某铁矿隔水护顶矿柱厚度计算及安全影响预测

科学合理地确定矿山隔水护顶矿柱安全厚度是矿山安全生产的前提条件，为保障某铁矿地表民房、道路等建（构）筑物安全，防止矿山开采过程中产生的导水裂隙带贯通第四系含水层，采用荷载传递交汇线法、K.B.鲁别涅依他估算法和冒落带、导水裂隙带高度估算法3种理论分析方法对隔水护顶矿柱厚度进行计算，并利用数值模拟手段对留设隔水护顶矿柱后的开采过程安全影响进行了分析，对理论计算结果进行了验证。3种理论计算方法得出的隔水护顶矿柱厚度分别为14.3～17.3 m、17.5～31.4 m和41.8～57.4 m，推荐隔水护顶矿柱留设厚度为60 m。通过数值模拟分析得出，在留设60 m厚的隔水护顶矿柱的基础上，开采区域和隔水护顶矿柱位置产生的最大拉应力约0.47 MPa，矿山开采不会对隔水护顶矿柱造成破坏；地表产生的最大水平位移约5.8 cm，最大垂直位移约26.5 cm，最大倾斜为1.70 mm/m，最大曲率为0.20 mm/m2，最大水平变形值为0.70 mm/m，满足相关规范要求，预测矿山开采不会造成地表建（构）筑物破坏。     

公路隧道喷射混凝土套拱加固结构力学特性

为研究喷射混凝土套拱加固前后二次衬砌与混凝土套拱的受力状况,依托陕西汉中至留坝段八里关隧道,运用有限元软件建立隧道混凝土结构套拱加固分析模型,并通过现场监测获取二次衬砌与套拱间的接触压力、套拱格栅拱架钢筋应力、套拱混凝土应力,将数值模拟结果与现场测试结果相结合,得出套拱结构的一般受力变化规律。结果表明:套拱加固前衬砌结构的最不利荷载位置位于施工缝附近的拱顶、拱肩与拱脚处; 由于衬砌局部变形与温度应力的影响,套拱混凝土应力变化呈现反复“上升-下降-上升”最后趋于稳定的特点; 套拱的作用是控制二次衬砌的进一步变形,套拱施作后所承受荷载较小,套拱反作用力远小于围岩作用于衬砌的应力,在应力计算中不应将衬砌与套拱作为整体计算; 套拱结构数值模拟所得的结果与现场测试套拱结构内力(轴力、弯矩)的大小及分布相似度高,但在衬砌裂损严重部位,数值模拟所得结果误差较大,应以现场测试结果为准。     

深部大断面巷硐围岩稳定性评价与布置方式研究

针对深部大断面巷硐围岩变形量大、支护困难等特点,采用FLAC3D数值计算方法,探讨围岩内最大主应力峰值区的时空演化规律,分析最大主应力峰值区对围岩变形破坏的控制作用,提出塑性区发育范围判定与围岩稳定性综合评价的方法。根据地应力场类型、侧压系数、巷硐轴向与最大水平主应力夹角的差异,共设计151种数值模拟方案,研究3类地应力场中构造应力对大断面巷硐围岩稳定性的影响。结果表明:围岩塑性区发育与最大主应力峰值区存在运移一致性,基于边界应力系数K可判定塑性区发育范围,并通过遍历数值计算确定K值为0.96;在σH型应力场中,当λH=λh时,巷硐最优布置角度为30°,当λH≠λh时,巷硐平行于最大水平主应力方向布置最有利于围岩稳定;在σHv型应力场中,巷硐最佳布置角度是与最大水平主应力成0°～15°夹角;在σv型应力场中,当λH=λh时,巷硐无最优布置角度,当λH≠λh时,巷硐布置应遵循最大水平应力理论。     

空气换热器局部结构形式对气体流场的影响

实际工况中气体换热装置经常出现换热能力与设计计算结果不符的情况。为了探究其原因,文章建立三维模型,模拟壳程内冷空气的流动状态并分析气体的分布特点,探讨了改变换热装置局部结构对气体分布的影响。结果表明:改变局部结构可以增大有效换热面积,提高换热效率,从而为换热器设计提供了除热力计算以外的参考依据。     

Processing Modflow在地下水位预测中的应用

数值模拟软件逐渐成为预测地下水演化更普遍的工具,并且广泛应用于地下水动态变化研究.以乌苏市平原区为例,结合区域水文地质条件及钻井资料,利用Processing Modflow建立三维水流数值模拟模型,并对该模型进行平面流场拟合,验证出模拟值基本符合2018年实测地下水位,通过模型模拟2018—2027年不同条件地下水位变化趋势,结果显示,2027年现状条件下比用水总量条件下浅埋深面积减少了550km2.     

