煤矿井下避难硐室防护墙设计

在对煤矿井下避难硐室的防护墙的防护功能进行研究的基础上,确定了防护墙的结构形式,提出了防护墙的施工技术要求,通过防护墙抗爆炸冲击波压力、冲量、矿山压力计算,提出防护墙厚度的计算方式,对避难硐室防护墙的设计具有重要意义。     

泡沫金属抑制瓦斯爆炸火焰的实验及机理研究

为探求新型有效阻隔瓦斯爆炸装置,研究适合煤矿使用的阻隔爆材料,利用自行设计制作的30 cm×30 cm方形实验管道进行瓦斯爆炸实验研究工作。文中测试放置0.3 g/cm3泡沫铁镍金属材料后的管道火焰温度数据,并结合火焰大小,共同作为判定该材料对爆炸波能量控制能力的指标。实验表明,0.3 g/cm3泡沫铁镍金属具有抑制瓦斯爆炸火焰波的作用和较强的阻火能力,对管道内瓦斯爆炸火焰温度最大衰减率在7.1%~70.7%之间。研究发现,厚度、孔径及基体材料成分对火焰波的抑制效果存在一定的影响,厚度大、孔径小、含镍成分高的多孔泡沫铁镍金属材料有利于火焰波的衰减。     

爆破荷载作用下隧道围岩稳定性分析

本文采用国际上常用的爆破荷载的计算模式 ,计算了某隧道爆破时的爆炸荷载 ,采用Ansys大型有限元程序模拟了有支护隧道围岩在爆破荷载应力波传播情况 ,分析结果认为 :有支护隧道围岩在爆破荷载作用下振速随距离变化具有明显的衰减特性 ,锚杆应力分布并不是对称的 ,故选用支护参数时 ,不一定选用对称布置     

热管泡沫复合结构抑爆新技术探讨

为了快速导出爆炸热量来抑制爆炸波的热破坏作用,最大限度降低爆炸时火焰和压力波耦合作用危害,提出一种新型热管泡沫复合抑爆结构。基于实例计算及数值模拟方法分析了泡沫金属及热管复合结构用于阻火器抑爆的效果。计算结果表明,内置泡沫铁镍金属可使爆炸温度降低率达8.9%,内置复合热管通过相变形式可以快速导出1.71×10~(12)J能量。建立了该热管泡沫复合结构的数学模型,发现新型热管泡沫复合结构在0.095 s内可使火焰温度衰减至1 600 K,从而热管泡沫复合结构可以使得火焰压力波得到有效衰减。对比了管道内CH_4和CO_2浓度分布情况,表明热管泡沫复合结构管道轴线处CH_4体积分数能够控制在4.5%左右,从而证实了该热管泡沫复合结构用于抑制爆炸的可行性。     

爆破荷载作用下隧道围岩稳定性分析

本文采用国际上常用的爆破荷载的计算模式，计算了某隧道爆破时的爆炸荷载，采用Ansys大型有限元程序模拟了有支护隧道围岩在爆破荷载应力波传播情况，分析结果认为：有支护隧道围岩在爆破荷载作用下振速随距离变化具有明显的衰减特性，锚杆应力分布并不是对称的，故选用支护参数时，不一定选用对称布置。     

爆炸荷载作用下夹层板的动力响应仿真分析

利用非线性动力显式有限元程序ANSYS/LS-DYNA对硬质聚氨酯泡沫夹层板受爆炸载荷作用下的动力响应过程进行了数值模拟,分析了泡沫体长度、支撑情况对结构动力响应特性的影响,为夹层板在防护工程领域中的应用与设计提供了依据.     

