基于能量守恒原理的跨活动断层隧道抗错断设计方法研究

强震区跨活动断层隧道科学设计与合理设防是一个难点,为此基于能量守恒原理,对断层错动作用下隧道的抗错断设计方法进行研究。通过对隧道破坏过程的能量分析,获得隧道结构的可释放应变能理论公式;提出跨活动断层隧道的抗错断设计思路,并建立设计方法;经实例应用并结合数值仿真验算,运用设计方法所得隧道结构的最小安全系数较规范值大18.5%,这说明所建立的设计方法可用于跨活动断层隧道的抗错断设防设计,并偏于保守。研究成果可为高烈度艰险山区跨活动断层隧道抗错断性能的提升提供参考。

能量守恒原理在Ⅴ级围岩隧道衬砌设计中的应用研究

在围岩-衬砌这个封闭系统中,隧道的开挖和支护过程伴随着能量的传递和转化,不考虑热能散失并将围岩视为弹性体,则围岩势能的释放即为衬砌结构弹性应变能的增加。刘红燕等[1-2]利用该能量守恒原理对Ⅲ级围岩单线铁路隧道进行了衬砌厚度的计算,在此研究成果的基础上进一步研究了能量守恒原理对于Ⅴ级围岩衬砌设计的适用情况。针对Ⅴ级围岩建立FLAC3D模型动态模拟隧道的开挖过程,利用matlab语言编写弹性应变能密度函数从而得到实体模型各单元的弹性应变能,最后得到特定范围内围岩势能随掘进深度的变化曲线。由此围岩势能变化曲线可得出隧道开挖后围岩的势能释放值。此外,通过进行钢纤维混凝土(SFRC)构件的韧性试验,确定SFRC三分梁破坏与SFRC衬砌破坏时的能量消耗关系。据此建立能量方程并可得出SFRC衬砌的理论厚度,经检算,设计厚度满足安全性要求。结果表明,能量守恒原理的隧道衬砌设计方法不再受Ⅱ、Ⅲ级围岩小断面情形的限制,它同样适用于V级围岩大断面隧道的衬砌设计。

《势力不灭论》与能量守恒原理在中国的传播

目的通过研究《势力不灭论》(1900年)探讨能量守恒原理、热力学第二定律等物理学知识最初在中国的传播情况。方法采用科学史研究的文献分析和比较的方法。结果该书是最早将能量守恒原理和热力学第二定律等宏观理论物理学知识介绍到中国的科学译著,其底本是德国大科学家赫耳姆霍兹的名著《通俗科学讲义》英译本中的一节。其中涉及第一类永动机、能的度量、能量的转换、宇宙热寂说、天体演化等许多科学问题。结论该书是最早由中国人独立从西文直接翻译的科学著作之一,译文的科学概念把握准确,名词术语处理得当,无论在中国近代物理学史上,还是科技翻译史上均应占有一席之地。

工业生产中的能量守恒原理

世界范围的能源危机迫使人们着重于把能量守恒作为节能的直接方式。为了理解能量守恒概念，就应懂得一些节能的基本原理，这些原理包括能量平衡、热力学分析等常识。

用能量守恒原理求解V带传动的松紧边拉力

一、带传动的应用与发展 目前,带传动已进入了一个新的历史时期,应用极为广泛。由于形状,材质的变化,其允许速度已不是过去的5—30M/S,而是0.003M/S～200M/S;传递功率可高达5千马力;传动效率可达98％;寿命可达2万小时。它工作平稳,结构简单是机械传动中不可缺少的重要方式之一,并有逐渐代替传统的链式齿轮传动的趋势。例如,一台1600马力的泥浆泵,可用一组由8根V带组成的联组带,带宽仅有238MM来代替原宽288MM的多排滚子链。

能量守恒原理及其在解中学物理计算题时的应用

方程W外=(EK2-EK1)+(EP2-EP1)++W阻,即为能量守恒原理的数学表达式。这就是说,由外界所供给的能量W外,等于动能的变量EK2-EK1、势能的变量EP2-EP1和克服阻力而变为热的能最W阻之代数和。

基于能量守恒原理的公路线形安全性评价

为了评价平纵线形对山区高等级公路安全性的影响,根据能量守恒原理,分析了汽车在下坡路段行驶过程中,纵坡坡度、纵坡坡长及平曲线半径对汽车制动系统温度升高的影响。以某山区高速公路下坡路段为例,研究了公路线形与事故发生率的关系。分析结果表明:汽车稳定车速行驶的临界坡度会随传动比和车速的升高而增大;公路的安全性会随平均纵坡坡度和坡长乘积的增加而降低;较小的平曲线半径将有利于提高汽车发动机辅助制动的效能,有利于公路安全性的提高;较大的平曲线半径方差将会增加汽车行车制动器的使用频率,降低公路的安全性。

能量守恒原理的发现——谈物理学史上一次伟大的综合

物理学史表明,追求物理世界图景的统一是物理学最根本的目标。能量守恒原理的发现,无疑为走向这一目标迈进了一大步。这一原理的发现实现了物理学史上第二次伟大的综合。(第一次是牛顿完成的)能量这一“伟大的历史概念”将力学、热学、电学、磁学、光学等学科第一次联系在一起,使物理学成为更加统一的学科。为人类认识自然界提供了科学依据。

基于能量守恒修正的混凝土损伤本构模型

为了改进传统的混凝土损伤本构模型,采用TAW-2000试验系统对养护3 d和28 d的混凝土试样进行了三轴力学特性试验,并通过混凝土加载过程中的能量计算方法,确定了混凝土变形过程中的总能量、弹性能和耗散能,根据能量守恒原理建立了可描述混凝土应力-应变关系的修正本构模型。通过模型曲线的对比验证了所建立本构模型的合理性和优越性,并明确了模型参数的物理意义。结果表明:以往本构模型曲线在混凝土应力-应变曲线峰后阶段具有较大的偏离度,而修正的本构模型曲线在应力-应变曲线峰后段的吻合度要更优。模型参数γ可较好地反映混凝土的脆性和延性特征,模型参数n可较好地反映混凝土的强度特征。

