浅埋煤层长壁工作面围岩动态结构及应力特征分析

地下煤层开采后的覆岩结构是覆岩破断和运移的结果,实质是煤层开采后围岩应力重新分布的表现。以浅埋深长壁工作面围岩应力结构为研究对象,利用数值模拟和理论分析方法,从煤层开采后围岩应力场分布规律入手,研究了围岩应力结构的形成与失稳过程,分析了覆岩受力情况。结果表明:浅埋工作面开采后的采场围岩中形成类椭球体的高应力区域,该应力承载结构随着工作面开采在沿工作面倾向、走向及垂直高度上不断发展变化,直至基岩层全部断裂后失稳破坏;初次失稳破坏后,该空间应力承载结构的后方支撑点会迁移至采空区压实矸石上,继续对工作面回采空间提供围岩应力的承载,其形成与失稳是受工作面回采影响的动态演化过程。基于此建立该空间应力结构沿工作面走向的承压拱力学模型,推导出其在覆岩中的形态参数方程和极限状态下的高度及跨距。根据极限承压拱迹线为各岩层弯矩为零的连接线,得到了承压拱迹线上任一位置处的力学状态。结合浅埋深煤层开采后基本顶及其基岩层周期性断裂特征的实践,认为承压拱结构的发展变化规律符合"悬臂梁-铰接岩梁"结构失稳特点,所得结论为浅埋深工作面顶板结构形式及其稳定性研究提供参考。     

熔融物作用下压力容器下封头热应力分析方法研究

堆芯熔融物滞留(IVR)策略是核电厂针对严重事故的一项重要缓解措施。采用有限元方法对IVR策略期间反应堆压力容器(RPV)下封头在熔融物作用下的力学行为进行研究,通过对熔融物传递给压力容器壁面的热载荷和力学载荷进行研究,计算得到下封头的温度场和应力场分布,幵对热膨胀和内压等对结构力学响应的影响进行了研究,对材料的弹性和弹塑性行为进行了比较。结果表明,热膨胀产生的应力和变形远大于容器自重、熔池压力和冷却水压力产生的结果;内压大于1 MPa时其对结构的力学响应有显著影响;熔融物作用下压力容器下封头将产生不可忽视的塑性变形,采用弹塑性方法进行分析更为合理。     

强夯作用下土体动力特性的数值分析

讨论了强夯下土体有限元方程的建立及其数值解法,结合实际工程给出了相应的应力场、位移场和密度场并进行分析,发现计算结果与实测结果吻合较好。     

含纳米纤维共晶基陶瓷复合材料的局部应力场

通过考虑纳米纤维与共晶界面的相互作用,利用四相模型推导出共晶基陶瓷复合材料中三相胞元内的应力分布规律;根据体积平均应变,得到共晶基陶瓷复合材料的有效柔度增量;由复合材料远场应力边界条件获得棒状共晶体内基体、界面和纳米纤维内的局部应力场.结果表明:棒状共晶体内的局部应力场与共晶体内各组分的刚度和体积含量以及夹杂和界面相的形状有关.由于共晶界面的强约束效应,基体分担的应力数值明显减小,所以共晶界面使共晶基陶瓷复合材料得到了强化.     

双向应力场对HDPE1158管材力学性能的影响

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置制备了高密度聚乙烯管材;研究了剪切拉伸双向复合应力场对管材力学性能的影响,并对管材的微观结构进行了观察分析.结果表明:剪切拉伸双向复合应力场能同时改善管材轴向和周向的力学性能,其轴向拉伸强度最大提高36.6%,轴向拉伸模量最大提高47.4%;周向拉伸强度最大提高54.6%,周向拉伸模量最大提高140.7%;且周向性能的增强效果更明显.扫描电子显微镜照片显示,自增强管材内部由高度取向的微纤结构及二次取向结晶且串品互锁结构组成.     

多种软件协作背景下的高拱坝结构特性及安全度评价

针对锦屏一级高拱坝地质构造复杂、两岸基础刚度及坝体体型不对称问题,利用AutoCAD和HyperMesh联合进行三维地质建模,应用Marc软件对拱坝基础系统进行三维弹塑性有限元分析得到加固前后坝体的位移场和应力场,并采用基于位移突变的强度折减法评估拱坝基础系统的整体安全度。结果表明,锦屏高拱坝的位移和应力分布符合拱坝受力的一般规律,位移和应力呈现较明显的左右不对称分布,对左岸f5、f8断层进行加固处理可改善位移和应力的不对称分布状况,综合分析位移突变点及位移变化速率突变点,认为锦屏拱坝基础系统的整体强度储备安全度约为2.5。     

新安煤矿初始地应力场反演模拟与特征分析

初始地应力场是煤矿开采工程设计和安全性分析的重要依据,通常工程区实测地应力点较少,必须在有限的地应力资料基础上,采用反演分析方法获得整个工程区地应力场。基于现场地应力实测资料,结合新安煤矿地形地貌条件和地质结构特征,研究了新安煤矿地应力场分布特征;在此基础上采用有限差分数学模型多元回归方法,进行了新安煤矿六七采区地应力场三维反演分析研究,获得了该区域地应力分布规律和影响因素的认识。结果表明,新安煤矿地应力场分布受构造应力和地质构造的综合影响,褶曲、断层等构造因素影响显著。     

连续油管T型焊接接头残余应力场数值模拟

采用有限单元法,模拟了连续油管ERW直焊缝与TIG环焊缝交汇处T型接头残余应力场的分布情况.结果表明,焊接残余应力集中分布在两种焊缝附近,最大残余应力出现在TIG焊缝起焊位置.由于ERW直焊缝经历了两种热处理过程.使得该焊缝附近残余应力较小,最大应力约为220MPa;TIG焊缝未经历任何热处理过程,因此焊接残余应力较大,最大应力约为628MPa.由此说明热处理技术能够较好地消除焊接残余应力.     

基于MATLAB平台有限单元法的铸造热应力数值模拟

采用有限单元法(FEM)对铸件凝固过程热应力场进行了三维数值模拟研究,开发了基于MATLAB平台的FEM铸造热应力场模拟程序,采用典型应力框试件对所开发的算法和程序进行了算例验证,并与采用商品化软件ANSYS进行模拟的结果进行了对比,二者吻合良好.结果表明,所采用的算法及开发的程序能较好地预测铸件变形及热应力的集中位置.     

地下结构模型试验中用散斑技术测位移的单个模型法

<正> 以往在模型试验中均采用“有接触”方式量测位移(千分表或位移计)。这种方式除了精度较低、无法测出全场位移之外,在地下结构模型试验中还遇到了较难克服的困难:在实施开洞操作时,不可避免地会造成模型的振动,使有接触方式量测数据失真而难以分析。激光散斑法测位移是一种无接触式测量,灵敏度高,于模型无损,可测出全场位移,很适合地下结构模型试验中的位移量测,可有效地避免有接触方式测量带来的上述问题,因而近年来在我国受到了广泛注意。一些单位在地上结构模型试验中已做了不少工作。