冲击荷载作用下地铁隧道盾构管片破坏特性

为了研究冲击荷载下地铁隧道盾构管片的破坏特性,采用轻气炮试验和动力有限元数值模拟相结合的研究方法,对冲击荷载下盾构管片的破坏情况进行分析,通过分析管片单元的应力状态研究了冲击荷载下盾构管片的破坏机理。结果表明:以冲击位置为中心,盾构管片试件表面径向主要受压,环向主要受拉,相同位置压应变大于拉应变;不同速度子弹冲击下,管片正面冲击坑水平方向及竖直方向尺寸相差不大;随着子弹速度的增加,管片正面冲击坑尺寸不断增大,冲击坑的深度不断增加,冲击坑等效直径增长随子弹冲击速度增加呈“三段式”;沿着子弹冲击方向,盾构管片试件单元应力状态从三向受压变化到三向受拉,盾构管片冲击正面混凝土受压破碎,盾构管片冲击背面发生受拉破坏。研究结果可为管片抗冲击设计提供一定的理论基础。

脉冲风洞中进气道起动过程试验研究

在马赫8炮风洞中开展了不同初始真空压力条件下风洞喷管启动过程对侧压进气道启动的影响研究。通过调节进气道几何收缩比和风洞运行的初始真空压力,完成了收缩比分别为2,4.25,5.56,初始真空压力变化范围为60 Pa^3 kPa的多种工况测压、纹影实验。实验数据表明,当收缩比较小时,即使初始真空压力很高,甚至严重影响了风洞的有效运行时间,进气道也能够启动;当进气道收缩比较大时,炮风洞喷管启动过程会影响进气道启动,即进气道是否启动受风洞初始真空压力变化而十分敏感。

体-翼干扰区热环境特性分析及预测

高速飞行器的体—翼干扰区热流精确预测对于飞行器生存能力与战术性能的提高具有重要的意义,是高性能飞行器设计水平的一个重要标志。由于体—翼干扰区流场的复杂性,目前尚无满足工程设计要求的热环境预测方法,在分析体—翼流场特性的基础上应用文献[1]的压力—热流关系式,提出体—翼干扰区的热流预测方法,即压力由N-S数值解给出,热流应用压力—热流关系式得到,炮风洞的实验结果验证了本文预测方法的可靠性。

动态负压射孔形成的射孔孔道内涌流机理研究

动态负压射孔可完全清理射孔孔道内压实带,但对清理的射孔孔道内压实带岩屑的介质难以有正确认识。对安装与未安装封隔器的动态负压射孔进行现场测试,分别得到动态压力曲线,研究二者动态负压变化特征。结果表明,安装封隔器的动态负压射孔中,动态压力负压值持续时间长,金属射流侵彻油气储层形成的孔眼中,其介质是金属射流侵入岩石产生的高压气体;射孔孔道内携带碎屑及压实带岩屑进入到井筒中的涌流发生在井筒压力下降阶段。该研究可优化动态压力最小值,避免因动态压力差大导致井筒损坏。

脉冲电子束荧光技术测量稀薄流场速度研究

脉冲电子束荧光测速技术是一种直接测量稀薄流场速度的非接触手段,以Φ0.3 m高超声速低密度风洞Ma=12型面喷管为对象,在总压2 MPa、总温650 K的状态下,测量了喷管出口150 mm截面的径向速度分布,各点的7次测量结果表明重复性偏差约为10%,最大相对不确定度为4%,中心位置的速度与Pitot管测压技术、Rayleigh散射测速技术、N-S/DSMC数值模拟获得的速度相比较,偏差为1%,表明脉冲电子束荧光技术获得流场速度的方法是可靠的.

等熵轻质活塞风洞的特性分析

阐述了忽略活塞质量时等熵轻质活塞风洞的工作机理及其特征,并与激波风洞、炮风洞和罗德维奇风洞等暂冲式风洞进行了比较,从而为不同情况下选择不同类型的风洞提供了 依据.

