基于强度折减法的圆形顶管井基坑变形及稳定性分析

现行规范中有关圆形顶管井基坑的设计方法主要采用平面弹性支点法,考虑到三维空间下环形基坑支护结构的拱效应和周边土体的土拱效应,平面计算结果较实际偏于保守。为此,基于强度折减法,通过建立圆形顶管井基坑的二维、三维有限元计算模型,得到了基坑安全系数和变形量,并将计算结果与规范方法进行了比较分析。分析表明:在深径比h/r>0.9时,坑底土主要产生隆起变形;当深径比h/r小于0.9并逐渐减小后,坑底出现圆弧滑动面,土体破坏呈整体滑移模式;在三维模型下,围护结构的拱效应阻隔了坑边超载对圆弧滑动面分布的影响,周边土体的土拱效应减小了地表沉降量和围护结构变形量;基于强度折减法的基坑安全系数是规范方法中坑底抗隆起安全系数的2~3倍。

Hydraulic calculation of gravity transportation pipeline system for backfill slurry

Taking cemented coal gangue pipeline transportation system in Suncun Coal Mine, Xinwen Mining Group, Shandong Province, China, as an example, the hydraulic calculation approaches and process about gravity pipeline transportation of backfill slurry were investigated. The results show that the backfill capability of the backfill system should be higher than 74.4 m3/h according to the mining production and backfill times in the mine; the minimum velocity (critical velocity) and practical working velocity of the backfill slurry are 1.44 and 3.82 m/s, respectively. Various formulae give the maximum ratio of total length to vertical height of pipeline (L/H ratio) of the backfill system of 5.4, and then the reliability and capability of the system can be evaluated.

考虑剪跨比及截桩填芯影响的PHC管桩抗剪承载力试验研究

多次震后调查表明,预应力混凝土管桩在地震作用下可发生受剪破坏。针对管桩抗剪问题,基于现行管桩图集中标准PHC管桩设计制作24个管桩试件,进行多种剪跨比下的PHC管桩抗剪承载力试验。基于试验结果,经综合考虑剪跨比、箍筋分布、纵筋配筋率、混凝土有效预压应力、混凝土强度等影响因素,提出考虑剪跨比影响的PHC管桩抗剪承载力建议公式,公式计算值与试验值吻合较好,离散性较小。同时,考虑到目前工程上截桩现象十分普遍,特针对工程上截桩及截桩后填芯的情况进行试验研究,就截桩及填芯对管桩抗剪承载力的影响进行分析,并给出计算建议,为工程建设提供参考。

基于FLOW-3D软件的深井膏体管道自流输送性能

基于工程流体力学、统计学、管道自流输送等相关理论,结合金川龙首矿西部充填系统的实际情况,开发运用FLOW-3D软件,对膏体自流输送充填系统不同充填倍线条件下的管道工作特性进行数值模拟与分析。研究结果表明:随着充填倍线(N)的增加,充填系统管道进口、出口压力不断减少,而整个系统的总压力基本保持不变;当N<3.0时料浆出口剩余压力过大,N≥3.5时管道压力损失过大;当N>3.5时充填系统的流速比较接近膏体的临界流速;在稳定状态下,随着膏体流速的减慢,管道弯管连接处的局部压力损失逐步减小,而当N>3.0且流速继续减小时,压力损失却随之增加。因此,综合考虑各充填倍线在流速、压力损失、流量以及弯管处压力损失,以低成本、高效率为原则,最终确定西部膏体自流充填系统满管流状态下的最优充填倍线N=3.0。

平行流蒸发器制冷剂流量分配特性

采用标准k-ε模型和Eulerian模型对平行流蒸发器集管内两相制冷剂分配特性进行模拟,发现在集管加入分流管后,制冷剂流量分配不均匀性得到明显改善.在此基础上,分别对扁管插入集管的深度、分流管开孔率对流量分配的影响情况展开分析.发现当扁管伸入集管深度大约在分流管下方1/2时流量分配均匀性最好;对比不同开孔率时的流量分配情况,发现随着开孔率的增大流量分配均匀性先变差后变好,之后随着开孔率进一步增大,流量分配均匀性又变差.分流管在小开孔率下,需要注意与制冷系统中节流阀的匹配.

