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富水砂层影响下隧道围岩变形破坏机制的数值模拟研究 被引量：12
1
作者 刘平 刘池 +4 位作者 王洪涛 张红军 杨勇 张欣 刘璐瑶 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期74-81,共8页
为研究富水砂层影响下隧道围岩的变形破坏机制,文章以某城市地铁M2号线某区间隧道为研究背景,考虑了流砂层厚度、隔水层厚度、地下水位、隔水层粘聚力和内摩擦角五大类因素影响,设计了25种对比方案,开展了数值模拟对比研究,得到了不同... 为研究富水砂层影响下隧道围岩的变形破坏机制,文章以某城市地铁M2号线某区间隧道为研究背景,考虑了流砂层厚度、隔水层厚度、地下水位、隔水层粘聚力和内摩擦角五大类因素影响,设计了25种对比方案,开展了数值模拟对比研究,得到了不同因素对围岩变形破坏机制的影响规律及各因素影响敏感程度,给出了相应工程建议措施。结果表明:对于上覆富水砂层隧道,拱顶是围岩变形破坏的关键部位;随隔水层厚度、粘聚力及内摩擦角增大,顶部围岩变形量及塑性区面积不断减小,而随流砂层厚度增大或地下水位上升,顶部围岩变形量及塑性区面积则不断增大;隔水层厚度及粘聚力是影响此类地层条件隧道围岩变形破坏的显著性因素,一方面在隧道线路设计中应保证拱顶留设足够的隔水层安全厚度,另一方面可通过对隔水层进行注浆加固的方式,提高此类地层条件隧道围岩的稳定性。 展开更多
关键词 富水砂层 地铁 隧道 围岩变形破坏 数值模拟 影响因素 敏感性
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二硫化钼的原位力学和摩擦学研究
2
作者 顾杰 唐悦宁 +8 位作者 李佩桥 郭子乾 王均帅 安翠华 高玲肖 武帅 邓齐波 赵丽滨 胡宁 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第4期1-20,共20页
二硫化钼(MoS_(2))作为一种力学性能优异的典型二维半导体材料,成为制备柔性电子器件的最佳材料之一,同时其层间结合力相对较弱,也是润滑减摩的理想材料。二维材料的结构特性和受载下的力学行为对其服役寿命和摩擦学表现有直接影响。本... 二硫化钼(MoS_(2))作为一种力学性能优异的典型二维半导体材料,成为制备柔性电子器件的最佳材料之一,同时其层间结合力相对较弱,也是润滑减摩的理想材料。二维材料的结构特性和受载下的力学行为对其服役寿命和摩擦学表现有直接影响。本文系统回顾了二维MoS_(2)原位力学性能和摩擦学性能的理论模拟和实验研究。首先关注了MoS_(2)在纳米压痕过程的弹塑性变形和断裂失效行为,以及缺陷对MoS_(2)机械可靠性的影响,梳理了基于原子力显微镜的原位测试方法的优势和局限。其次,探讨了温度、气氛、湿度和晶格取向等因素对MoS_(2)表面摩擦及层间剪切的影响,并对MoS_(2)作为润滑添加剂在工程应用领域实现宏观尺度减摩润滑的研究现状进行了总结与展望。 展开更多
关键词 二维材料 原子力显微镜 原位力学测试 数值模拟 减摩润滑 摩擦机理
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扇形脉冲爆震燃烧室起爆过程数值模拟
3
作者 张佳博 郑龙席 +2 位作者 卢杰 彭辰旭 罗振坤 《航空发动机》 北大核心 2024年第3期53-57,共5页
为了探究不同障碍物结构对扇形脉冲爆震燃烧室起爆过程的影响,对采用3种典型孔板障碍物的扇形脉冲爆震燃烧室,截取其中间截面进行了起爆过程的数值模拟,研究了障碍物型式、障碍物堵塞比及障碍物间距对扇形脉冲爆震燃烧室爆燃转爆震(DDT... 为了探究不同障碍物结构对扇形脉冲爆震燃烧室起爆过程的影响,对采用3种典型孔板障碍物的扇形脉冲爆震燃烧室,截取其中间截面进行了起爆过程的数值模拟,研究了障碍物型式、障碍物堵塞比及障碍物间距对扇形脉冲爆震燃烧室爆燃转爆震(DDT)距离的影响规律。结果表明:障碍物堵塞比对扇形脉冲爆震燃烧室DDT距离的影响最大,且在堵塞比为0.35~0.70时,堵塞比越高DDT距离越短;在3种型式的障碍物中,在低堵塞比下,截面为前掠三角形的障碍物缩短DDT距离的效果最好,在高堵塞比下,截面为后掠三角形的障碍物缩短DDT距离的效果最好;在3种障碍物间距中,当间距分别等于1倍和1.2倍的爆震室当量直径时,扇形脉冲爆震燃烧室的DDT距离相差不大,且均短于障碍物间距等于0.8倍爆震室当量直径时的DDT距离。 展开更多