科学史上的一次伟大发现——简述能量转化与守恒定律的发现过程

追求物质世界图景的统一是物理学最根本的目标。能量守恒与转化定律发现,无疑为走向这一目标迈进了一大步,这一原理的发现是物理学史上的一次伟大的综合,它将力学、热学、电学、磁学、光学等学科,第一次联系在一起,使物理学成为更回统一的学科,为人类认识自然提供了科学的依据。

爆炸荷载作用下弹性梁的能量解析法分析

爆炸荷载作用下结构的分析分为两类:波动理论和振动理论。因为爆炸荷载持续时间非常短暂,并且应力波在结构构件中的传播非常迅速,所以爆炸荷载作用下结构构件的反应主要以整体振动为主。根据爆炸荷载持续时间与结构构件特征周期的比例关系,结构构件在爆炸荷载作用下的反应可以分为脉冲荷载区、准静态荷载区和动态荷载区。本文作者根据能量守恒基本原理,推导了弹性简支梁在爆炸荷载作用下的基本计算公式,重点研究了动态荷载区弹性简支梁的反应特征,并提出了荷载时间系数的概念。通过大量的有限元分析,得到了弹性简支梁荷载时间系数在不同荷载区的计算公式,为弹性简支梁的抗爆分析提供了理论依据。

基于能量理论的地震主动土压力计算方法研究

常用的计算地震土压力的方法是物部—冈部法,不能考虑粘聚力的影响。为了解决物部—冈部法的不足,按照能量守恒原理推导了地震土压力公式,以算例作了对比分析,并进行了验证。

运用平衡原理方法建立数学模型

本文提出了建立数学模型的平衡原理方法,并从宏观和微观两种角度讨论了其应用。

五法巧判机械能守恒

机械能守恒定律是高中物理中功能关系的两条重要原理之一,能否正确地理解其内涵和熟练运用对后继学习各类功能关系,特别是对能量守恒定律的理解有着极其重要的影响.而要学会运用该原理的先决条件是要学会判断研究对象机械能是否守恒.笔者就该问题进行归类分析,以期能对同学们的学习有所帮助.1做功的角度从＂做功的角度＂判断机械能守恒是常用的方法之一,其依据是：过程中仅重力对所研究的对象做功.

型煤模型冲击失稳破坏中能量释放分析

为定量计算冲击地压发生时伴随的能量释放量,本文设计了型煤模型单轴压缩实验,采用高速摄影仪实测了煤柱压溃时抛射体的弹射速度,计算获得煤柱破坏时的能量释放情况;对模型破坏前后能量变化进行了有限元计算,考虑一定比例的能量耗散后,基于能量守恒原理,得到煤柱破坏时碎块弹射速度的理论统一值,实测结果与理论值基本接近;证明了模型实验中破坏煤块的弹射速度与实际采场煤柱破坏时碎块弹射速度相同。

宇宙能量正在流失

遥远的星系正随着宇宙膨胀而远离我们，它们的光会发生红移，能量因而降低。 这似乎违反能量守恒原理，但它其实并未抵触已知的物理定律。 个别光子的能量是守恒的，而一般发生于星系内的现象也遵守能量守恒定律。

水流运动的能量方程在机井配套中的应用

本文通过解放军陆军第三医院深机井配套实例,阐述了水流运动的能量方程在机井涌水量、下泵深度校核及水泵扬程中的计算方法,这对水利工程中广泛应用能量守恒原理具有重要的实践意义。

“小禹”助力春灌用水精准计量

四月春风暖,春耕生产忙。在河南省引沁大型灌区,小禹明渠流量计正为春灌用水精准计量、保障粮食稳产保供发挥重要作用。小禹明渠流量计由黄河勘测规划设计研究院有限公司研发。该公司长期致力于流量监测方法、设备的研发与应用,创新提出基于能量守恒原理的输水明渠三断面测流方法,从而研发出小禹系列产品。该系列产品消除了明渠测流受到水流杂质、漂浮物、水流状态、灌区工况、风速光照等影响而产生的系统性误差,解决了传统测流设备在遭遇水流顶托、极低流速情况下失效的难题.

三相四线制系统瞬时功率理论的比较研究

为深入分析应用于三相四线制系统的3种瞬时功率理论,由3种瞬时功率的定义出发,利用自由度观点和能量守恒原理,分析了各种瞬时功率理论的各自特点,并利用仿真软件MATLABLE建立了三相四线制带不对称负荷的仿真模型,对比了3种瞬时功率理论的分析结论。结果表明:传统瞬时功率理论在全局补偿中有优势;改进瞬时功率理论较适用于对各种谐波分量进行精细补偿的场合;p-q-r坐标系的瞬时功率理论具有能量守恒和无功功率相互独立的特点,适用于独立无功补偿场合。

离心机风阻功率及启动过程分析

目的研究离心机的风阻功率和启动过程。方法针对圆柱形机室内运行的离心机,分析机室内空气承受的悬臂力矩和摩擦力矩,基于动量矩定理和流场的线性分布假设推导随流比方程,给出随流比的显式表达式,继而导出离心机风阻功率的计算公式。结果针对恒扭矩启动条件,得到了离心机角速度和风阻功率随时间变化的函数关系;基于能量守恒原理,得到了机室内的空气温升。结论基于离心机的设计参数,给出了角速度和风阻功率的时间变化曲线。通过该项目的研究,为离心机的工程设计提供了理论依据。