微沟槽热管充液旋压成形实验研究

对微沟槽热管充液旋压成形工艺进行了研究,通过试验对影响充液旋压成形加工的三种关键性因素进行了研究与分析。结果表明,在影响充液旋压加工沟槽式热管的三种因素中,旋压当量直径和刀具与滚珠间相对位置主要影响热管内微沟槽形状和尺寸大小,如槽深、槽宽和深宽比;刀具与滚珠间相对位置和拉伸速度影响充液旋压加工过程中铜管是否被拉断;拉伸速度对热管表面粗糙度影响很大。

表面自然腐蚀后带缺陷管钢的力学性能研究

针对腐蚀对管道钢的力学性能的影响问题,对不同腐蚀程度的管道钢进行拉伸试验,研究不同腐蚀程度的管道钢其力学性能与腐蚀损失度之间的关系。并基于试验结果建立数值分析模型,分析腐蚀坑处应力状态。轴向拉力作用下,带腐蚀缺陷管道钢的断裂位置发生在深宽比最大的腐蚀坑处;表面腐蚀缺陷管钢的屈服强度、弹性模量与腐蚀损失度相关度较低,而屈服荷载和等效弹性模量随着腐蚀程度的增加而明显降低;腐蚀坑的最大深宽比是影响管钢腐蚀坑处的应力集中系数的主要因素。研究结果可为在役管线力学性能进行评估预测,对预防管道泄漏及生命周期提供分析依据。

不同因素对沿程汇流多孔流体分布管压力分布的影响

为了研究不同因素(水深、开孔比、长径比等)对沿程汇流多孔流体分布管压力分布的影响,采用流体力学基本原理,从理论角度分析论证了不同因素对压力分布的影响,提出了压力分布综合表达式。通过室内模型试验结果分析并验证综合表达式,结果表明:压力随水深、开孔比的增加而增加。当开孔比相对较大时,压力分布的均匀性将会降低;压力随长径比的增加而增加,但增加值相对较小。多孔流体分布管在汇流过程中,管长前1/3段压力变化值较小,后段较为显著。在这些影响因素中,长径比对压力分布的影响最小,但是长管压力分布的均匀性比短管好。压力分布综合表达式经试验验证拟合效果较好,可以为多孔流体分布管的设计和应用提供参考。

关于污水管网淤积的技术研究

对某城市污水管网建立SWMM模型进行水力模拟,并对其运行后得到的流速、充满度等数据进行综合分析。研究表明,流速慢且充满度大的管段更容易产生淤积且较为严重。据此找出研究区域内容易发生淤积及淤积严重的管段,并确定管网的淤积风险级别。通过对找出的易发生淤积及淤积严重管段进行校核,验证了分析结果的正确性。通过建立模型并分析流量及充满度,可有效预测排水管网的易发生淤积及淤积严重管段。

西北油田钻杆腐蚀疲劳敏感性模拟研究

为明确西北油田钻杆在服役中的腐蚀疲劳风险,主要通过模拟钻杆服役工况的旋转弯曲腐蚀疲劳试验,并结合有限元软件模拟,研究了当钻杆表面存在不同缺陷深度时,钻杆的腐蚀疲劳敏感性的规律。结果表明:在模拟实际钻杆服役工况条件下,当钻杆试样存在腐蚀缺陷深度为0.2 mm、孔径为1 mm的腐蚀圆孔时,钻杆发生腐蚀疲劳风险已显著增加;当只考虑钻杆弯曲载荷对钻杆在实际工况条件下腐蚀疲劳的影响,如钻杆表面缺陷为内部平滑、均匀过渡的椭球型缺陷,对于31/2钻杆,当钻杆表面缺陷对应的应力集中系数为1.36时,钻杆在实际工况条件下腐蚀疲劳寿命会大幅度降低,对应的深径比为0.17~0.18。