关键词 扇形脉冲爆震燃烧室 爆燃转爆震 障碍物 堵塞比 数值模拟 航空发动机
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隔水透气隔断层对寒旱区盐渍土水盐迁移及变形特性的影响
4
作者 周凤玺 杨仕钊 +1 位作者 张留俊 马强 《冰川冻土》 CSCD 2024年第4期1225-1233,共9页
针对寒旱区盐渍土水盐迁移引起的盐冻胀变形病害问题,本研究提出了一种新型的隔水透气膜隔断层处理方法,并开展了相应的理论分析和室内试验研究。基于多孔介质理论和连续介质力学理论,通过考虑温度变化下孔隙水盐相变等因素,建立了非饱... 针对寒旱区盐渍土水盐迁移引起的盐冻胀变形病害问题,本研究提出了一种新型的隔水透气膜隔断层处理方法,并开展了相应的理论分析和室内试验研究。基于多孔介质理论和连续介质力学理论,通过考虑温度变化下孔隙水盐相变等因素,建立了非饱和盐渍土的水-热-盐-力多场多相耦合模型。在水盐补给条件下,采用数值模拟和室内模型试验研究了非饱和硫酸盐渍土的水盐迁移和盐冻胀变形特性,并验证了模型的有效性。重点分析了设置隔水透气膜对非饱和硫酸盐渍土热质迁移及变形行为的影响。研究结果表明:隔水透气层对液态水和溶解盐的迁移具有明显的阻滞作用。同时,由于隔断层的透气特性,可有效地解决传统土工膜隔断层下气体聚集现象。研究成果可为盐渍土路基处理提供技术与理论基础。 展开更多
关键词 硫酸盐渍土 隔水透气隔断膜 水盐迁移 数值模拟 室内试验
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非对称缺陷对桩顶动力响应的影响及应用研究 被引量：1
5
作者 王奎华 梁一然 +2 位作者 吴君涛 赵爽 邱欣晨 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期200-210,共11页
针对大直径桩基础桩身缺陷形态非对称分布的情况,采用数值模拟方法,构建三维有限元桩-土模型进行分析,厘清了对称缺陷和非对称缺陷对桩顶动力响应的不同影响规律,并通过模型试验验证了本文数值分析的合理性,最后针对桩-土模型的相关参... 针对大直径桩基础桩身缺陷形态非对称分布的情况,采用数值模拟方法,构建三维有限元桩-土模型进行分析,厘清了对称缺陷和非对称缺陷对桩顶动力响应的不同影响规律,并通过模型试验验证了本文数值分析的合理性,最后针对桩-土模型的相关参数进行敏感性分析,探究桩周土、激振脉冲宽度、缺陷形态等因素对非对称缺陷桩桩顶动力响应的影响.结果表明:非对称缺陷使桩顶对称测点的桩顶动力响应曲线呈现双闭环现象,双闭环现象最明显的对称测点位于缺陷截面对称轴上;可采用桩顶中心激振-对称点同步接收模式检测基桩非对称缺陷,为低应变反射波法检测桩身完整性的工程应用提供指导. 展开更多
关键词 桩基础 非对称缺陷桩 桩顶动力响应 数值模拟 低应变检测
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工艺参数对齿轮滚轧成形过程的影响研究 被引量：5
6
作者 赵军 李奋强 郭晗 《模具工业》 2020年第9期13-16,共4页
采用有限元方法对齿轮滚轧成形过程产生折叠、凸耳缺陷的原因进行分析,利用正交试验方法研究滚轧过程中成形温度、摩擦因数、进给速度3个因素对成形过程的影响。模拟结果与数据分析表明:滚轧成形过程中,进给速度对材料等效应力影响最大;... 采用有限元方法对齿轮滚轧成形过程产生折叠、凸耳缺陷的原因进行分析,利用正交试验方法研究滚轧过程中成形温度、摩擦因数、进给速度3个因素对成形过程的影响。模拟结果与数据分析表明:滚轧成形过程中,进给速度对材料等效应力影响最大;3个因素对坯料的等效应变影响相差不大;成形温度对成形载荷的影响最大。以滚轧过程产生缺陷、减小滚压力为目标,确定滚轧成形工艺方案。 展开更多
关键词 滚轧成形 直齿轮 工艺参数 正交试验 数值模拟
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污染土壤直接热脱附二燃室低氮燃烧器优化设计
7
作者 吴俊 姜泓杰 +2 位作者 许优 詹明秀 徐旭 《能源工程》 2023年第3期56-61,共6页