隧道二衬钢筋层间距和保护层定位装置研究与应用

隧道二次衬砌的钢筋层间距及保护层厚度控制一直是施工现场的难题,直接影响隧道结构的耐久性。为解决这一技术难题,研制了一种由U型卡槽、底座、连接管、调节卡盘组装而成的定位装置,该装置在现场能有效控制隧道二衬钢筋层间距和保护层厚度,取得了良好的效果。     

爆炸作用下混凝土板破坏数值模拟

利用有限元计算软件LS-DYNA建立板状结构介质破坏的三维模型,并用LS-DYNA970软件的求解器和后处理器对板状结构介质在爆炸作用下的破坏过程进行了数值模拟。通过数值模拟,再现了炸药爆炸后,冲击波的传播过程以及板状介质的变形过程,分析了爆破动载作用下板状结构介质破坏情况。     

盾构双隧道衬砌结构应力与变形的数值模拟

为分析盾构双隧道施工周围土体及衬砌结构管片应力和变形规律,结合大连地铁2号线202标段盾构施工工程实例,运用ADINA软件对盾构施工过程进行动态模拟,建立了盾构隧道-混凝土衬砌结构-注浆土体-原状土体三维非线性有限元计算模型,综合考虑了上部土体的岩性分层,隧道施工间的相互影响,衬砌、注浆土体和原状土体之间共同作用,盾构施工、土体注浆及衬砌支护的动态过程。通过数值分析,研究盾构双隧道施工周围土体及衬砌管片应力和变形规律,为隧道盾构施工、衬砌管片设计与控制地表沉降提供施工建议。     

地铁区间隧道支护结构极限位移计算模拟

阐述了地铁区间隧道支护结构极限位移的意义、支护结构极限状态及支护结构极限位移的确定方法.以南京地铁区间隧道为例,采用荷载-结构模型,编制有限元计算模拟程序,对该隧道支护结构的极限位移进行了计算模拟;并通过对实测位移与极限位移的比较来判断隧道的稳定性.     

避难硐室防护密闭门抗爆炸冲击性能的研究

通过理论计算确定了避难硐室防护密闭门抗爆结构的主要设计参数,并采用ANSYS/LS-DYNA软件对防护密闭门的抗爆结构进行了动力有限元数值模拟分析,定量地分析了抗爆结构的应力集中区域和位移变化。模拟分析和爆炸巷道试验结果表明:防护密闭门的抗爆结构设计可实现抵抗不低于05MPa的爆炸冲击压力,能够确保其在井下避难硐室防护的安全可靠性。     

盾构隧道穿越CFG桩复合地基变形机理研究

依托穿越工程实例,从扰动机理、沉降变形及计算方法等角度,通过采用两阶段法与有限元数值模拟对盾构隧道开挖引起CFG桩复合地基的沉降变形进行研究。在盾构开挖时隧道土体对CFG桩复合地基内力影响较小,且桩体、桩周土体应力都有减小趋势,变化率为3%;隧道衬砌时周围土体应力较大。并有增大趋势,变化率为16%;复合地基桩周土体变形过程分为桩土的瞬时相对运动阶段和复合地基再次固结沉降阶段,桩土相对位移为1.5 mm;隧道开挖后褥垫层散体材料补充到桩周土体中,且褥垫层应力变化较大,褥垫层在盾构隧道土体开挖过程中起到有利的调节作用;桩顶、桩端应力和剪力相对较大,最大剪力值为139 kN,设计与施工时应加以重视。     

波浪荷载对码头桩基竖向承载力的影响研究

码头桩基在波浪循环荷载的长期作用下,桩周一定范围的土体会出现强度弱化,进而会一定程度的影响基桩竖向承载力.该文首先通过室内GDS动态三轴仪对天津港码头地基土样作用模拟的波浪循环荷载,研究不同深度土体受到不同幅值的循环动应力荷载作用后其强度的折减规律.然后通过ABAQUS有限元软件计算模拟码头桩基在上部既有结构相互作用的...     