空调冷凝水系统设计

空调冷凝水系统是空调系统的重要组成部分,但往往被忽视,对管径的选取通常也是凭经验估算。简要介绍了空调冷凝水系统的设计,着重讨论了空调冷凝水横管的水力计算。通过对最小坡度0.003时热镀锌钢管的经验估算值与理论计算值的比照,选取适当的设计充满度,使理论计算值与经验估算值相接近。针对热镀锌钢管和塑料管,计算出不同坡度时各管径的排水能力。最后简要介绍了几种空调冷凝水的回收利用技术。

直缝埋弧焊管焊缝内部横向裂纹产生原因分析

为了解决直缝埋弧焊管焊缝内部产生横向裂纹的问题,通过对焊缝拉伸性能的检测、焊缝化学成分以及焊缝形貌的分析,找出了引起焊缝内部横向裂纹的主要原因是焊缝中Nb含量偏高、焊缝延伸率低、屈强比大和焊缝宽深比小。提出了改进措施:当焊缝中Nb的含量偏高时,可通过减少母材熔合比进行调整;当焊缝金属延伸率偏低、屈强比偏高时,可换用合金含量较少的焊丝进行调整;适当调整焊接参数,加大焊缝宽深比。

管廊钢桁架的设计

钢桁架是一种比较常用的结构形式。在化工项目中,大跨度管廊、大跨度屋面、输煤栈桥等均采用钢桁架结构形式。论文结合工程实际,分别对比剖分T形钢、H形钢和传统的双角钢桁架在工程性能中的优缺点,并分析桁架因高度不同而内力变化的优化设计。

基于Fluent的分级尾砂料浆满管流输送技术

针对某矿山分级尾砂充填料浆自由下落对管道产生严重磨损的现状,引入分级尾砂料浆满管流输送技术。基于Fluent软件,并结合运用工程流体力学和深井管道输送相关理论,对不同充填倍线条件下的分级尾砂料浆满管流输送的工作特性进行了数值分析。结果表明,满管流输送相对于自由下落系统可以大大降低料浆对管道的冲击磨损和管道所受的压力,且分级尾砂满管流输送系统的管道出口压力随充填倍线的增大而减小,系统总压力基本保持不变;管径的变化对充填料浆的水力坡度具有很大影响,变径管措施有助于深井充填中实现满管流输送;当充填倍线N=6.0时,该矿山分级尾砂在实现满管流输送的同时,弯管处压力损失达到最小值0.247 MPa。

公路用玻璃钢夹砂管道径厚比优化

为解决公路用玻璃钢夹砂管管壁厚度设计缺乏标准与依据的问题,通过对玻璃钢夹砂管道试样进行压缩性能试验、拉伸性能试验获得不同管壁厚度的基本力学参数;结合在役玻璃钢夹砂管道的现场静载试验,得到在车辆荷载作用下玻璃钢夹砂管的变形规律,采用ABAQUS软件建立玻璃钢夹砂管道在车辆荷载作用下的数值分析模型,以路面基层材料劈裂强度值及管道最大允许变形量为控制指标,研究不同管道内径、不同管道埋深8种工况下玻璃钢夹砂管道的径厚比的最优取值。研究结果表明:管道的最优径厚比与管道内径及管道覆土深度有关,当管道内径为1.0m,管道覆土深度分别为1、1.5、2m时,管道的最优管壁厚度范围分别为20~25、25~30、32~37mm,最优径厚比范围分别为40~50、33~40、27~31;当管道内径为1.5 m,管道覆土深度分别为1、1.5、2m时,管道的最优管壁厚度范围分别为28~33、32~37、35~40mm,最优径厚比范围分别为45~53、40~46、37~42;当管道内径为2.0m,管道覆土深度分别为1.5、2m时,管道的最优管壁厚度范围分别为35~40、40~45mm,最优径厚比范围分别为50~57、37~44。在保证道路整体结构以及管涵自身结构安全的前提下,可根据管道内径以及管道覆土深度选择最经济的管壁厚度,从而节省管道原材料成本,减小玻璃钢夹砂管涵洞工程的造价。