FLUENT的浆液远距离输送数值模拟研究

矿井灌浆管路系统是一个相对封闭的空间,浆液在流动过程中对管道的压力分布情况却难以掌握。因此,首先建立了一种浆液管道流动的数值计算模型,对其进行网格划分、边界条件设定和数值模拟计算流程,并对所建立的模型进行数值计算,得到浆液在管道中的变化特性;其次,针对静压灌浆和动压灌浆2种不同的方式对管道造成的影响程度,利用ANSYS FLUENT12.1分别对这2种不同方式时的压力场进行模拟,对比静压与动压灌浆时的管道压力分布特点和分析浆液在管道中流动过程的压力损失等情况,该模型可以较好的预测静压灌浆和动压灌浆时的管路中的压力分布状态,有助于分析管路输送过程中不同管路位置的压力变化及分布规律,模拟结果显示利用动压进行灌浆作业,可以起到显著的增压效果;最后,通过对比数值模拟计算和工业现场试验监测得到的数据,分析得出两者数据基本吻合。对比结果分析表明:该数值模型建立合理,对矿井远距离灌浆工作具有一定的指导价值。     

全液压灌浆泵的设计与实现

为实现水利水电灌浆施工过程中对灌浆压力和灌浆流量的智能控制,避免传统灌浆泵灌浆过程中峰值压力过大造成地层抬动。该文设计了一种全液压灌浆泵,采用比例阀液压控制技术,通过PLC对泵的各工作参数进行设定,输出流量和输出压力可控,该设备运行成本极低,从而降低能耗。     

白鹤滩特高拱坝坝基灌浆时机与抬动控制

开展坝基灌浆时机与抬动控制研究,对防止大坝开裂,保证高坝长期稳定具有重要意义。通过理论、数值模拟和现场监测反馈分析,针对复杂地质条件,提出了分区等效灌浆压力向量及模型,通过控制拱坝的抬动及拉应力,该模型可以较好地控制灌浆压力并选择合适的灌浆时机。结合施工现场监测数据,建立了灌浆压力的反演分析优化函数,通过调整分区等效灌浆压力模型参数,得到最优分区等效灌浆压力向量。白鹤滩工程坝基应用表明:该方法能够较为准确地判断灌浆抬动情况并预测灌浆时机。研究结果对同类工程灌浆时机的选择与抬动变形控制具有借鉴意义。     

高炉灌浆过程炉衬应力分布规律

高炉灌浆补炉是高炉炉体维护的重要技术手段之一,目前国内的灌浆实践均根据经验进行,经常出现炉壳发热、烧红、炉墙顶穿、泥浆料通过砖缝渗入铁液引起爆炸等事故。本文基于有限元理论及弹性力学理论,利用ANSYS软件建立了灌浆过程炉衬应力计算模型,计算了不同灌浆压力、灌浆面积及灌浆位置等条件下炉衬的应力分布。研究发现：灌浆压力的增大仅引起炉衬内最大应力值的变化,不会造成应力穿透,条件允许的情况下可适当增大灌浆压力;单孔灌浆量的增大将导致炉衬应力集中位置向炉内迁移,应采用“少量、多孔”的灌浆操作方针;在炉衬最薄位置灌浆时易造成炉衬热面开裂,应避免在此位置灌浆。模型应用实例表明,本模型计算准确且对灌浆过程的指导是合理有效的。     

大坝基岩单裂隙灌浆流固耦合模拟研究

单裂隙是构成裂隙网络的基本元素,对浆液在单裂隙中扩散规律的研究是研究浆液在裂隙网络中扩散的基础.目前灌浆数值模拟研究主要集中在特定参数的取值对数值模拟结果的影响以及数值模拟与模型试验结果的对比,且在考虑流固耦合作用对实际灌浆的影响时均采用二维模型.本文通过构建三维单裂隙特征模型,以对实际灌浆效果影响显著的灌浆压力、裂隙宽度和裂隙倾角等3个因素为研究对象,基于三维离散元方法进行了考虑流固耦合作用的单裂隙灌浆数值模拟参数的敏感性分析.研究结果表明:流固耦合作用对于数值模拟结果的影响随灌浆压力的增大而增大,随裂隙宽度的增大而减小,基本上不会随裂隙倾角的变化而改变.以上结论对于指导基岩裂隙灌浆具有一定的理论和现实意义.     