水电站渡槽破损修复研究

渡槽是小水电站引水渠道的重要组成部分之一。针对某水电站渡槽的破损现状,给出了相应的修复方案,并利用有限元软件Ansys建立渡槽结构三维模型,进行设计状态、破损状态以及修复状态下的渡槽结构性能研究。其结果表明,新方案能很好地用于修复破损渡槽,可为该类结构的降损增效提供重要参考。图4幅,表3个。     

块矿带式机干燥过程数学模拟研究

本文以块矿带式机鼓风干燥为研究对象，借助Fluent软件建立多孔介质床层内质量、动量、能量双方程和以及水分迁移方程的耦合数学模型，研究不同工艺条件下台车去湿量的变化规律。研究结果表明：随着鼓风温度的增加，料层去湿量增大，料层前缘在干燥时间为150 s左右发生水汽冷凝；在鼓风速度为1.43 m/s,鼓风温度为300℃的条件下，料层的去湿量与初始含水量的关系不大；随着鼓风速度的增大，料层去湿量增大，在干燥时间为360 s,鼓风速度分别为1.08、1.43、1.79 m/s时，料层最大去湿量分别为31%、36%、40%,且速度增大，冷凝区减少，但是冷凝值增大。     

库尉输水隧洞减震层设计方案数值模拟研究

对于高地震烈度区的输水隧洞建设而言,采取有效的减震工程措施是极为必要的。文章以新疆库尉地区输水工程输水隧洞为例,利用有限元数值模拟方法对减震层的材料和厚度进行优化研究,结果表明库尉输水隧洞施工建设中应采用厚度为40cm的注浆减震层,获得最佳减震效果。     

电石冷却车间厂房通风模型的研究及应用

介绍了厂房通风模型在电石冷却车间改造中的应用,对比分析了改造前后冷却车间内的通风状态.模拟结果表明,冷却车间厂房内的总通风量增加了99.4％,通风温度降低了20.5 ℃,厂房结构和设备表面温度降低了50℃,能有效解决冷却车间内通风温度偏高的问题,提高电石转运率.根据通风模型进行改造后,电石冷却时间缩短25％,证明厂房通风模型准确可靠.     

CD-GF型钻井球阀阀体的力学特性分析

CD-GF型钻井球阀阀体的结构最为薄弱,其外壳的开孔部位常出现开裂现象,影响钻井作业的正常进行。为此,运用ANSYS Workbench工程分析软件,对6种结构方案的CD-GF型钻井球阀阀体在压、拉、扭载荷作用下的力学特性进行详细的数值分析。研究结果表明:在不同拉力、内压和工作扭矩的组合作用下,相对于原阀体结构A,其他5种方案(A_1、A_2、B、B_1和B_2)在最大应力上减小的平均值分别为16. 4%、36. 0%、7. 6%、23. 2%和40. 7%,总变形量减小的平均值分别为16. 7%、37. 3%、22. 9%、30. 6%和45. 5%;在6种球阀阀体结构方案中,最大应力部位均出现在与阀体轴线垂直的孔壁上,随着与圆孔区域距离的增大,其应力值减小;在所有拉力、内压和工作扭矩的组合作用下,阀体的最大应力均小于其材料的极限抗拉强度,其力学行为处于材料弹性变形阶段;拉力载荷是影响钻井球阀阀体强度的主要因素;结构B_2(外径增大28mm+双边开孔方案)对原阀体结构A的增强效果最好。研究结果可为钻井球阀阀体的结构优化与改进提供基础数据。