瓦斯爆炸冲击波在掘进巷道传播的数值模拟

基于Hopkinson比例定律,用LS-Dyna动力有限元软件模拟了瓦斯在掘进面爆炸情况下,掘进巷道中冲击波峰值压力的衰减规律。模拟结果与其它经验方法的预测结果进行了比较,可为进一步研究确定掘进巷道瓦斯爆炸冲击波荷载及其防护技术提供依据。     

拱形巷道锚喷支护参数的确定

用炸药爆破理论,计算爆炸威力来确定拱形巷道顶板的松动和破坏高度。以此值为基础,确定锚杆长度、直径和锚杆间距及喷层厚度,还介绍了计算应用实例。     

爆炸荷载下露天矿高陡边坡动力响应分析

为研究矿山高陡边坡在爆炸荷载作用下的动力响应规律,采用LS-DYNA软件,对威斯特铜矿的采场边坡进行完全动力有限元计算。对比分析了数值模拟和现场实测环境下爆炸应力波的传播规律,两者结果相接近。同时,通过对各台阶爆破振动速度的统计分析可知,随着台阶高程的增加,在台阶坡顶、台阶边缘至台阶内侧坡脚的1/3至1/2距离处容易产生高程放大效应。另外,利用极限平衡法原理,结合数值模拟计算结果,计算了在炸药起爆后400ms内边坡的时程安全系数,直观描述了爆破动力荷载对边坡稳定性的影响。     

泡沫层厚度对低品位铝土矿柱式分选影响的半工业试验研究

针对影响低品位铝土矿柱式分选的重要因素—泡沫层厚度,利用旋流—静态微泡浮选柱开展了半工业试验研究,探究了在"快速浮选—一次粗选—一次精选"工艺下粗选浮选柱和精选浮选柱中泡沫层厚度对浮选效果的影响。研究发现,泡沫层厚度对精选段的影响明显高于对粗选段的影响;粗选最佳泡沫层厚度为45 cm,精选最佳泡沫层厚度为50 cm,且在该泡沫层厚度下获得了A/S为6.36、回收率为77.95%的合格精矿。     

基于随机有限元的隧道锚喷支护可靠度方案优化设计

根据剪切滑移理论, 建立了隧道围岩-支护结构功能函数, 提出了基于随机有限元的隧道锚喷支护方式的可靠度分析方法。以广州某区间隧道工程为例, 在分析支护方案的内力及可靠度参数基础上, 确定优选方案并采用JC法从抗压、抗裂方面验算了其可靠性。研究结果表明:9种工况中喷层的最大轴力为923.67 kN, 最大弯矩为10.12 kN·m, 最大剪力值为47.62 kN, 锚杆的最大轴力为48.06 kN; 以柔性支护和组合梁理论, 初选喷层厚度取值为6 cm或10 cm, 锚杆间距1.4 m, 以可靠度β=3.35为判断标准和耐久性原理, 确定喷层厚度10 cm, 锚杆间距1.4 m的支护参数为最优方案。     

受限空间内爆炸波的波形演化特征分析

为了分析研究瓦斯爆炸波在巷道内传播过程中的演化特征,运用AutoReaGas软件模拟了爆炸波沿开口平直巷道的传播演变规律。研究结果表明:爆炸波从波形上看大致分为前驱冲击波、热压缩波及稀疏波;在爆炸初期爆炸波以接近声速的速度稳定传播;爆炸超压峰值整体呈现出先减小后增大的趋势。根据分析结果,在超压较大的区域应加强相应的预防措施,以减少瓦斯爆炸带来的损失。     

受限空间内爆炸波的波形演化特征分析

为了分析研究瓦斯爆炸波在巷道内传播过程中的演化特征,运用AutoReaGas软件模拟了爆炸波沿开口平直巷道的传播演变规律。研究结果表明:爆炸波从波形上看大致分为前驱冲击波、热压缩波及稀疏波;在爆炸初期爆炸波以接近声速的速度稳定传播;爆炸超压峰值整体呈现出先减小后增大的趋势。根据分析结果,在超压较大的区域应加强相应的预防措施,以减少瓦斯爆炸带来的损失。