考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟

为研究复杂地层条件下盾构掘进引起的地层扰动规律,提出了一种考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟方法. 该方法利用Kriging算法构建三维地质模型,通过条件判断算法将地层空间分布信息嵌入到有限元模型中,进而实现考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟. 此外,采用C#语言编写了复杂地层盾构掘进模拟前处理程序. 以长沙地铁四号线为例,根据掘进断面内极软岩、软岩、坚硬岩的占比,选取具有3种不同地层条件的区段,利用该前处理程序构建了土压平衡盾构机掘进过程模型,并开展模拟. 模拟结果显示盾构掘进断面内极软岩占比增大会导致地表最终沉降量显著增加. 相比于极软岩占比为50%的掘进断面,全断面极软岩处的地表最终沉降量增加了11.67?mm. 模拟结果与实测数据规律一致,验证了所提方法的有效性.     

旁侧基坑开挖对超大直径盾构隧道变形影响分析

密集城市区近接基坑工程易引发超大直径（>15 m）盾构隧道变形、结构开裂及渗漏水.当前超大直径盾构隧道建设处于起步阶段,基坑影响下隧道变形响应规律不明,合理的影响分区匮乏.本文采用有限元软件建立超大直径隧道旁侧基坑开挖的三维有限元模型,分析超大直径隧道的结构变形响应机制,并探讨隧道埋深、隧道-基坑间距、基坑开挖深度等因素影响规律.结果表明,基坑开挖引发地层朝向基坑的“鼓肚子”水平位移和“勺子”状竖向位移;与小直径隧道相比,超大直径盾构隧道表现出较小的纵向变形和较为显著的横向变形;隧道变形随隧道-旁侧基坑围护结构距离增大而减小、随埋深增大先增大后减小、随基坑开挖深度的增大而增大.通过基坑开挖深度归一化后,隧道最大变形与隧道-基坑间距可用指数函数高精度拟合.提出归一化后的影响分区图,为实际工程超大直径隧道结构保护提供重要的参考.     

大跨桥梁分离式三箱梁附加攻角效应研究

为研究附加攻角效应对分离式三箱梁颤振性能的影响,结合节段模型风洞试验和理论计算方法获得初始风攻角下的附加攻角,并通过计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）数值模拟方法求解初始风攻角下的颤振临界风速. 结果表明,分离式三箱梁的初始风攻角及箱梁之间的横梁对附加攻角有较大影响,节段模型在0°~+7°风攻角下存在十分显著的附加攻角效应,且表现为扭转振幅快速增大的硬颤振. 节段模型自由振动风洞试验难以直接获得分离式三箱梁在小风攻角下的准确颤振临界风速. 对于主跨3?300?m的悬索桥,0°初始风攻角下在颤振失稳前的静风附加攻角达到+7°以上,颤振临界风速大大降低,气弹稳定性得不到充分发挥. 因此,对于采用分离式三箱梁断面的超大跨径桥梁,在抗风设计中应对其附加攻角效应予以重视.     

花岗岩残积土双孔结构的蒸发脱湿机理

为研究花岗岩残积土蒸发脱湿过程中的水分运移规律,对深圳花岗岩残积土进行了一系列核磁共振测试和微观试验,分析了花岗岩残积土双孔结构的成因,对比了不同饱和度下残积土的水分分布规律,提出了残积土双孔结构的水分运移机理. 结果表明：氧化铁等胶结物与高岭土片层形成了花岗岩残积土的微孔结构;微孔结构与不易受扰动的大孔结构组成残积土的双孔结构;微孔结构和大孔结构在高饱和度下相互连通,在低饱和度下水力连接中断;双孔结构间水分同步蒸发,大孔结构向微孔结构的补给随着蒸发进行而减少. 本研究可为研究复杂土体结构水分蒸发过程提供一定的理论基础.     

超高压高CO2气藏偏差系数图版扩展与应用

Standing-Katz图版法确定天然气偏差系数是目前最常用、最基础的方法之一,但存在人工读值误差大、在超高压（拟对比压力大于15）和高CO₂含量天然气使用受限等问题。设计单组分偏差系数测定实验,结合Standing-Katz图版曲线变化规律,将图版拟对比压力扩展到30,拟对比温度扩展到3.6,并将图版数字化;基于不同CO₂含量偏差系数测定实验结果,推导了考虑不同CO₂含量的天然气拟临界压力、拟临界温度计算新模型,与常规非烃校正模型相比,新模型计算精度更高,适用范围更广。进一步将新临界参数校正模型嵌入到偏差系数扩展图版中,得到不同CO₂含量的偏差系数扩展图版,该图版在南海西部超高温高压、高CO₂含量天然气偏差系数计算中误差较小（不超过3%）,应用效果良好。     

