检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘竞技北京化工大学

学位级别：硕士

发射药装在枪体弹镗中,依靠自身的燃烧产生能量为最终发射提供初动能。随着军事领域快速发展,枪管武器对发射药的发射速度要求升高,由于身管武器构造相对复杂且成型时间较为久远,通过改善药物制备技术提升装药密度,会比采用高能火药或... 详细信息

发射药装在枪体弹镗中,依靠自身的燃烧产生能量为最终发射提供初动能。随着军事领域快速发展,枪管武器对发射药的发射速度要求升高,由于身管武器构造相对复杂且成型时间较为久远,通过改善药物制备技术提升装药密度,会比采用高能火药或改变身管武器结构更易实现。提升药物的燃烧性能可以通过改变药物形状提升燃烧面积、增添堆积密度提高致密性、改善药物的均匀度来满足要求。常见的制备球形发射药的方法为机械搅拌方式,依靠液滴自身表面张力分散成球,这种外力的不稳定性将直接影响粒径的单分散性。本文通过与微流控技术相结合,实现对粒径大小的均匀性把控,球形度高且较为稳定,并且可实现连续化生产、均一化生产。主要进行以下工作:(1)根据液滴相关理论对液滴成型过程进行研究,并通过COMSOL软件对该过程进行数值模拟分析。研究T型和十字型两种结构内液滴的生成过程,并探究芯片尺寸、壁面润湿性以及流速比对液滴形成的影响,确定制备球形药的关键条件。(2)选用PMMA作为芯片的基材,采用CO2激光刻蚀技术制备微流控芯片,通过调节激光的刻蚀功率和速度,制备两种类型两种尺寸的微流控芯片。(3)通过模拟结果确定制备水包油型液滴的壁面条件,使用聚乙烯醇(PVA)溶液对PMMA芯片表面进行改性,并对改性结果的稳定性进行探究,包括溶液对芯片的处理时间,以及处理后芯片放置时间。采用自制接触角测量装置对不同的时间节点的水的接触角进行观测,并使用ImageJ软件的接触角插件对接触角进行测量。(4)将制备好的微流控芯片,按照最佳改性方法对芯片进行改性,在改性完成的芯片中通入配比好的连续相(水相)和分散相(油相)溶液,拍摄实验过程。通过Photoshop测量液滴尺寸,并调节流速探究流速对液滴尺寸的影响。

关键词：微流控液滴技术数值模拟分析单基球形发射药

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门头沟深挖顺层软岩高边坡支护结构多目标优化设计研究

门头沟深挖顺层软岩高边坡支护结构多目标优化设计研究

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作者：汪维西南交通大学

学位级别：硕士

当今,由于我国基础设施建设往往需要对山岭区进行大开挖,势必会造成山体边坡失稳,而顺层岩质边坡问题是其中最常见的边坡问题之一。顺层岩质边坡中含软弱夹层的边坡由于受到软弱结构面的控制,极易在开挖作用下,沿着软弱结构面整体滑动... 详细信息