基于ANSYS的劈裂灌浆压力控制的研究

为合理选取灌浆压力,掌握灌浆压力对土坝坝体影响的普遍规律,解决实际生产中控制灌浆压力的问题,运用劈裂灌浆理论知识,引入有限元技术,提出依靠ANSYS通用软件平台对劈裂灌浆压力的控制进行了分析研究。通过建立土坝的三维有限元模型,进行数值模拟分析,从中选取坝体适宜的灌浆压力,总结出关于不同灌浆压力对坝体内部应力、应变、位移影响和灌浆压力控制的普遍规律。结果表明,劈裂灌浆压力可以引起坝体的位移,坝体和灌浆孔的位移随着蓄水位的高低变化;劈裂灌浆的作用面是直立的,可改变坝体的大小主应力,以满足防渗加固的要求;将各工况中坝顶处各灌浆孔口扩展等值线图进行对比可选取出适当的灌浆压力。     

坝基最优帷幕灌浆区厚度研究

采用一维渗流理论分析了设置帷幕灌浆时闸坝地基面的水头分布,进而分析了帷幕灌浆各参数对地基面渗透压力的影响,从降低渗透压力的角度提出了最佳帷幕灌浆区厚度的理论,并采用二维渗流模型及有限元数值方法进行了验证     

拱坝接缝灌浆过程中缝面压力数值分析

为研究拱坝接缝灌浆过程中缝面压力分布的特征,根据建立的缝面非稳定灌浆浆液渗透模型,开发了相应的数值分析程序。通过算例进行数值分析,结果表明：初始灌浆阶段,缝面压力集中在浆液入渗点附近,随着灌浆的持续进行,压力逐渐向缝面内部扩展至出渗点,据此可判断接缝灌浆可以结束的时间。另外,该模型可以优化接缝灌浆系统的布置。     

计算压力注浆土钉峰值摩阻力的理论模型

为研究土钉的峰值摩阻力与一些主要参数的关联性,量化灌浆压力、上覆土压力以及土体剪胀角对土钉峰值摩阻力的影响,首先,利用小孔扩张理论提出土钉周围破坏面与土钉灌浆压力的关联性;其次,根据土体的摩尔破坏理论推导土钉峰值摩阻力与土体破坏面正应力的关系;然后,利用室内试验结果验证提出模型的有效性;最后,根据土钉峰值摩阻力的计算简化模型展开参数研究,深入分析不同参数对土钉峰值摩阻力的影响.参数分析证明:土钉的峰值摩阻力同时受到灌浆压力、上覆土压力以及破坏面距离的相互作用影响,且土钉峰值摩阻力的增加幅度在无注浆压力比存在注浆压力时要快.该模型较为简化且利于设计中进行考虑计算.     

二维随机裂隙岩体灌浆数值模拟

在已有裂隙岩体灌浆研究的基础上,建立随机裂隙网络宾汉姆浆液的渗透模型,利用Monte-Carlo法生成岩体裂隙网络,研究宾汉姆浆液在该岩体裂隙网络内的渗透规律,以及灌浆过程中裂隙变形对灌浆的影响.研究结果表明,通过该模型可预测浆液在岩体中的渗透状态,改进灌浆参数,提高灌浆质量.     

堤坝劈裂灌浆浆液的固结效应

针对堤坝劈裂灌浆防渗加固中浆液固结机理,结合实际劈裂灌浆施工过程,采用了有限差分数值计算方法开展数值模拟,基于应变硬化-渗流耦合模型,探讨了浆液渗流固结的变化规律,分析了浆液在灌浆、停灌和复灌不同阶段的孔隙水压力、坝体应力水平增量等变化特征,得到了浆液在不同阶段的扩散形态和应力水平增量沿不同路径的分布特征,揭示了堤坝劈裂灌浆浆液在土体内渗流固结机理.计算结果表明:堤坝劈裂灌浆过程中浆液以灌浆轴线为中心线,向坝体四周扩散,对称分布;随着灌浆次数的增加,浆液在坝体内渗透所产生的孔隙水压力也逐渐增大,浆液扩散区域也逐渐增大,从而更为有效地填充坝体内所存在的病害体,改善坝体内应力状态,提高坝体防渗效果.     

岩石基础灌浆施工方法在水利工程中的应用

岩石通过纯水泥及其他浆液的灌浆可使基岩的整体强度、整体性提高以及渗透量减少都有明显的效果,并被广泛采用。具有对岩层适用性强,对地形和场地条件要求不高,施工机械化程度高、效率高和成本较低的特点,而且质量检查手段简单,效果直接。岩石钻孔和灌浆属于隐蔽工程,在正式灌浆之前要先进行灌浆试验,确定好灌浆压力及孔间距等施工参数;在灌浆过程中应严格做好过程控制和参数控制,确保达到预期效果,并做好原始记录;灌浆完成达到龄期后按设置检查孔通过压水试验检查灌浆质量,通过透水率来判定施工质量和灌浆效果,如果透水率小于标准值,表明灌浆质量合格,反之则为不合格。     