一种含5-硝基间苯二甲酸和菲咯啉配体的超分子化合物：结构表征，光致发光和电化学性能

采用水热法合成了含混合配体的铜配合物[CuClPhen]⁺·[HL]^-·2H₂O（HL=5-硝基间苯二甲酸,Phen=1,10-菲咯啉）,其结构由单晶X射线晶体学确定。标题化合物在三斜空间群P-1的晶体化合物。标题化合物的晶体数据：C₃₂H₂₄ClN₅CuO₈,M_r = 704.54,a = 10.4044(5),b = 12.3912(9),c = 12.4632(9)Å,α = 73.859(6),β = 85.036(5),γ = 78.202(5)^°,V = 1510.09(17) ų,Z = 2, T = 293(2) K,D_c = 1.549 g/cm³,μ(MoKα) = 0.874 mm^-1,F(000) = 720.0,R = 0.0554,wR = 0.1434,GOF = 1.098。当用作超级电容器电极材料时,所制备的配合物具有高比电容、良好的循环稳定性和优良的倍率性能。在1mol/L KOH溶液中,最大比电容可达到69 F/g。在2 A/g电流密度下,10000次循环后比电容保持率为72%。标题化合物是一种潜在的红色光致发光材料。     

基于CAE仿真的行星齿轮减速器行星齿轮载荷分布特性研究

研究一种高效精确求解行星齿轮系统,在有误差情况下系统的不均载力学特性。应用有限元软件ABAQUS的PYTHON参数化设计语言,对含有5个行星齿轮的新能源汽车行星齿轮减速器,进行齿轮系统基于六面体网格单元的的参数化有限元建模;利用非线性接触分析方法求解减速器系统在有零部件制造和装配误差情况下,分析系统中行星齿轮的载荷分布特性,包括误差大小对不均载的影响,太阳轮输入载荷对不均载的影响。有限元分析结果与参考文献中的试验结果具有完全一致的结论,从而证明了分析方法的正确性。所提供的方法可以方便求解行星齿轮传动系统的不均载系数,对提高行星齿轮设备整机传动性能、寿命及新产品开发具有重要意义。     

冰盖下组合桥墩的局部冲刷特性及水力特性

为研究冰盖对组合桥墩局部冲刷及其周围流场分布的影响,基于动床冲刷试验,在不同覆盖条件下,分析了不同水流条件和桥墩尺寸对组合桥墩局部冲刷的影响,建立了预测明渠水流与冰盖流条件下组合桥墩最大冲刷深度的经验方程,并通过ADV测量了墩前的流场。结果表明:组合桥墩的冲刷模式与串列桥墩相似,最大冲刷深度始终出现在墩正前方;经验方程中来流水深、来流流速、桥墩尺寸、冰盖糙率均与最大冲刷深度呈正相关关系;在粗糙冰冰盖流条件下,墩前的垂向流速最大,导致其最大冲刷深度总是大于同等条件下的明渠水流和光滑冰盖流。     

双模随机晶体场对混合自旋1/2和自旋1纳米管上相变的影响

本文利用有效场理论研究了自旋1/2和自旋1混合Blume-Capel模型在具有双模随机晶体场的圆柱形Ising纳米管上的磁化和相变. 通过数值计算,我们得到了随温度和随机晶体场参数变化的相图和磁化强度. 结果表明: (1) 改变晶体场的概率和比例,双模随机晶体场可以描述不同掺杂原子对自旋的作用;(2) 对于一定的概率值、负或正的晶体场和晶体场的比例值都存在临界点;(3) 系统显示多种相变温度,一阶相变和二阶相变.     

等离子体窗密封性能实验研究

等离子体窗具有高真空密封性和良好的束流通过性,在电子束焊接、加速器等领域有很大的应用前景. 针对传统等离子体窗应用孔径小的问题,本文在优化的三阴极源基础上研究了通道直径为7 mm和8 mm等离子体窗的密封特性,以及Ar、He、H2三种等离子窗压降系数随输入电流和气流量的变化关系. 结果显示,在输入电流120~210 A、气流量1000~5000 sccm范围内,Ar等离子体窗的压降系数随输入电流、气流量的增加呈先上升后下降的变化趋势,He、H2等离子体窗的压降系数随输入电流的增加逐渐上升,但随着气流量的增加,He等离子体窗的压降系数先上升后下降,H2等离子体窗的压降系数逐渐下降. 本实验获得的等离子体窗最大压降系数为2550,可隔绝的最大高压为1 atm,与已报道文献相比具备较好的竞争优势,展现了良好的密封性,在未来加速器等领域有很大的应用潜力.