当今,由于我国基础设施建设往往需要对山岭区进行大开挖,势必会造成山体边坡失稳,而顺层岩质边坡问题是其中最常见的边坡问题之一。顺层岩质边坡中含软弱夹层的边坡由于受到软弱结构面的控制,极易在开挖作用下,沿着软弱结构面整体滑动。本文以北京门头沟某建筑区深挖含软弱夹层的顺层岩质边坡为研究对象,运用多目标模糊综合理论结合层次分析法建立支护方案优选评价模型,对三种既定支护方案进行优选;运用数值模拟软件GeoStudio对边坡深开挖的影响程度与优选支护方案的合理性进行模拟分析;并对优选方案的支护结构进行了多目标优化,得出了以下结论:（1）运用多目标模糊综合理论结合层次分析法构建了边坡支护方案的优选评价模型,在三种支护方案选型中得出优选方案为放坡开挖+锚（杆）索框架+预应力锚索抗滑桩。（2）运用数值模拟软件GeoStudio对边坡的开挖进行了模拟分析,得出边坡在开挖完成后,边坡将处于不稳定状态,6个典型剖面的稳定性系数在0.96～0.98之间,边坡的主体结构最大位移量达到了1.1m,边坡将沿着软弱面滑动。（3）运用数值模拟软件GeoStudio对放坡开挖+锚（杆）索框架+预应力锚索抗滑桩的支护方案进行天然工况和极限工况的模拟分析,得出边坡均处于稳定状态。边坡天然工况下的6个典型剖面最大位移量在0.027～0.040m之间,稳定性系数在1.41～1.45之间;极限工况下的6个典型剖面最大位移量在0.036～0.045m之间,稳定性系数在1.30～1.32之间,完全满足研究区边坡工程的安全系数要求。（4）运用数值模拟软件GeoStudio对抗滑桩的桩长和桩身截面积的天然工况进行了优化。（1）桩长优化方面:6个典型剖面在第一级抗滑桩桩长优化中,剖面1和剖面5取48m,剖面2和剖面3取52m,剖面4取54m,剖面5取48m为抗滑桩的优化桩长;在第二级抗滑桩桩长优化中,剖面1取31m,剖面2取37m,剖面3取37m,剖面4取43m,剖面5取46m,剖面6取39m为抗滑桩的优化桩长;在第三级抗滑桩桩长优化中,剖面1取16m,剖面2取27m,剖面3取15m,剖面4取24m,剖面5取29m,剖面6取27m为抗滑桩的优化桩长。（2）桩身截面积优化方面:在第一、二级抗滑桩桩身截面积优化中,剖面1、剖面3和剖面6桩身截面积取6m2,剖面2、剖面4和剖面5桩身截面积取7.26m2为抗滑桩优化桩身截面积;在第三级抗滑桩桩身截面积优化中,剖面1取4.32m2,剖面2取3m2,剖面3～剖面5取4.86m2,剖面6取6m2为抗滑桩优化桩身截面积,研究区边坡的稳定性系数在1.35～1.40之间,满足研究区边坡工程的安全系数要求。（5）运用数值模拟软件GeoStudio对锚（杆）索的嵌入角度和锚固长度的天然工况进行了优化。对于锚（杆）索倾角的优化结果中,6个典型剖面均以取33°为锚（杆）索的优化倾角。锚（杆）索的锚固长度优化结果中:剖面1、剖面3～剖面6锚索锚固长度取8m,锚杆长度取10m;剖面2锚索锚固长度取10m,锚杆长度取12m为锚（杆）索优化锚固长度,研究区边坡的稳定性系数在1.36～1.39之间,满足研究区边坡工程的安全系数要求。（6）运用数值模拟软件GeoStudio对优化后的边坡工程进行了极限工况的模拟,研究区边坡最大位移量在0.042～0.050m之间,稳定性系数1.26～1.28之间,满足研究区边坡工程的设计安全系数要求。

关键词：顺层岩质边坡深开挖支护方案优选数值模拟分析支护结构优化

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气凝胶保温砂浆保温性能数值模拟对比分析

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市政技术 2018年第1期36卷 196-198,202页

作者：刘婧王贯明成铠高明永北京市市政工程研究院北京100037 中交基础设施养护集团有限公司北京100011

为了更直观地对比掺加气凝胶保温砂浆、玻化微珠保温砂浆和不掺加保温砂浆的混凝土保温性能,选用PTemp软件模拟分析了3种材料的保温体系在北京市夏季与冬季极端温度条件下的传热性能,分析了温度达到稳定状态下的温度梯度分布情况,并对... 详细信息

为了更直观地对比掺加气凝胶保温砂浆、玻化微珠保温砂浆和不掺加保温砂浆的混凝土保温性能,选用PTemp软件模拟分析了3种材料的保温体系在北京市夏季与冬季极端温度条件下的传热性能,分析了温度达到稳定状态下的温度梯度分布情况,并对夏季极端温度条件下的实测梯度变化曲线进行了对比。分析结果表明,在稳定状态下的温度变化与实测温度较为接近,气凝胶保温砂浆体系保温隔热性能最好。

