非饱和堆积土边坡降雨–渗流潜蚀耦合过程模拟

西部山区的松散堆积土是一种宽级配弱固结土,其内部细小颗粒易随降雨入渗在粗颗粒土骨架间孔隙发生迁移,改变土体水力特性,诱发堆积土边坡降雨失稳。为定量研究降雨作用下堆积体内在的渗流潜蚀耦合演进规律及其斜坡失稳机理,对降雨作用下非饱和堆积土边坡中坡体及孔隙尺寸的细颗粒迁移现象进行了分析概化,并基于多孔介质力学及混合物理论构建了描述非饱和堆积土中细颗粒侵蚀—运移—沉积全过程的渗流潜蚀模型。该模型被植入有限元程序,模拟了降雨作用下1维非饱和堆积土柱内部的渗流潜蚀耦合响应过程,并结合无限边坡模型定量分析了细颗粒迁移引发的土体渗透性、持水性及强度演化对非饱和堆积土边坡降雨入渗过程及稳定性的影响。通过数值模拟,阐释了松散堆积土边坡中细颗粒迁移引发边坡局部土体渗透性变化,形成相对不透水层,诱发浅层坡体失稳现象的内在机理;并指出堆积土中细颗粒的侵蚀流失将减弱土体持水性及抗剪强度,加速边坡内的降雨–渗流潜蚀进程,加速边坡的浅层失稳。鉴于由降雨–渗流潜蚀过程引发的土体渗透性、持水性及强度演化均会对堆积土边坡稳定性造成不利影响,对松散堆积土边坡进行降雨稳定性分析时应充分考虑其内在的细颗粒迁移效应。     

非饱和堆积土边坡降雨-渗流潜蚀耦合过程模拟

西部山区的松散堆积土是一种宽级配弱固结土,其内部细小颗粒易随降雨入渗在粗颗粒土骨架间孔隙发生迁移,改变土体水力特性,诱发堆积土边坡降雨失稳。为定量研究降雨作用下堆积体内在的渗流潜蚀耦合演进规律及其斜坡失稳机理,本文对降雨作用下非饱和堆积土边坡中坡体及孔隙尺寸的细颗粒迁移现象进行了分析概化,并基于多孔介质力学及混合物理论构建了描述非饱和堆积土中细颗粒侵蚀-运移-沉积全过程的渗流潜蚀模型。该模型被植入有限元程序,模拟了降雨作用下一维非饱和堆积土柱内部的渗流潜蚀耦合响应过程,并结合无限边坡模型定量分析了细颗粒迁移引发的土体渗透性、持水性及强度演化对非饱和堆积土边坡降雨入渗过程及稳定性的影响。通过数值模拟,本研究阐释了松散堆积土边坡中细颗粒迁移引发边坡局部土体渗透性变化,形成相对不透水层,诱发浅层坡体失稳现象的内在机理;并指出堆积土中细颗粒的侵蚀流失将减弱土体持水性及抗剪强度,加速边坡内的降雨-渗流潜蚀进程,加速边坡的浅层失稳。鉴于由降雨-渗流潜蚀过程引发的土体渗透性、持水性及强度演化均会对堆积土边坡稳定性造成不利影响,对松散堆积土边坡进行降雨稳定性分析时应充分考虑其内在的细颗粒迁移效应。     

川北某变电站堆积体边坡的变形破坏机制研究

以川北某变电站后方边坡为研究对象,在综合考量边坡地质环境条件调查结果、变形破坏的地质过程定性分析与颗粒离散元 PFC2D 数值模拟结果的基础上,分析研究该边坡的变形破坏机制。结果表明:该边坡是典型的松散堆积体边坡,开挖卸荷是其发生变形的主要控制条件,强降雨是其破坏失稳的主要诱发因素;边坡的变形经历了开挖卸荷变形、变形扩展延伸、深部蠕滑–潜在滑移面贯通 3?个演化阶段;边坡的变形破坏机制为前缘开挖条件下强降雨诱发的蠕滑?拉裂式滑坡。本研究可为该工程和类似松散堆积体边坡治理提供参考。     

