,但是目前针对不同胶结度的土壤孔隙尺度结构差异对地下水渗流影响的研究尚少。采用整体重排算法构建不同胶结度的土壤介质孔隙尺度结构,基于此运用有限元软件模拟介质中地下水渗流过程开展相关研究。结果表明:土壤颗粒胶结度对饱和土壤中地下水渗流具有显著影响。随着胶结土壤颗粒百分数Pc从0增至60.20%,流场的变异函数增大了70.15%(从1.233到2.098),即随着胶结度增大,流速空间非均质性显著增强。此外,沿地下水主要流动方向和垂直于主要流动方向上的流速概率密度分布函数均越来越发散。流速接近平均流速的区域减少,不流动区、优势流区同时显著增大。当Pc从0增至60.20%时,地下水中不流动区比例增大了23倍(从2.06%到48.31%),而优势流区比例增大了将近9倍(从0.27%到2.41%)。当平均流速不同时,渗流特征的以上变化趋势保持不变。此外,本研究发现不同胶结度介质间的孔隙尺度结构差异正是引起地下水渗流特性发生上述变化的内在原因。

关键词： 跨线桥工程   施工组织   设计方案  

摘要： 作为跨线桥工程建设的重要组成部分,施工组织设计对整个施工内容起到指导的作用。因为施工组织设计受到技术、人员、思想观念等各方面因素的影响,导致在进行跨线桥工程的工作中难免产生一些问题和不足之处。跨线桥的建设项目,其建设过程中,存在着“重科技轻管理”、“重技术轻管理”、“组织与设计者”素质偏弱等问题。针对上述问题,必须在具体工作内容上进行适当的改善,做好工作的前期工作,以便能够强化施工组织设计的工作;要更加健全管理制度,强化创建工作,并进一步提升组织设计人员的整体素质,积极地运用现代化的技术,以争取达到更高的水准。

关键词： 巷道稳定性   理论分析   数值模拟   巷道支护优化  

摘要： 现场调研、数值模拟、理论分析相结合的方法,结合现场工程实践,对潞安漳村2605工作面巷道稳定性进行研究。选取2605工作面运巷、中风巷和进风巷为研究对象,根据相关地质资料,设计支护方案;对区域巷道变形破坏进行数值模拟分析,包括顶板下沉量、巷道两帮收敛及锚杆锚索工作载荷等。得到各支护方案的巷道变形破坏结果,并结合数值模拟结果确定2605工作面巷道的合理支护方案。

关键词： 钢箱梁   腔室火灾   辐射   数值模拟  

摘要： 为揭示钢箱梁内敷电缆火灾的辐射分布特征,采用FDS数值模拟,研究了电缆尺寸和横隔板间距对辐射范围的影响,分析了钢箱梁起火腔室内的火焰辐射与烟气辐射特征,并构建辐射预测公式,进而得到临界安全距离。结果表明:随火源功率的增加以及横隔板间隔的减小,辐射影响范围明显增大,考虑钢箱梁多腔室与钢结构传热特性,修正后的McCaffrey烟气层温度误差可小于5%;综合考虑火焰辐射与烟气辐射的辐射分布预测模型可有效预测钢箱梁内距火源中心大于0.6 m区域的辐射分布。以10 kW/m^(2)作为临界引燃热通量界定箱梁电缆敷设的临界安全距离,则钢箱梁内电缆敷设的最小安全距离为0.8 m。

关键词： 地铁   盾构隧道   下穿群桩   地层变形特征   数值模拟  

摘要： [目的]城市轨道交通建设中遇到越来越多的盾构穿越或近接高层建筑施工的案例,而盾构法因其特殊的施工工艺不可避免对地层产生扰动,严重时可能会影响既有建筑的结构安全,因此需要对盾构穿越过程中隧道及高层建筑的受力特性进行深入研究。[方法]依托济南地铁R2号线生产路站—历黄路站区间隧道工程,采用三维有限元数值方法对双线盾构隧道非同步斜交下穿高层建筑群桩及筏板承台基础的施工过程进行了模拟,并结合现场监测数据分析了地层位移规律、建筑物沉降的变形特征,以及施工时盾构掘进参数的控制效果。[结果及结论]双线盾构隧道先后下穿建筑群桩时,先行隧道开挖引起的地面沉降量较大,后开挖隧道对地层产生的扰动相对较小;盾构通过建筑物正下方时的沉降量最大,随着盾构的远离,其沉降逐渐减少并趋于稳定。由于高层建筑属框架结构,故在临近隧道一侧建筑体区域地层发生了沉降,而在远离隧道的建筑体区域地层呈上浮趋势,但二者的差异沉降量仍在可控范围内。

关键词： 高强铝合金   焊接失稳变形   焊接学报   薄板焊接   高速气流   应力演变   铝合金薄板   柔性控制  

摘要： 随焊高速气流场辅助高强铝合金薄板焊接应力演变及控制变形机理/周广涛,等.焊接学报,2023,44(2):32-39.摘要:从力学角度出发提出了“随焊高速气流场”柔性控制高强铝合金薄板焊接失稳变形的新方法,研究了该方法控制2A12高强铝合金薄板焊接变形的有效可行性,分析了随焊高速气流载荷对薄板应力演变规律的影响,阐明了其控制焊接残余应力及变形机理。基于有限元法分析了温度场及应力场,确定了气动载荷与热源作用距离这一关键因素,并获得了气体压力的合理有效范围。

关键词： 高炉   炉缸   流场   剪切应力   长寿  

摘要： 对高炉炉缸铁水流场影响因素开展数值模拟研究。结果表明:铁水剪切应力较高区域主要集中在炉缸出铁口下方;提高高炉利用系数会增大炉缸壁面上的剪切应力;在高炉正常生产情况下,死料柱孔隙率和铁口直径变化对炉缸侧壁铁水剪切应力影响较小;增加铁口深度和减小铁口倾角可以有效降低铁水对炉缸侧壁的剪切应力。实际生产中,保持良好原燃料条件,适度增加铁口深度,采取小铁口倾角出铁有利于减缓铁水对炉缸内衬的冲刷,从而实现炉缸长寿的目标。

关键词： 激光粉末床熔融   合金   数值模拟   计算成本  

摘要： 为了减少预测激光粉末床熔融熔道宽度与熔池峰值温度所需的计算资源,本研究提出了一种精度高、计算资源消耗少、对常见合金材料适用的数值模拟模型。在保证模拟精度的情况下,采用此模型可以使计算成本降低2个数量级,对于Ti6Al4V合金、AlSi10Mg合金、316L合金和In 718合金,本模型对熔道宽度、熔池峰值温度的预测值的平均相对误差值±标准差值分别为4.8%±3.1%和7.9%±3.6%,说明模型预测值与实验值较为吻合。本研究提出的模型在保证较高模拟精度的情况下,可以大大降低激光粉末床熔融数值模拟的计算成本,具有很强的实用价值。