关键词：气凝胶保温砂浆保温性能数值模拟分析模拟墙体保温性能试验

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地铁暗挖车站端锚锚杆预应力功效研究

地铁暗挖车站端锚锚杆预应力功效研究

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2021年全国公路隧道学术年会

作者：刘林胜李洋李为腾李永顺王柯青岛市地铁六号线有限公司山东青岛 266500 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛 266590

为优化地铁暗挖车站支护参数,提供设计依据,明确锚杆在不同预应力下支护效果的差异,采用FLAC3D 建立隧道数值模型,通过锚固剂和link 参数分段赋值处理实现锚杆托盘段、自由段、锚固段模拟,并赋予预应力,以某地铁6 号线暗挖车站为分析对... 详细信息

为优化地铁暗挖车站支护参数,提供设计依据,明确锚杆在不同预应力下支护效果的差异,采用FLAC3D 建立隧道数值模型,通过锚固剂和link 参数分段赋值处理实现锚杆托盘段、自由段、锚固段模拟,并赋予预应力,以某地铁6 号线暗挖车站为分析对象,与常规非预应力锚杆进行对比,结合现场应用与现场监测进行结果反馈.数值计算结果显示：1)锚杆预应力使围岩拉应力区显著减小或消失,塑性区减小;2)改善围岩应力状态的主动支护作用明显;3)当预应力达到40 kN 以上时,拱顶塑性区消失,边墙最大拉应力为36.3 kPa;4)当预应力为80 kN 时效果显著,拱顶无塑性区,边墙最大拉应力减小到13.9 kPa;5)现场监测数据显示,格栅钢架最大压应力为34 MPa,混凝土最大压应变为249 με,拱顶最大沉降为2.3 mm,在预应力锚杆支护下隧道安全稳定.

关键词：地铁隧道预应力锚杆数值模拟分析 FLAC3D

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地下水开采导致地面沉降全过程宏细观演化机理及趋势预测研究

地下水开采导致地面沉降全过程宏细观演化机理及趋势预测研究

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作者：狄胜同山东大学

学位级别：博士

水,是生命之源。改革开放以来,我国年均地下水开采量超25亿m3,全国目前有约400多个城市在开采利用地下水,占到城市使用淡水总量的30%以上,其中在西北、华北等部分地区占比高达70%以上,不合理的地下水开发利用导致在全球范围内形成地面... 详细信息

