超细铁尾矿气泡混合轻质土优化设计研究

目的:为了实现超细铁尾矿在气泡混合轻质土中的高效利用,以最优力学性能为目标,进行了配合比优化设计。方法:基于BBD响应面曲面法,以尾矿掺量15%~30%、泡沫掺量4%~6%、水料比0.4~0.6为变量,以7 d和28 d抗压强度为响应值,设计了17组配合比,并分析了组成因素间的相互作用对抗压强度的影响程度。结果:泡沫掺量对超细铁尾矿气泡混合轻质土抗压强度影响最为显著,其次是水料比和尾矿掺量;从两因素交互作用上看,尾矿掺量和泡沫掺量交互作用对抗压强度影响最为显著;通过对回归模型的极值求解,当尾矿掺量为34.19%、泡沫掺量为4.34%、水料比为0.45时,超细铁尾矿气泡混合轻质土具有最优的力学性能。结论:经优化设计后的超细铁尾矿气泡混合轻质土可满足填筑工程技术要求。

洞式溢洪道与自然冲沟组合的泄洪消能结构设计优化研究

通过水力学计算和水工模型试验,研究了竹寿水库扩建工程侧堰洞式溢洪道与自然冲沟内设台阶的泄洪消能结构水力特性。研究发现:泄大流量时,洞式溢洪道侧堰泄流能力略小于理论计算值,理论计算拟定的消力池结构尺寸较合理,冲沟内消能台阶转弯段的反超坡度需大于设计初拟值,优化调整后的洞式溢洪道与消能台阶组合泄洪消能结构对流态的控制较好。

基于三维有限元法的既有沉降下水电站厂房结构安全性评估研究

水电站长期运行过程中,周围工作环境改变引起的地基不均匀沉降对水电站结构的安全造成了很大影响。以某水电站工程为例,利用Midas/GTS NX软件建立三维有限元模型。首先,结合实际监测数据,采用强制位移法对厂房由于地层塌陷引起的不均匀沉降进行模拟。其次,在该既有沉降的情况下,模拟不同工况水电站厂房结构的应力变化情况,并对危险构件进行安全评估。最后,以不均匀沉降作为预警指标,提出安全监测控制方法。研究结果表明:通过强制位移法修正的三维有限元模型可以满足水电站在不均匀沉降下的安全性评估需求,可为水电站结构安全性分析与监测提供参考。

基于有限元仿真的海缆热效应与截面力学性能研究

海缆作为高压电力的传输构件,运行过程中产生的热量会引起结构温度升高及膨胀。受各层约束作用,海缆将产生较大的热应力与变形,进而引起结构损坏。此外,温度升高会导致海缆内部高分子材料弹性模量降低,导致海缆截面力学性能的改变。因此有必要研究海缆运行过程中因热膨胀引起的应力和变形,分析温度对海缆截面力学性能的影响。本文以某海上风电工程为依托,基于有限元软件ABAQUS建立了海缆-土体整体有限元模型,获得了稳态载流量下的温度场分布;基于温度场结果,采用热力耦合方法计算了海缆的热应力和热变形,并分析了温度作用下海缆截面力学性能的改变。结果表明:海缆运行时最高温度出现在铜导体中,外被层温度最低,以铜导体为中心,沿径向往内侧温度变化梯度较小,往外侧温度变化梯度较大;热应力主要集中在金属结构中,最大变形出现在钢丝铠装层中,当铜导体与光纤位于截面顶部时位移最大,位于底部时位移最小;考虑温度影响后,铜导体与光纤的应力会增大,同时海缆的拉伸与扭转刚度会降低,且逆扭转刚度的降低程度大于顺扭转刚度。

海上升压站用220 kV酯油变压器选型与优化设计研究

天然酯绝缘油和合成酯绝缘油由于具有生态友好、防火性能优异的特点,在变压器行业得到越来越多的应用。目前,国内还没有环保酯类绝缘油应用于海上升压站220 kV电力变压器的先例。本文根据海上升压站特点与要求对变压器酯油类型和绝缘系统类型进行选型研究,以SZ-150000/220型变压器为对象,建立变压器器身结构改进模型进行仿真分析,仿真验证结果表明酯类绝缘油满足220 kV变压器的绝缘和温升要求。本文通过对比分析和仿真计算探讨了酯类绝缘油用于海上升压站220 kV电力变压器的可行性,并提出优化设计方案使设备适应海上运行环境要求,为酯油变压器在海上升压站的应用提供了参考。