新型高超音速静压探针的设计和实验

参考了近40年来国外有关超音速和高超音速静压探针的研究成果,设计了多种并发展了二种高超音速静压探针。它们可精确地用于持续工作流场仅为30ms的流场静压测量。实测静压与自由流静压比p_(s,m)/p_(s,∞)=1.009;马赫数比M_(∞m)/M_(∞,)=0.993。实验在加拿大多伦多大学宇航研究院的高超音速炮风洞里完成。炮风洞喷管出口气流特性是:(空气)自由流总压比_(t,∞)=25.5MPa,总温T_(t,∞)=1000K;马赫数M_∞=8.30;自由流静压p_(s,∞)=2.13kPa;雷诺数R_e=3.2×10~7。以探针直径D为基准的R_(e,D)=34,000～52,800。这种探针己被用于“管内高超音速流场发展实验研究”中了。

中天山隧道深钻孔及孔内综合测试研究

总结了中天山隧道深钻孔的布置原则,深钻孔解决的主要地质问题;详细介绍了孔内综合测试的实施技术要求及达到效果,并提出了几点认识和体会。

隧道防水板磁焊枪无钉铺设施工工艺研究

为确保隧道二衬防水板施工质量,以免运营期出现渗漏水问题,采用磁焊枪无钉铺设施工工艺,对隧道防水板的单点焊接平均时间和单点锚固合格率进行研究。结果表明:1)铺设前对初支面进行处理是解决单点锚固合格率低的有效措施;2)焊接设备的选型、参数的设定有利于提高工作效率,相比传统的连接工艺,单个锚固点可节省1.5 s;3)防水板无钉铺设实现无损高强度焊接,提升了防水板的焊接质量。

坚硬岩层巷道快速掘进技术研究

某矿21采区轨道运输巷在砂岩层中掘进,使用炮掘方式,巷道掘进过程中受到巷道断面大、炮眼数量多以及炮眼施工效率低等因素限制,掘进速度较慢,从而在一定程度上制约采区布置。基于此,提出将矿用液压钻车代替YT-28凿岩机施工炮眼。现场应用后,炮眼耗时1.6h即可完成施工,施工效率较YT-28凿岩机提升60%以上;轨道运输巷掘进进尺可稳定在105 m/月,掘进速度提升48.3%以上,实现了岩巷快速掘进。

引射器超声速全域化与诱导式喷砂枪

针对普通喷砂枪“能量利用率较低,喷砂效率特低”的现状,引入了引射式暂冲型风洞扩压喷气嘴的多孔结构和Laval喷管完全膨胀状态设计理念,设计了风洞式喷砂枪。多孔结构缩短了混合距离,是缩小版的风洞扩压喷气嘴,喷砂管之内大部分区域是超声速气流,因而提高了引射效率。进一步地,由于风洞式喷砂枪内部仍残存有亚声速区域,喷砂效率仍未达到压入式喷砂机的水平应与此问题有一定关联性。在风洞喷砂技术的基础上设计了诱导式喷砂枪,以压力诱导方式在喷砂管内部气流全部实现了超声速(超声速气流全域化),为砂粒加速创造更加有利的条件;力图打造一款喷砂效率效果赶超压入式喷砂机,且仍然轻便适用的喷砂枪。本文通过CFD数值模拟喷砂枪内部的流体参数分布说明诱导式喷砂枪改造的新颖性和合理性。

老挝南欧江六级电站放空洞竖井吊炮法开挖支护施工技术

老挝南欧江六级电站放空洞竖井深65m,由于地质条件很差,且右侧闸室段边坡已开挖完成,边坡离竖井开挖边线最短距离仅有3m左右,如果开挖方法不当或支护不及时,很容易造成塌方事故。本文主要介绍了吊炮法开挖导井及竖井开挖支护施工技术及破碎锤开挖方法。该施工工艺简单,成本低廉,安全可靠,推广性很强,值得类似施工条件借鉴。

高超声速与超声速喷流的数值计算和实验研究

喷流干扰的研究对航天飞机、载人飞船和机动弹头的控制系统,对多级火箭的级间分离和对超声速冲压发动机燃烧室的研究等均有重要作用,将对战略战术导弹与航天飞行器的研制产生重大影响。喷流干扰流场中存在着激波、粘性剪切层、分离旋涡、湍流和化学非平衡流等,某些机理至今尚不清楚,因此喷流干扰流场的研究有明确的工程背景和重要的学术意义。从研究手段来说,国外自6O年代起就进行了喷流干扰与撞击流场的实验,以后还进行了系统的地面实验与部分飞行试验。但是地面实验设备要求高、投资大,模拟技术和某些相似准则尚存在问题,而飞行试验费用昂贵。随着计算机软、硬件和计算方法的飞快发展,用计算流体动力学(CFD)手段,配合必要的实验验证来分析与研究喷流干扰流场及其他空气动力学问题,是一个需要进一步重视和加强的发展方向。