空间与颗粒参数对块石土边坡稳定性影响数值模拟研究

块石土边坡具有物理力学性质复杂、非线性强等特性,受块石–土体空间分布、块石粒径等几何因素影响较大。为研究空间与颗粒参数对块石土边坡稳定性影响,基于已有的块石形状数据库随机生成方法,采用ABAQUS软件非线性分析方法,考虑含石量、最大粒径、空间分布等多种几何因素,建立大量有限元模型进行计算分析。结果表明:含石量增大,边坡安全系数上升,且含石量在50%～60%区间内上升速率最快;含石量增大,同粒径组边坡安全系数标准差增大,模型安全系数差异变大。最大粒径增大,块石分布对于边坡安全系数的影响增大,边坡稳定性先减小后增强,同粒径组边坡安全系数标准差增大。含石量和最大粒径增大,块石空间分布对于边坡稳定性影响增大。粒径大小、块石空间分布对于块石土边坡稳定性影响方式也不同,大粒径块石存在令滑动面向边坡内部发展,而密集小粒径块石大多是令滑面呈折线形,二者皆可增大边坡稳定性。当块石长轴与坡面夹角为90°、135°时,边坡塑性区呈发散分布,滑面更靠内部,稳定性更好;当块石长轴与坡面夹角为0°、45°,则与上述情况相反。在通常沉积条件下,边坡稳定性随长短轴比增加而降低,滑动面越发平滑,塑性区范围也更加集中。研究结果表明,几何参数不同,边坡稳定性差异较大,且具有一定规律性,在实际工程中有一定的参考价值。     

基于支持向量机的边坡垂直位移方向率预测及边坡稳定性研究

针对传统边坡位移量预测参数的局限和不足,以及在小样本下的预测参数估计区间较宽会导致工程设计偏于保守的问题,以垂直位移方向率作为边坡稳定性演化分析与评价的一个有效位移动力参数,提出支持向量机模型理论对其在相应周期内的发展趋势进行滚动预测估计,得到周期内垂直位移方向率的预测结果,通过与异常判据值对比得出边坡的稳定程度,并且以京新高速公路胶泥湾路段边坡的实际监测数据为实例进行验证分析。结果表明,预测数据与路基边坡实际情况基本吻合,因此垂直位移方向率可以作为公路边坡失稳判别的有效预测参数,同时支持向量机法评价垂直位移方向率参数对公路路基边坡进行预测预报具有一定的适用性和可靠性。     

泥石流内部流速分布规律实验研究

泥石流内部速度是泥石流动力学分析与防治工程设计中最重要的参数之一。本文以粘度较高的丙烯酸树脂与乙酸乙脂混合液模拟泥石流的粘性,以粒径均匀的玻璃微珠作为两相流的固相颗粒,利用PIV流场测量系统,研究了含砂水流与泥石流中颗粒运动过程、垂向流速分布规律;借助高桥堡水石流固体颗粒流速分布模型,计算了不同颗粒粒径条件下泥石流垂向流速分布,并与前人的研究成果进行比较,结果表明：流体粘性较高条件下,颗粒在整个过流断面上分布更均匀,实验中垂向流速测量结果与高桥堡模型计算值吻合良好（u/us>0.3）,而与含砂水流条件下的测量结果差异明显。两相流中固体颗粒垂线流速分布是否存在反“S”曲线分布,主要与流体的粘性及颗粒在液相中分布的均匀程度有关。     

基于计算均匀化的夹杂颗粒复合材料参数研究

夹杂颗粒复合材料分布形态各异,为确定其力学参数,基于计算均匀化方法,结合随机周期复合材料模型生成算法,提出了一种由表征单元体计算夹杂颗粒复合材料弹性模量的方法,研究了夹杂颗粒分布形态、尺寸和含量对复合材料力学参数的影响。复合材料在颗粒随机分布时表现为各向同性,在颗粒沿一定方向分布时表现为各向异性;复合材料力学参数随单元体尺寸增大逐渐稳定;弹性模量随颗粒含量增加而增大,泊松比随颗粒含量增加而减小。结果表明计算均匀化是研究复合材料力学参数的有效方法。     

过滤壁结构对颗粒捕集器深床过滤影响的模拟

针对汽油机颗粒捕集器的动态捕集过程及性能,采用孔径分布概率密度函数以及孔隙率分布函数表征多孔介质的非均匀微观结构,并引入对数正态分布描述入射颗粒粒径分布,研究多粒径颗粒入射状态下过滤壁微观结构对GPF深床过滤过程的影响.结果表明:颗粒物大部分沉积于多孔壁上部1/3左右区域,孔径增大会导致沉积位置向下扩大以及孔隙率、渗透率分布的均匀性提高,而孔隙率变化则对颗粒沉积位置影响较小;相对于孔隙率变化,多孔介质的捕集效率及压降性能对于孔径变化的敏感性更高;大孔隙率小孔径结构的多孔介质具有较高的捕集效率与最好的压降性能.     