为解决直接热脱附设备二燃室燃烧器氮氧化物排放高的问题,利用热平衡方法建立其输入输出能量平衡关系式,得到二燃室温度维持1100℃时所需燃气量和助燃风量;结合空气分级技术和燃料分级技术对燃烧器进行优化设计,利用数值模拟研究燃料分... 为解决直接热脱附设备二燃室燃烧器氮氧化物排放高的问题,利用热平衡方法建立其输入输出能量平衡关系式,得到二燃室温度维持1100℃时所需燃气量和助燃风量;结合空气分级技术和燃料分级技术对燃烧器进行优化设计,利用数值模拟研究燃料分级比例对其燃烧情况影响,并选取NO_(x)排放最低的燃烧器结构进行现场试验。研究结果表明,维持二燃室燃烧温度1100℃所需燃气量和助燃风量分别为702 m^(3)/h和14508 mg/m^(3);增大外层燃料比例利于燃气径向扩散,有助于避免火焰集中,有效降低NO_(x)生成量;当外层燃气与内层燃气的比例到达12:4时,NO_(x)浓度稳定在51 mg/m^(3)左右,相比于现有燃烧器减少了85%,满足设计需求。该研究结果可为直接热脱附设备二燃室燃烧器的低氮设计提供参考。 展开更多
关键词 污染土壤修复 热脱附技术 低氮燃烧器 数值模拟 优化设计
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堰塞坝溃决机理与溃决过程模拟技术研究综述 被引量：3
8
作者 刘嘉欣 钟启明 +1 位作者 陈亮 单熠博 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期638-652,共15页
堰塞坝是自然作用的产物,在世界范围内广泛分布,具有坝体形态不规则、结构和材料组成复杂且高度非均匀等特点,在上游来流冲刷、渗流潜蚀等外荷载作用下极易发生溃决,对下游人民生命财产安全造成极大的威胁。为了对堰塞坝开展风险评估和... 堰塞坝是自然作用的产物,在世界范围内广泛分布,具有坝体形态不规则、结构和材料组成复杂且高度非均匀等特点,在上游来流冲刷、渗流潜蚀等外荷载作用下极易发生溃决,对下游人民生命财产安全造成极大的威胁。为了对堰塞坝开展风险评估和应急处置,学者们围绕堰塞坝溃决机理与溃决过程模拟技术开展了大量的研究工作。通过梳理国内外的研究进展,基于物理模型试验总结了堰塞坝溃决过程的不同阶段,分析了坝体形态、颗粒组成、上游来流量、涌浪等因素对溃决过程的影响;从参数模型、基于溃决机理的简化和精细化数学模型等3个方面综述了堰塞坝溃决过程数值模拟技术的研究进展,并介绍了国际上常用的溃坝模拟商业软件;探讨了目前在试验设计、数据收集和软件开发方面存在的问题,建议了未来研究的方向和重点。总体来说,对于堰塞坝溃决机理与溃决过程的模拟还处于起步阶段,目前的物理模型试验和数值分析技术均存在较多简化或假设,未来应充分考虑堰塞坝材料的宽级配和随机特性,以及坝体结构的分层特征。 展开更多
关键词 堰塞坝 溃决机理 溃决过程 物理模型 数值模拟
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岩层倾角对层状偏压隧道围岩稳定性影响分析 被引量：11
9
作者 王登科 骆建军 +1 位作者 文绍全 苏洁 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期95-102,共8页
针对层状岩体偏压隧道在不同岩层倾角下的围岩稳定性问题,采用3DEC离散元数值模拟,研究了顺、反倾层状岩体双洞隧道随岩层倾角变化时的围岩变形规律,并对隧道偏压程度进行了分析.研究结果表明:随着岩层倾角的增大,隧道围岩变形从岩层弯... 针对层状岩体偏压隧道在不同岩层倾角下的围岩稳定性问题,采用3DEC离散元数值模拟,研究了顺、反倾层状岩体双洞隧道随岩层倾角变化时的围岩变形规律,并对隧道偏压程度进行了分析.研究结果表明:随着岩层倾角的增大,隧道围岩变形从岩层弯曲变形逐渐向顺层面滑移变形转变,临界角度为45°;左洞最大拱顶沉降为23.60 mm,比右洞最大拱顶沉降小17.94 mm,可见先开挖隧道围岩变形较大;从应力计算结果看,岩层倾角从0°到90°变化时,隧道偏压程度随其增大有所起伏,但总趋势是增加的.以顺倾右洞隧道为例,在倾角为45°时,隧道拱肩、拱腰、边墙的竖向应力差分别为0.45、0.42、0.40 MPa,应力差最小,偏压程度最好.在倾角为90°时,应力差分别为0.65、0.64、0.67 MPa,应力差最大,隧道偏压最为明显.研究的相关成果可为山岭偏压隧道的设计和施工提供有益参考. 展开更多
关键词 隧道工程 岩层倾角 层状岩体 离散元数值模拟 围岩变形 偏压程度
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