绞吸式挖泥船的疏浚优化---优化策略

本课题以900m/h绞吸式挖泥船为对象,针对其疏浚模型,以土方量为优化目标,提出了一种基于遗传算法的绞吸式挖泥船的优化控制策略,并将推出的工艺参数值作为疏浚控制中的参考值。     

基于相对差商法的吸力式海上风车筒基基础优化设计

确保海上风车基础的稳定且便于海上施工作业是吸力式海上风车基础设计的关键点.论文在分析影响筒基基础稳定性及海上施工难度的设计参数的基础上,建立了以吸力式筒基基础总重量与单筒直径的线性加权函数为目标函数、以单筒直径、入泥深度、筒体个数等参数为设计变量、以基础稳定性为约束条件的吸力式海上风车筒基基础优化设计模型,并将相对差商法的数学优化方法应用于该模型.文中建立的评估模型对其它筒基基础方案设计具有参考价值.     

非饱和玄武岩残积土剪切特性试验研究

非饱和土中的基质吸力对其抗剪强度特性有重要的影响。选取贵州毕威高速公路沿线的玄武岩残积土样,采用非饱和直剪仪进行控制基质吸力的剪切试验。试验结果表明,在不同的基质吸力和净法向应力作用下,重塑试样由于结构性遭到彻底破坏,应力应变关系表现为应变硬化型。在300 kPa的基质吸力范围内,基质吸力对黏聚力影响显著,对有效内摩擦角基本无影响。非饱和玄武岩残积土的抗剪强度与基质吸力基本呈线性关系,非饱和抗剪强度参数φ~b=19.4°,验证了非饱和土双应力状态变量抗剪强度公式的适用性。     

压实黄土状粉土毛细特性试验研究

基于压实黄土状粉土的基本性质,利用一维土柱仪进行毛细作用模型试验。数据分析、图形拟合后,得到了压实黄土状粉土毛细水上升规律。试验结果表明,毛细水上升的速率随毛细上升高度的增加而逐渐衰减。当毛细水到达某截面时,该截面处的基质吸力先平缓变小,后急剧下降,随之渐趋于稳定;该截面处的体积含水率先平缓上升,后急剧增大,随之渐趋于稳定。对毛细水上升高度随时间变化曲线、体积含水率与基质吸力关系进行拟合统计。通过对比三组不同土柱高度的试验结果,表明当土柱长细比为4.68和9.54时,毛细水上升规律基本一致,故证明当长细比大于4.68时,可按一维毛细作用考虑。     

基于遗传算法的自航耙吸挖泥船疏浚参数优化

在系统分析和研究自航耙吸挖泥船疏浚过程的基础上,本文以挖泥船疏浚作业过程为研究对象, 通过控制疏浚作业参数,以提高耙吸挖泥船的疏浚效率。本文建立了基于土壤等工况条件的疏浚模型及目标优化函数,并应用遗传算法进行仿真优化。最后采用“新海凤”号自航耙吸式挖泥船工程实测数据进行了仿真验证,结果表明控制疏浚参数能够提高疏浚效率。     

厦门地区非饱和残积土抗剪强度的试验研究

非饱和残积土是厦门地区诸多填方工程的工程用土,而岩土工程的强度与稳定性问题都涉及到非饱和土的抗剪强度及其指标.采用滤纸法测定非饱和残积土的基质吸力,通过一系列的直接剪切试验,测定不同初始含水量状态下土的抗剪强度及其强度指标.试验结果表明:基质吸力随着含水量、体积含水量或饱和度的增加而减小.当含水量小于16%,体积含水量大于35%或者饱和度大于70%时,基质吸力对含水量的变化非常敏感.在低基质吸力区,抗剪强度随着基质吸力的增加显著增加,表观粘聚力随基质吸力的增大而线性增加;在高基质吸力区,强度随基质吸力的增加变化不大,表观粘聚力的增长速率减小.表观内摩擦角仅在基质吸力较小时增加而后可近似为某一定值.     

地裂缝区黄土和充填土持水曲线的测试与计算

为评价地裂缝区域黄土和充填土持水性能差异及微观机理,实测了两者持水曲线,根据微观结构计算了持水曲线和进气值,根据孔隙分布分析了实测持水曲线的特征.研究结果表明,实测的黄土持水曲线在低吸力段位于充填土之上并在高吸力段接近重合,曲线均存在滞回性;基于孔隙分布计算得到的持水曲线与实测曲线形状相似,并能反映一定的滞后现象;实测和Schubert理论所得进气值分别接近于本文公式所得进气值的下限和上限,而由计算持水曲线间接所得进气值位于上、下限之间;黄土大孔隙体积较充填土多而微小孔隙分布相近是两者持水曲线产生差异的原因;双孔隙结构是导致持水曲线中间存在平缓段的微观原因.     

混流泵叶片优化及基于状态方程模型的空化研究

在保证效率和扬程的前提下,为了最大限度地提高混流泵空化性能,利用基于正压流体状态方程的空化模型,开展了混流泵空化性能研究.发现原来采用速度系数法设计的5叶片混流泵叶片结构并不合理,泵叶轮设计工况下的临界空化余量较高.针对这一问题,增加混流泵的叶片数目为7片,并以效率和扬程作为目标函数,对7叶片混流泵叶片进口边形状、叶片前缘厚度以及叶片厚度变化规律进行了优化设计.混流泵优化前后3种不同叶片结构方案的空化性能对比分析结果表明:混流泵叶片进口边适当向进口方向延伸,叶片进口边前缘减薄,以及改变叶片厚度的变化规律,将使混流泵的临界空化余量大大降低.优化设计后的混流泵效率为90.857%,扬程为163.86m,优化后的临界空化余量为28.64m,相比优化前降低了45%,有效地改善了混流泵在设计工况下的空化性能,为今后该类高温高压混流泵的设计和优化提供了方向.     

矿井排水装置吸水管路的合理确定

本文分析了矿井排水装置传统的选型设计方法中确定吸水管路时所存在的问题，针对矿井排水装置选型设计的特点，给出了吸水管路的确定原则．并论证了一种新的、比较完善的确定吸水管路的方法．     

矿用空压机吸气管道内气柱共振与管道安装长度的关系

本文计算了矿用空压机吸气管道内的气柱固有频率，阐述了吸气管道安装长度与气柱共振的关系，并得出了防止发生管道共振的吸气管道最佳安装长度