水库坝基帷幕灌浆生产性试验

本次灌浆试验计划进行单排孔试验孔5个(检查孔2个)和双排灌浆试验孔10个,本次试验的主要目的是研究有地下水条件下的强风化岩层中的灌浆处理措施,验证坝基帷幕灌浆设计排数以及孔、排距和灌浆段长、压力等参数的合同性,以达到指导整个**水库坝基帷幕灌浆施工的目的。     

岩石抗钻强度与地层压力关系模型及其应用

在石油钻井施工过程中 ,岩石的抗钻强度主要受井下地层岩石性质的影响 ,地层孔隙压力则是影响岩石抗钻强度的一个重要参数。根据室内模拟实验和对大量现场实钻数据进行分析 ,建立了岩石抗钻强度与地层孔隙压力的关系模型。在钻井施工过程中 ,可利用该模型根据井下地层岩石抗钻强度的变化来监测地层压力的变化。所建模型在中国南海莺歌海盆地进行了初步应用 ,取得了良好的效果。     

岩石抗钻强度与地层压力关系模型及其应用

在石油钻井施工过程中,岩石的抗钻强度主要受井下地层岩石性质的影响,地层孔隙压力则是影响岩石抗钻强度的一个重要参数。根据室内模拟实验和对大量现场实钻数据进行分析,建立了岩石抗钻强度与地层孔隙压力的关系模型。在钻井施工过程中,可利用该模型根据井下地层岩石抗钻强度的变化来监测地层压力的变化。所建模型在中国南海莺歌海盆地进行了初步应用,取得了良好的效果。     

高压氢气储存系统泄漏的热力学模型

高压氢气储存系统泄漏的实验设计和模拟都需要了解泄漏过程中储罐内滞止参数随时间的变化以及泄漏出口处气流的物性。针对高压氢气从储罐泄漏的问题,本文建立了2种描述整个泄漏过程中滞止参数变化及出口流量变化的热力学模型:基于理想气体状态方程的理想气体模型和基于Abel-Noble状态方程的数值计算模型。这2种模型的计算结果基本一致。由于高压下气体的行为会偏离理想气体状态方程预测的结果,实际滞止温度和滞止压力的降低速度要大于理想气体假设下的降低速度。     

液压机械双流传动变速系统换挡过程平顺性优化方法与仿真分析

文章通过对液压机械双流传动变速器(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)液压系统、机械系统与整车动力性的理论计算,得出输出轴角加速度计算公式,提出通过调节液压系统压力来优化换挡平顺性的方法。采用AMESim软件对未优化模型和优化模型进行仿真分析,结果表明具有压力调节系统的液压压力变化平稳,输出轴角加速度显著减小,换挡平顺性好。该文还得出了HMCVT换挡过程中关键参数的变化过程。     

载人航天器密封舱内空气压力的动态分析

为了给载人航天器密封舱压力制度的建立提供依据,采用数值分析的方法,分析了小型载人航天器密封舱内的动态压力变化。使用集总参数模型和理想气体模型推导出舱内气体组分的分压力及总压变化的数学模型,用此模型计算了正常作息制度、极端作息制度以及各种氧气补充方式下的压力变化,并对比了2人和3人乘员组的压力波动幅度。结果表明,航天员的新陈代谢强度变化引起的压力波动一般不超过允许值。     

车辆制动油管液体压力传递特性分析

车辆采用ABS系统进行制动控制时,对制动压力响应能力提出了较高要求.当车辆制动管道较长时,管道内制动液体压力传递特性是影响这一能力的重要因素.由于制动管道内存在高频压力变化,对ABS制动管道压力传递的研究不适宜用集中参数模型,而应采用分布式管道参数模型.通过建立包含14个变量组成的制动系统仿真模型,可计算获得特定制动管道压力传递频域特性解.通过对频域特性解的辨识可进一步获得精确的管道压力传递函数表达式.利用传递函数表达式对具有不同参数的制动系统阶跃响应特性进行对比,发现制动液温度和制动管径的变化对管道的压力传递能力影响显著.车辆制动系统控制逻辑应根据管道参数的变化进行调整.     

灌浆对地下连续墙及邻近土体变形的影响

在地下连续墙深基坑开挖工程中,开挖前常用灌浆的方法来加固将被挖去的软土,从而减少地下连续墙的变形,增加开挖稳定性,保证工程安全,但是,在灌浆过程中,灌浆的作用机制以及对地下连续墙及邻近土体变形的影响原理还没有得到很好的研究,以新加坡艺术中心地下连续墙深基坑开挖工程为背景。实测了灌浆施工过程中,地下连续墙的变形、超孔隙水压力以及地下水位的变化;再结合有限元的理论分析方法,研究了灌浆施工对地下连续墙及