基于降雨入渗试验的黄土边坡稳定性研究

降雨入渗是黄土地区边坡失稳破坏的最主要诱发因素,选取陕西关中地区典型黄土边坡为研究对象进行人工降雨试验,分析了黄土边坡降雨入渗规律及边坡破坏机理,并采用有限元软件对降雨入渗作用下孔隙水压力、最大剪应力以及稳定性进行了数值模拟.试验结果表明,边坡土体的渗透系数与孔隙水压力呈指数函数关系,边坡土体的含水率与孔隙水压力呈移动平均函数关系,坡体垂直入渗深度比水平入渗深度要高,且入渗速率也存在差异.同时,边坡稳定性数值分析表明,随着降雨历时增长,坡体安全系数逐渐降低直至发生失稳.     

力学性能对矿柱体系破坏影响的三维数值分析

在深部高应力等复杂地质条件下开采时,由多个矿柱构成的矿柱体系的稳定性对矿山安全生产至关重要.利用RFPA^3D-Parallel程序,研究了单轴抗压强度对串行和并行矿柱体系破裂过程的影响.结果表明,串行矿柱中强度较弱部分的失稳决定整个体系的稳定,对该段加固和监测有助于体系的稳定性控制;对并行布设的矿柱体系,其压力传递与柱的抗压强度密切相关,较弱柱先破坏,应力依次向强度较高的柱转移,直到矿柱系统失稳;可将声发射数的多峰现象或声发射累积增长阶梯型弧段作为矿柱体系中弱柱失稳破裂、应力向相邻强柱转移的依据.     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

燃气轮机火焰筒肋化壁面逆流气膜冷却的数值模拟

针对燃气轮机火焰筒肋化壁面逆流气膜冷却的问题,建立了火焰筒内壁面冷却传热的流固耦合数学模型.考虑湍流切应力的传播,近壁利用k-ω模型的鲁棒性,捕捉黏性底层的流动.主流区域利用k-ε模型避免k-ω模型对入口湍流参数过于敏感的劣势.SST k-ω模型是用混合函数将k-ω模型和k-ε模型结合互补所取得的更适合本问题的湍流模型.数值分析结果清晰展示了计算域流体的流场、温度场及火焰筒肋化壁面的温度场分布,并与文献中的实验结果符合良好.     

有机污染场地热强化多相抽提修复的模拟研究

多相抽提(multi-phase extraction, MPE)技术已成为地下有机污染修复领域的研究热点，而数值模型可以对MPE过程中污染物的迁移、转化进行高效精准预测.本研究通过对多孔介质内多相流基本物理概念的描述及迁移规律的推导分析，构建MPE修复数学模型，并对华东地区某有机污染场地MPE修复过程进行模拟概化，再现了修复过程中有机污染物的迁移、转化特征，同时对其进行细致分析，为地下有机污染修复提供理论基础和科学依据.结果表明，MPE过程中污染物在压力驱动下向抽提井方向迁移至饱和带，饱和度锋面存在明显向下收缩的趋势.模拟计算结果与实际监测值有较好的相关性，污染物的总去除率达93%,修复效果较好.此外还设置了不同MPE修复方案，模拟研究温度、抽提井压力对有机污染物去除率的影响，结果表明，有机污染物的去除率随着温度和抽提井压力的升高而升高，低温低压时低渗透层中残留的污染物难以抽出，导致其总去除率降低.     

深基坑开挖对邻近住宅楼的变形影响分析

【目的】深基坑工程中土体的开挖卸荷会导致土体位移变形，可能引起周围建筑物变形，因此有必要对深基坑开挖对邻近宅楼的变形影响进行分析。【方法】本研究以郑州某深基坑工程为例，在采取上部土钉墙、下部桩锚支护的联合支护方式下，使用FLAC3D对基坑的开挖过程进行数值模拟，探究不同工况下基坑开挖对周边土体和邻近建筑物的影响。【结果】研究发现：沉降量随着距基坑边缘距离的增加而减小，最终降低为零；沉降量和围护体的水平位移随着基坑开挖深度的增加而增大；邻近建筑物的沉降随着基坑开挖的加深而增大，随着距基坑边缘距离的增大而减小。【结论】本研究验证了该支护方式的可行性。     

基于FLAC3D桩-锚支护结构参数敏感性分析

该文以锦州石化公司新建柴油罐基坑工程为研究对象，利用大型有限差分软件FLAC3D对影响基坑开挖的桩锚支护结构敏感性参数进行了数值仿真分析，得出了桩锚支护敏感性参数对基坑变形的影响规律，并对重要参数进行了讨论，为今后类似工程提供了参考。     

我心中的科研之道

 读书之法，在循序而渐进，熟读而精思。科研之法，在持之以恒，承先而创新。从研一到研二，我完成了从知识学习到学术科研的转变，对如何做好科研也有简单体会。正如朱熹的“读书之法”和王国维的“治学三境界”所述，总结归纳是基础，破旧创新是手段，持之以恒是态度，功到自然成。     

基于RSM和FEM的辊锻件长度控制技术

以某钩尾框精密辊锻工艺为研究对象,首次应用响应面法(RSM)和有限元数值模拟法(FEM)对精密辊锻件的长度控制问题进行了研究.首先以满足辊锻件长度和降低轧辊最大扭矩为目标,采用FORGE3有限元软件建立了RSM与FEM相结合的二阶分析模型,研究了轧辊间隙、摩擦因子、轧辊转速和坯料温度对辊锻件的长度和轧辊最大扭矩的显著性和影响规律;其次采用优化后的工艺参数对该辊锻工艺进行了再模拟,提出了辊锻件长度的调试原则,利用该原则和点的反追踪技术对辊锻模具进行了再设计,同时分析了设计、模拟和生产辊锻件的长度和辊锻过程的功率耗散和分布.研究结果表明:应用RSM和FEM可准确有效地掌握精密辊锻件的长度控制技术.