水,是生命之源。改革开放以来,我国年均地下水开采量超25亿m3,全国目前有约400多个城市在开采利用地下水,占到城市使用淡水总量的30%以上,其中在西北、华北等部分地区占比高达70%以上,不合理的地下水开发利用导致在全球范围内形成地面沉降并衍生出系列生态环境问题。加强对地下水开采导致地面沉降的机理及规律研究,有利于完善和推动地面沉降领域的理论发展,掌握土体变形及地面沉降对不同地下水开采条件的响应规律,提出科学合理的地下水开采方案,对保证国民经济社会健康稳定发展具有重要现实意义。本文在山东省国土资源厅地面沉降监测与防控项目资助下,开展了地下水开采导致地面沉降的全过程分阶段理论分析,研究了地下水开采条件下土体变形及地面沉降的相似准则;设计研发了一种考虑地下水环向补给及采水井结构的开采承压水引发地面沉降物理模型试验系统和试验方法,并进行了一系列不同条件下的物理模型试验;分别开展了采水条件下含水层砂土的细观结构演化试验和固结条件下粘土的微观结构电镜扫描试验,并分别对其进行了结构参数量化及宏细观参数相关性分析;基于多孔介质流-固耦合理论研究了地下水开采条件下土体变形及地面沉降的时空演化特征及分布规律,并对土体主要参数进行了敏感性分析,基于颗粒离散元的流-固耦合理论研究了地下水开采条件下土体颗粒细观运移特性及规律,探讨分析了地面沉降发生的本质机理;在华北平原鲁北地区开展了地下水超采导致区域性地面沉降特征研究,并对其不同地下水开采条件下的地面沉降演化趋势进行了分析预测,主要研究工作及成果如下:(1)地下水开采导致地面沉降全过程分阶段理论分析。将地下水开采导致地面沉降全过程划分为地下水开采改变渗流场、采水层土体层间耦合效应及非采水层位沉降传递三个阶段,分别对其进行理论分析并建立了考虑地下水开采量、各土层物理力学性质的全过程地面沉降传递规律计算公式。同时,基于相似理论对地下水开采导致地面沉降全过程进行了相似准则分析,得到了模型试验与原型试验相似时相应物理量所应遵循的相似比尺。(2)地下水开采导致地面沉降物理模型试验系统研发及模型试验。采用模块化设计思路,设计研发了一种充分考虑采水井结构及地下水三维补给条件,适用于地下水开采导致地面沉降宏细观机理研究的物理模型试验系统。基于该试验系统开展了不同采水条件下的模型试验,得到了有无水源补给条件对地面沉降的影响规律,揭示了含水层与隔水层变形沉降的比例关系及其沉降滞后性,明确了采水条件下含水层渗透系数时变规律及土体中空气负压的产生及演化规律。(3)砂粘土体微细观结构演化试验及其宏细观参数相关性分析。开展了采水条件下砂土变形沉降模型试验,并基于PIV粒子图像测速技术对其进行了细观结构演化规律分析,揭示了采水条件下砂土变形沉降宏细观结构演变过程及规律;开展了固结条件下粘土 SEM微观电镜扫描试验及其参数量化分析,对比研究了固结荷载对粘土不同尺度下微观结构参数演变规律的影响,表明更小尺度下的微观结构具有更大的荷载影响区间和应力敏感性,粘土表观孔隙比与常规孔隙比呈现较好的线性回归关系,表观孔隙比与压缩系数呈现较好的指数型增长关系。(4)地下水开采导致地面沉降宏细观数值模拟分析。基于Biot多孔介质流-固耦合理论建立了宏观数值分析模型,研究了在不同含水层开采相同地下水量时的土体变形沉降时空演化特征及规律,并讨论了地面沉降对土体主要参数的敏感性及响应程度,结果表明在含水层内,渗透系数>弹性模量>Biot-Willis系数>泊松比;在隔水层内为:弹性模量>渗透系数>Biot-Willis系数>泊松比;基于颗粒离散元的流-固耦合理论建立了细观数值分析模型,研究了地下水开采条件下土体颗粒运移规律及颗粒结构调整过程,分析了颗粒间接触力链及流场演变规律。(5)地下水开采导致区域性地面沉降特征分析及计算预测方法研究。以华北平原鲁北地区滨州市博兴县为工程背景,详细深入研究了该地区地下水动态分布特征及地面沉降演化规律,建立了该地区地下水开采导致地面沉降的三维流-固耦合数值模型,还原了地面沉降发展演化过程,并分别对当前地下水开采量及减小地下水开采量不同方案下的地面沉降演化趋势做出预测分析,提出当减小20%地下水开采量时是较为合理有效的地下水开采方案,同时应采取因地制宜措施,针对不同区域采取不同的阶梯式递减开采方案,以实现研究区地面沉降的合理有效防控。

关键词：地下水开采地面沉降物理模型试验微细观演化机理数值模拟分析区域性地面沉降演化趋势预测

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倾斜岩层圆形基坑破坏模式及支护方式初步研究

倾斜岩层圆形基坑破坏模式及支护方式初步研究

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作者：李沁羽重庆交通大学

学位级别：硕士

本文以华能重庆两江燃机电厂新建工程水泵房基坑临时边坡支护工程为研究对象,通过对现行建筑边坡规范体系下的支护方案进行论证,参考借鉴立井、隧道等地下工程,通过理论分析、数值模拟等手段探讨倾斜岩层圆形基坑稳定性状态、支护结构... 详细信息