城市轨道交通全自动运行车辆段出入段线设计方案比选研究——以绍兴市轨道交通2号线曹娥车辆段为例

城市轨道交通车辆段出入段线设计方案对工程建设投资和运营效率有重大影响。全自动无人驾驶技术在车辆段的逐步应用和推广为出入段线的创新设计提供技术保障。为此,文章以采用全自动无人驾驶技术的绍兴市轨道交通2号线曹娥车辆段为例,在分析车辆段出入段线设计需考虑因素的基础上,提出2套出入段线设计方案,即顺向接轨的常规方案(方案1)和倒装接轨的创新方案(方案2),并对其进行技术经济比选;确定方案2在工程投资、可实施性和土地开发利用方面较方案1具有明显优势之后,对方案2的列车出入段能力进行定量分析,以验证其是否满足运营需要,结果表明,方案2的列车出入段能力为28.7对/h,满足2号线远期高峰28对/h的运营需求。因此,推荐选择方案2作为曹娥车辆段出入段线的最终实施方案。希望能够为类似工程设计提供借鉴和参考。

城市安全风险综合监测预警平台总体设计方案研究

本文研究提出了城市安全风险综合监测预警平台的总体设计方案,旨在加强城市安全风险的监测与预警能力。平台设计围绕“风险”这一关键要素,运用“综合”和“预警”这两个关键方法,聚焦城市生命线、公共安全、生产安全和自然灾害四大领域,构建全方位、多层级的城市安全智能防控体系。平台总体架构包括感知层、设施层、平台层、应用层及安全运维和运行管理体系。平台有助于实现城市安全治理从事后调查处置向事前监测预警,从单一灾种应对,向综合防灾减灾转变,有效防范化解城市各类风险隐患。该设计方案可作为同类平台的参考,但需结合具体情况深化。

设计企业核心竞争力构建与案例研究

企业发展壮大必须拥有自己的核心竞争力,企业转型发展也必须用好自己的核心竞争力,做好核心竞争力转型,或者发掘新的核心竞争力。本文通过调研分析工程设计行业部分转型成功企业的发展模式,研究其核心竞争力发掘、建设、运用的策略和方法,以案例分析的形式对企业核心竞争力模式及成功要素进行了归类总结,以期为设计企业转型发展提供参考。

高层建筑结构设计中的不规则问题与抗震方法研究

城镇化快速发展,使得高层建筑数量增多,高层建筑外观与功能要求也随之增加,因此建筑设计出现不规则结构。大量不规则性的建筑产生,对建筑对施工质量、施工工艺都提出了新的挑战。以某一项目为例,从划分要求以及规划思路着手,描述了不规则结构规划内容,与此同时,围绕抗震水平的增强、级别的提升,分析了抗震处理运用注意事项。通过研究得知,基于健全抗震规划、科学布设抗震支架等,提高了建筑抗震性能。

农田水利工程提升改造优化设计研究

随着我国经济实力的显著增强,我国农业经济也随之获得了飞速的进步。这种进步不仅体现在提升了农产品的产量和质量,还表现在农村地区的综合经济收入增加,从而改善了农民的生活水平。在这一过程中,农田水利工程的作用不容忽视,它直接影响到农业的产出和经济收益,进而对整体的农业经济水平产生重要的影响。因此,对农田水利工程给予足够的重视,并对其进行科学合理的设计与优化,成为提高农业生产效率和促进农业经济发展的关键环节。

库区大水位差高桩框架码头设计特点研究

本文结合西南地区白鹤滩水电站库区某货运码头,对库区大水位差码头设计思路进行了系统分析,为今后开展类似码头工程的设计工作提供了参考。

基于DEMATEL-ISM的水利工程EPC项目价值增值机理研究

采用设计-采购-施工(engineering-procurement-construction,EPC)总承包模式的水利工程项目日益增多,研究其价值增值机理有利于总承包方做好项目的价值管理。从水利工程EPC项目的价值链分析入手,基于文献和专家访谈得到23个价值增值影响因素。采用问卷调查方式得到各因素间的影响程度评分,用决策实验和评估实验(decision-making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)法计算了各因素的中心度和原因度,结合解释结构模型(interpretative structural modeling,ISM)对数据进行分析,将价值增值因素划分为6类,构建了水利工程EPC项目价值增值的递阶模型,探究和揭示了项目价值增值的路径和机理。研究结果对水利工程EPC总承包方制订管理策略有一定启示作用。

大跨度单层柔性光伏支架结构气动阻尼的试验研究

大跨光伏支架结构轻柔,在风荷载作用下易产生显著气动效应。为研究该类结构的气动阻尼特征,对不同风速和张力工况下两种典型倾角(0°和10°)的大跨度柔性光伏支架结构开展气弹风洞试验。基于气弹模型风洞试验结果,分别利用经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)和变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)结合改进的随机减量方法(random decrement technique,RDT)识别得到了柔性光伏支架结构在不同风速风向、组件倾角和拉索预张力下的气动阻尼比。研究结果表明,气动阻尼对风向角的变化较为敏感。当组件倾斜铺设时(10°倾角),大跨光伏结构气动阻尼在180°迎风向时会出现负值。张力增加可能导致高风速下平铺组件的气动阻尼比显著降低。气动阻尼比随风速的增加整体呈减小趋势,低风速下基本为正值,而高风速下可能出现负气动阻尼。不同方法识别出的气动阻尼比结果存在一定的差异,但反映出的气动阻尼的变化特征具有一致性。