渗流作用下粉土质砂潜蚀演化特征与预测模型

长期渗流作用下，土体发生内部潜蚀常会诱发结构变形甚至破坏。利用自主研发的渗流装置开展砂土潜蚀试验，研究渗流作用下不同初始孔隙比粉土质砂的颗粒流失过程及潜蚀演变特征，并阐明各影响因素的作用机制，建立颗粒流失量随水力梯度和时间增长的预测模型，继而基于颗粒级配试验和三相关系推演，揭示粒度分布与孔隙比的变化规律。结果表明：渗流作用易导致砂土内部细颗粒和砂粒流失并逐渐形成优势渗流通道，诱发砂土局部坍塌并在持续潜蚀后呈整体不均匀沉降变形，直至水压主要沿优势通道消散时，达到潜蚀稳定；初始孔隙比或密实度是影响土体潜蚀程度的主要内部因素，直接改变了颗粒移动的起动水力梯度、流失速率、累积总质量及土样沉降变形量，水力梯度增大会加快颗粒流失、通道形成和潜蚀稳定；建立的预测模型拟合度高，能较好地反映上述演化特征以及初始孔隙比和水力梯度对颗粒流失发展规律及稳定时间的影响；潜蚀对粉土质砂物理状态的影响主要表现在孔隙比总体增大而颗粒粒径的不均匀性降低。     

循环床气固提升管中颗粒浓度的轴向分布

以16m循环床提升管中气固两相流压力梯度的大量实验数据为基础,从能量耗散的观点分析研究了平均颗粒浓度的轴向分布特征及其操作条件的影响,并与相同条件下6m高提升管中颗粒浓度的轴向分布进行了对比。结果表明,加颗粒循环量Gs或减小表观气速Ug时,由于单位质量颗粒加速和输送的能量减少,提升管各高度位置的颗粒浓度εs增大,颗粒浓度的轴向分布亦更不均匀;提升管高度对平均颗粒浓度及其轴向分布具有显著影响,提升管高度增加,提升管各高度截面上的平均颗粒浓度减小,颗粒浓度的轴向分布也更加均匀,给定表现气速对应的颗粒饱和夹带量也将提高。     

砂堆雪崩幂律分布现象的解释

自组织临界性的提出者Per Bak认为,处于临界状态砂堆雪崩呈现幂律分布,可作为广延耗散动力系统自组织临界性存在的证据。采用真实砂堆试验和元胞自动机砂堆模拟两种方法进行研究,提出处于亚临界状态的砂堆,在向临界状态演化的过程中,砂堆在亚临界状态发生众多小规模的雪崩,越接近临界状态,系统的波动越强,大规模的雪崩也时而发生,因此在从亚临界状态向临界状态演化的过程之中,大规模雪崩的发生次数少,小规模雪崩发生的次数多,雪崩发生的规模也呈现幂律分布,并认为这种情况更具普适性。     

空间与颗粒参数对块石土边坡稳定性影响数值模拟研究

块石土边坡具有物理力学性质复杂,非线性强等特性,受块石-土体空间分布、块石粒径等几何因素影响较大。为研究几何参数对块石土边坡稳定性影响,本文基于研究团队提出的块石形状数据库随机生成方法,采用ABAQUS软件非线性分析方法,考虑含石量、最大粒径、空间分布等多种几何因素,建立大量有限元模型进行计算分析,得到以下结果：含石量增大,边坡安全系数上升,且含石量在50%-60%这个区间是上升速率最快。含石量增大,同粒径组边坡安全系数标准差增大,模型安全系数差异变大;最大粒径增大,块石分布对于边坡安全系数的影响增大,边坡稳定性先减小后增强,同粒径组边坡安全系数标准差增大。含石量和最大粒径增大,块石空间分布对于边坡稳定性影响增大。粒径大小不同,块石空间分布对于块石土边坡稳定性影响方式也不同,大粒径块石存在令滑动面向边坡内部发展,而密集小粒径块石大多是令滑面呈折线形,二者皆可增大边坡稳定性;当块石长轴与坡面夹角为90°、135°时,边坡塑性区呈发散分布,滑面更靠内部,稳定性更好,而当块石长轴与坡面夹角为0°、45°,则与上述情况相反;在通常沉积条件下,边坡稳定性随长短轴比增加而降低,滑动面越发平滑,塑性区范围与更加集中。可以看出,含石量、块石粒径、空间分布等因素对于块石土边坡有很大影响。几何参数不同,边坡稳定性差异较大,且具有一定规律性,在实际工程中有一定参考价值。     

Numerical simulation study of the failure evolution process and failure mode of surrounding rock in deep soft rock roadways