本文以华能重庆两江燃机电厂新建工程水泵房基坑临时边坡支护工程为研究对象,通过对现行建筑边坡规范体系下的支护方案进行论证,参考借鉴立井、隧道等地下工程,通过理论分析、数值模拟等手段探讨倾斜岩层圆形基坑稳定性状态、支护结构受力状态,结合实际工程监测数据成果及实施效果,论证倾斜岩层圆形基坑中结合拱效应原理采用锚喷支护结构的合理性和优越性,并完善此类基坑支护结构理论分析内容,以后类似的圆形岩质基坑工程的稳定性评价、设计、施工可参考本工程经验、思路和资料。研究成果如下:①基坑开挖,引起了岩石应力的变化,改变了原有应力的传递路径,导致岩石体产生不均匀位移,形成楔紧作用,从而在一定范围的围岩中产生拱效应。这一现象普遍存在于隧道工程、竖井工程中且有相应理论支撑,该现象对圆形岩质基坑的自稳有利,倾斜岩层圆形基坑不能简单从二维平面模型来对其稳定性进行评价。②倾斜岩层圆形基坑围岩稳定性分析的方法较为复杂,其受岩体物理力学参数、岩层倾角、裂隙、软弱夹层分布、软弱夹层厚度等影响较大,定量的对其进行稳定性评价难度较大,现有的一些分析方法仍不够全面和准确,认为目前较为合理的分析方法应采用数值模拟分析的方式对其进行分析。③采用FLAC3D对倾斜岩层圆形基坑的开挖及支护进行三维仿真模拟分析计算。研究了倾斜岩层圆形基坑变形规律,通过模拟分析,理想状态下,圆形基坑进行开挖后沿基坑壁形成的拱效应现象明显,拱圈呈圆环状,25m直径的圆形岩质基坑,岩体自身形成的拱效应可确保基坑稳定,整体应变较小,无需进行支护。④结构面的切割对圆形基坑完整性有较大的影响,若结构面过于发育,将使圆形基坑形成的拱圈切割为碎块,岩体由整体状、块状变为碎块状后,出现的掉块和楔形体破坏进一步破坏拱圈,使拱效应弱化甚至失效。⑤倾斜岩层圆形基坑在直径达到150m左右时,出现塑性区贯通的情况,拱效应可能失效,需进行防护。⑥以拱效应理论为基础结合数值模拟结果,针对背景工程特点,提出了不同于二维平面模型条件下顺层滑移的设计方案。项目实施过程中监测数据及宏观巡查反馈基坑实际稳定性效果较好,支护结构优化对节约工期及费用起到积极的作用。

关键词：拱效应倾斜岩层圆形基坑压力拱原理数值模拟分析圆形岩质基坑支护设计

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闭合水泥土围护桩深厚软土复合地基联合堆载预压模型试验研究

闭合水泥土围护桩深厚软土复合地基联合堆载预压模型试验研究

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作者：蔡丹西华大学

学位级别：硕士

深厚软土地基的处理一直是土木工程中的热门研究问题。由于深厚软土地基存在软土覆盖层较厚、结构稳定性差及承载能力低等问题,这使得各种传统处理方法往往难以达到理想的效果。近年来,随着地基处理技术的不断进步,软土地基的处理方式... 详细信息

深厚软土地基的处理一直是土木工程中的热门研究问题。由于深厚软土地基存在软土覆盖层较厚、结构稳定性差及承载能力低等问题,这使得各种传统处理方法往往难以达到理想的效果。近年来,随着地基处理技术的不断进步,软土地基的处理方式逐渐由单一技术向两种或多种技术联合运用的趋势发展,联合处理方法能够综合各单项技术的优势以取得更好的加固效果。本文将闭合水泥土围护桩施工技术与真空联合堆载预压技术相结合,通过对加固的理论分析、室内试验、模型试验和数值模拟的方法探讨了联合方法对深厚软土地基的加固效果和工后复合地基的承载特性,主要研究内容和成果如下:（1）对采集的软土进行一系列土工试验,确定土体的物理力学性质。分析普通硅酸盐水泥对原状土改良的基本原理和反应过程。通过设计水泥土配合比,确定水泥土的无侧限抗压强度增长变化趋势,为后续的模型试验提供理论依据。（2）基于闭合水泥土围护桩深厚软土复合地基条件下进行真空联合堆载预压的模型试验。设立两组采用不同加载方式的联合方案试验组和传统真空联合堆载预压的对照组,通过对各组试验的处理结果分析联合方案的加固效果及加固特点。在模型试验中探讨了各组工况中排水板内的真空度分布、孔隙水压力消散程度、含水率及固结沉降量的变化规律。结果表明,联合方案的加固效果明显优于传统方案,试验组的平均固结度较对照组高出8%。联合方案能够提高深厚软土地基的固结进程,进而缩短加固处理的工期。（3）使用FLAC3D数值模拟软件建立联合方案工后复合地基计算模型。根据水泥土围护桩在复合地基中受荷所承担的作用,将复合地基分为“围护型”和“承压型”。分析了“围护型”复合地基在各级荷载下土芯、连续墙及墙外表层土体的变形特性。荷载作用下“围护型”复合地基的变形主要集中在土芯、连续墙和墙体外侧0～5m的水平范围及地面以下0～6m的深度内,根据模拟结果进行“围护型”复合地基的综合应用探讨。（4）根据“承压型”复合地基的P-S曲线和荷载比分担情况确定其极限承载力,并通过理论分析进行了“承压型”复合地基的极限承载力验算。由近似计算方法的结果与数值模拟结果进行比较,得到了各承载分项的安全系数经验值。

关键词：闭合水泥土围护桩真空联合堆载预压联合处理模型试验加固效果数值模拟分析

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非绕轴对称隧道应力变形及围岩特征曲线研究

非绕轴对称隧道应力变形及围岩特征曲线研究

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作者：李学军南昌工程学院

学位级别：硕士

围岩在初始地应力状态下处于弹性状态,而开挖后围岩将发生松动或塑性变形。因此对于软弱围岩或埋深较大的隧道,研究围岩应力变形具有重要意义。现有围岩应力变形及围岩特征曲线研究大多是针对严格绕轴对称条件而建立,未考虑实际隧道的... 详细信息