Based on the safety coefficient method,which assigns rock failure criteria to calculate the rock mass unit,the safety coefficient contour of surrounding rock is plotted to judge the distribution form of the fractured zone in the roadway.This will provide the basis numerical simulation to calculate the surrounding rock fractured zone in a roadway.Using the single factor and multi-factor orthogonal test method,the evolution law of roadway surrounding rock displacements,plastic zone and stress distribution under different conditions is studied.It reveals the roadway surrounding rock burst evolution process,and obtains five kinds of failure modes in deep soft rock roadway.Using the fuzzy mathematics clustering analysis method,the deep soft surrounding rock failure model in Zhujixi mine can be classified and patterns recognized.Compared to the identification results and the results detected by geological radar of surrounding rock loose circle,the reliability of the results of the pattern recognition is verified and lays the foundations for the support design of deep soft rock roadways.     

府河盘龙大桥主桥施工监控的关键技术

结合府河盘龙大桥主桥施工控制实践，阐述了悬臂浇筑施工过程中的施工监控原理和方法，研究了箱梁的线形预测控制方法和混凝土应变分布特性，以及温度变形对桥梁施工监控的影响，科学地指导了施工。监控结果表明，大桥主桥轴线、合拢段高差、成桥线形、桥面标高均在设计允许误差范围内。     

Improved Efficiency Test Method for the Motor Controller with SiC MOSFETs

The traditional measurement method was inaccurate to evaluate the motor controller efficiency, which the measurement efficiency value could be more than 100% in practical testing experiments. To deal with this issue, an improved electrical measurement method for the motor controller efficiency is proposed in this paper, which is established by analyzing the power loss distribution and phase currents of the motor controller. It is demonstrated that the SiC MOSFET chips are the main power loss devices in the motor controller, accounting for more than 93.1% of the total power loss. The accuracy of the proposed method is compared with the traditional method in simulation. It shows that the test error of the efficiency obtained by the traditional method fluctuates on a large scale, which varied from 0.094% to 1.911%. Compared with the traditional method, the test error of the proposed method appears to be less than 0.083%, which provides significant guidance for the motor controller efficiency test and design.     

谐波齿轮传动短筒柔轮应力的有限元计算分析

柔轮是谐波齿轮传动中的关键零件,其负载状况比较复杂。本文采用有限元数学模型叠加,用空载静顶起与加载扭转复合的方法。成功地应用SAP5P结构分析程序,较准确地计算了柔轮负载下的内部应力。并依据结构参数变化后应力的变化规律对桑轮结构设计提出了若干提高其承载能力的合理建议。同时还对偏心圆盘发生器结构设计和装配尺寸做了有效的分析。     

陕西省某生活垃圾卫生填埋场泄洪沟设计分析

西北地区山谷形垃圾填埋场一般具有汇水面积大、土质疏松、易发生山体垮塌等特点,因而需进行降水拦截导排。以实际工程设计为基点,结合当地条件进行了基本参数的选取、断面比选、出口形式选择、消力区段设计计算等。针对场区地形高差大、坡度陡实际情况,给出了陡坡段消力设计计算的一般方法。     

演化网络的拓扑结构

介绍了两种网络模型--进化网络和退化网络,给出了它们度分布主方程的微分形式和解析解,得到度分布P(k,t)的解是随时间演化的,并求得其标度值γ.在给定的时间内方程解中的一项呈幂率衰减,另一项反映了尺度效应.当c等于零,时间无限大时得到的度分布解的形式与BA网络的形式相似.     

预应力锚索在滑坡治理中的应用研究

在分析预应力锚索加固边坡机理的基础上。分析确定预应力锚索的设计计算参数。如锚固力及锚固角等，着重研究了粘结剪应力非均匀分布情况时锚固长度及锚索间距的确定问题，并以公路边坡加固工程为例，说明预应力锚索加固边坡的合理性及可靠性。探讨预应力锚索在滑坡治理中的应用问题。为预应力锚索在加固工程中的应用提供有益的借鉴．     

灰色组合预测模型在配电网可靠性预测中的应用

针对配电网可靠性的特点,在充分考虑可靠性指标的历史变化趋势并顾及各种相关因素对可靠性指标影响的情况下．分别建立了基于历史统计数据的横向预测模型和考虑相关因素影响的纵向预测模型,形成了灰色组合预测模型．充分发挥了灰色预测模型所需样本小、精确度高的优点。该模型为配电网可靠性指标的预测提供了新的实用方法,同时．其结果可以为配电网的规划设计、运行和维护提供新的依据。通过对某地区配电网可靠性统计数据的实例分析,证明了该方法的有效性。