围岩在初始地应力状态下处于弹性状态,而开挖后围岩将发生松动或塑性变形。因此对于软弱围岩或埋深较大的隧道,研究围岩应力变形具有重要意义。现有围岩应力变形及围岩特征曲线研究大多是针对严格绕轴对称条件而建立,未考虑实际隧道的非绕轴对称情况。基于此,本文以黄枫隧道为工程背景,采用现场监测、数值计算与理论分析相结合的研究方法,对非绕轴对称隧道施工阶段围岩应力变形及围岩特征曲线开展了系统研究。主要研究内容和结论如下:(1)非绕轴对称隧道施工阶段现场监测研究。现场监测数据显示,隧道断面对称位置收敛位移趋于稳定值出现不等现象,且对称位置收敛位移2-1与2-3测线最大相差29.17%,对称位置收敛位移2-4与2-5测线最大相差44.00%,说明对称位置收敛位移出现不等,即非绕轴对称现象。(2)非绕轴对称隧道施工过程数值模拟研究。分析不同地表坡角和不同隧道埋深对非绕轴对称隧道施工过程应力变形的影响,结果表明对称位置应力和位移均出现不对等情况。不同地表坡角和不同隧道埋深条件下拱肩、拱墙、拱脚位置处的非绕轴对称应力比均不等于1。随埋深变化,对称位置收敛测线位移并不一致,埋深小于10m时,对称位置2-1与2-3测线最大收敛位移相差11.60%,而埋深大于10m时,对称位置2-1与2-3测线最大收敛位移相差59.84%;对称位置2-4与2-5测线最大收敛位移相差73.67%。数值模拟结果显示隧道围岩应力与变形均出现非绕轴对称现象。(3)基于统一强度理论隧道应力变形及围岩特征曲线研究。根据统一强度理论和非关联流动法则,考虑侧压力系数、中间主应力、隧道方位角、剪胀特性、塑性区弹性模量和塑性区弹性应变,建立了非绕轴对称隧道围岩应力变形及围岩特征曲线解析解。并通过工程实例分析,讨论了侧压力系数、中间主应力效应参数、隧道方位角、剪胀特性参数等因素对非绕轴对称隧围岩应力变形及围岩特征曲线解的影响。结果表明:随中间主应力效应参数b的增加,塑性区环向拉应力逐渐减小,径向压力逐渐增大,塑性区范围逐渐减小,塑性区位移和围岩特征曲线逐渐左移,最大洞壁位移逐渐减小;随侧压力系数λ的增加,塑性区环向拉应力逐渐减小,径向应力逐渐增大;在λ<1时竖直方向塑性区范围逐渐内缩,塑性区位移和围岩特征曲线左移,在λ>1时水平方向塑性区范围逐渐内缩,塑性区位移右移,围岩特征曲线左移;随剪胀特性参数β增加,塑性区位移上移,围岩特征曲线右移,最大洞壁位移增大。对比现场监测、数值计算与理论分析三者应力变形结果,均有出现非绕轴对称情况。研究成果能为非绕对称隧道支护设计及施工提供参考与借鉴。

关键词：非绕轴对称数值模拟分析统一强度理论围岩特征曲线

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预制装配式组合梁螺栓抗剪连接件抗剪性能研究

预制装配式组合梁螺栓抗剪连接件抗剪性能研究

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作者：刘诗媛广西大学

学位级别：硕士

螺栓抗剪连接件作为一种后装配式抗剪连接件,因其对提高组合梁的施工效率具有重要作用且易于安装和拆卸,近年来得到了广泛的研究,但针对多排布置对其抗剪性能影响的研究成果尚显不足。针对存在的问题,本文通过推出试验、数值分析以及理... 详细信息

螺栓抗剪连接件作为一种后装配式抗剪连接件,因其对提高组合梁的施工效率具有重要作用且易于安装和拆卸,近年来得到了广泛的研究,但针对多排布置对其抗剪性能影响的研究成果尚显不足。针对存在的问题,本文通过推出试验、数值分析以及理论分析研究螺栓连接件的抗剪性能,主要研究工作如下:(1)通过10个推出试验研究了螺栓数量、螺栓排距以及钢筋混凝土板的加强措施对螺栓连接件抗剪性能的影响。试验结果表明,所有试件均发生螺栓剪断破坏,混凝土板内表面预留孔周围区域出现表层混凝土剥落现象;布置两排螺栓和三排螺栓试件的单个螺栓平均抗剪承载力小于单排螺栓试件,有必要考虑螺栓多排布置效应对螺栓抗剪连接件极限抗剪性能的不利影响;螺栓竖向间距的变化对螺栓的平均极限抗剪承载力几乎没有影响;对混凝土板的加强措施有助于约束混凝土裂缝在预留螺栓孔附近的产生和扩展从而加强螺栓的抗剪性能,但另一方面可能会阻碍各个螺栓之间的荷载重分布从而降低螺栓的抗剪承载力。各试件第一个螺栓断裂时对应的滑移量在13.4 mm～20.4 mm之间,说明螺栓抗剪连接件展现出良好的延性。(2)基于有限元分析软件ABAQUS建立了14个有限元模型用以研究不同设计参数下采用集群布置的螺栓抗剪连接件的抗剪承载力。有限元分析结果表明,增大螺栓预拉力和钢梁与混凝土板界面摩擦系数均可显著增强螺栓连接件在克服摩擦阶段的抗剪刚度,最大增幅达到39.5%和162.6%,但上述措施对提高螺栓连接件的抗剪承载力的作用有限;增加混凝土强度和提高横向钢筋配筋率会略微增加螺栓连接件的抗剪承载力,但增幅不显著;增大螺栓直径可以有效提高螺栓连接件的抗剪承载力,但抗剪承载力并不随螺栓抗剪面积线性增长。(3)参照国内外现有的连接件抗剪承载力计算方法,提出了考虑多排螺栓效应的螺栓连接件抗剪承载力计算公式和螺栓连接件剪力-滑移关系模型。与现有相关规范和文献提出的计算方法相比,基于本文提出的计算公式所得的计算结果与试验和有限元计算得到的抗剪承载力的最大误差为8%,吻合度最高且离散性最小。本文的研究成果可为后续采用多排布置情况的螺栓抗剪连接件的抗剪性能评估及推出试验研究作参考。

关键词：螺栓连接件抗剪性能推出试验数值模拟分析荷载-滑移关系

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蒸发式冷气机在西安某高校食堂通风降温的应用研究

蒸发式冷气机在西安某高校食堂通风降温的应用研究

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作者：李跃奇西安工程大学

学位级别：硕士

随着高校的扩招以及生活水平的提高,人们对高校食堂的通风降温系统也越来越重视。同时伴随着国家节能减排的号召,如何降低通风降温系统的能耗也逐渐成为热门话题。蒸发式冷气机是一种运用水蒸发吸热原理的通风降温设备,它具有经济、环... 详细信息

随着高校的扩招以及生活水平的提高,人们对高校食堂的通风降温系统也越来越重视。同时伴随着国家节能减排的号召,如何降低通风降温系统的能耗也逐渐成为热门话题。蒸发式冷气机是一种运用水蒸发吸热原理的通风降温设备,它具有经济、环保的优势。本文以西安市某高校食堂蒸发式冷气机系统为例,从设计、实际数据测量到数值模拟软件模拟优化,来探究蒸发式冷气机在西安高校食堂的应用效果。首先,在了解蒸发冷却降温原理后,对西安七校食堂的通风降温系统进行总结归纳,发现目前高校食堂常采用的通风降温系统有机械排风系统和机械制冷系统,但这两种通风降温方式存在不足,所以提出采用蒸发式冷气机系统对高校食堂进行通风降温的方案来改善室内新风量不足、空气品质差、机械制冷能耗高的问题。其次,针对西安某高校终南餐厅进行了蒸发式冷气机系统的设计,最终设计结果为:蒸发式冷气机系统采用7台型号为18-ZS32E的蒸发式冷气机以及5台型号为DZ-11-8A的轴流排风机,同时还选取柜式空调器系统作为备选方案,并通过对两种方案的能耗与寿命周期内总投资进行比较分析,发现蒸发式冷气机系统能耗仅为柜式空调器系统的69.7%,寿命周期内总投资仅为47%,优势明显。接着对终南餐厅室内温湿度以及风速进行实际测试分析,得出就餐区域平均温度在26.7℃,平均相对湿度范围为84%,室内平均风速为1.0m/s。除相对湿度较大,温度和风速皆满足要求。最后,考虑到终南餐厅实际工程状态与设计状态有所偏差,因此运用Aripak数值模拟软件对终南餐厅现有的蒸发式冷气机系统进行了数值模拟,并且得到了终南餐厅夏季室内的温度分布、气流分布和平均空气龄分布图;通过对模拟值与实测值进行分析比对,发现搭建的数值模型在一定程度上能够反映该餐厅的真实情况。并且针对该模型提出两种优化方案。通过本次课题的研究,为西安地区的高校食堂通风降温系统提供了一个新的方案:采用蒸发式冷气机系统,同时也为蒸发式冷气机的应用提供了参考。本文参考文献共58篇,表格22个,图43幅。

关键词：蒸发式冷气机高校食堂通风降温数值模拟分析

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