砂土中冲刷条件下三筒基础水平承载特性研究

通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、dme的计算方法;采用固定荷载比方法,通过数值模型计算M-H加载条件下三筒基础的破坏包络线,分析冲刷率e和相对筒间距S/D对复合加载特性的影响,提出冲刷条件下三筒基础M-H破坏包络线公式。研究结果表明:冲刷条件下的三筒基础受水平和弯矩作用直至破坏的过程,经历弹性变形—塑性变形—失稳破坏3个阶段;三筒基础的水平极限承载力随冲刷率e的增大而下降,且下降速率逐渐增大,相同长径比的三筒基础的水平极限承载力随相对筒间距的减小而降低;随着冲刷率e的提高,三筒基础的M-H破坏包络线向内移动,随着相对筒间距S/D增大,归一化破坏包络线呈上凸的趋势。

基于Rockfall数值模拟的边坡落石防护网修复加固方案研究

某水电站尾水支洞边坡多次发生落石灾害,原被动防护网已发生局部破损,严重威胁着尾水支洞施工期和运行期的安全,需对原防护网进行修复加固。由于山体陡峭、地貌复杂,人工调查无法确定落石源,采用高精度无人机航摄初步排查出四处可疑危险源区域,利用Rockfall软件进行落石轨迹模拟计算,通过对比分析计算成果与观测到的落石落点位置与威胁区域分布情况,反分析确定了两处落石源。在此基础上,根据落石源的落石运动特征,复核分析了原防护能力不足的原因,发现原防护网的能级和高度不足是导致落石灾害发生的主要原因。通过提高防护网的能级和高度,提出了原位修复和增高加固两种方案。研究结果表明:两种方案均能有效减小落石威胁区域面积、降低落石率、改善运动特征参数。其中增高加固方案的防护效果更加显著,落石被全部拦截,落石弹跳高度和动能的最大值分别降低了69.64%、66.02%。对被动防护网破损部位的修复加固,综合考虑现场实际情况与落石模拟计算成果进行修复方案设计更为科学合理。研究成果可为该工程的落石防护方案提供科学依据,为类似工程设计与落石分析提供参考。

修正磁化模型的多组分铁磁性颗粒运动研究

铁磁性颗粒因具有铁磁性被广泛应用于化工环保、生化工程和能源等各个领域,磁场具有的穿透性质,对于采用铁磁性颗粒的系统,可通过改变磁场控制系统内颗粒的运动状态.文章基于传统的磁化模型,采用相对参考系转换方法,提出了适用范围更广的修正P-E磁化模型,可以计算铁磁性颗粒在任意方向磁场作用下所受磁化力.通过有限体积法(FVM)与离散单元法(DEM)耦合进行数值模拟,验证了修正P-E磁化模型的精确性,并模拟多组分颗粒在磁场中的运动,对比了铁磁性颗粒与惰性颗粒在不同配比及不同磁场条件下的运动特性,对颗粒分布、颗粒速度矢量和颗粒总能量变化3个方面进行分析.结果表明:在多组分颗粒系统中,铁磁性颗粒依旧保持成链特性,但成链速度与长度降低;随着铁磁性颗粒占比提高,铁磁性颗粒初始能量增大,聚链数量与成链长度将有所增加,约束惰性颗粒能力增强;此外,施加水平与竖直方向磁场时,多组分颗粒系统达到稳定速度最快,可以通过增大铁磁性颗粒占比有效提升稳定速度,使系统更快趋于稳定;而施加含有倾角的磁场时,随着铁磁性颗粒占比升高,铁磁性颗粒达到稳定状态需要的时间逐渐降低,较难通过改变铁磁性颗粒占比缩短稳定所需时间.

基于氦气置换的超大型土工离心机缩比模型温控实验研究

为了解决常压下超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)的温控问题,提出以氦气置换机室内空气的温控方法,建立区分不同热源的传热模型,通过降低风阻功率减少源头热量产生.建造CHIEF的缩比模型实验装置(机室直径缩比为1∶20),分别在空气和氦气介质下测定风阻功率和机室内的温度.实验结果表明,氦气置换空气后,风阻功率降低了82.4%,机室内的最高温度从56.4℃降至32.9℃,机室内的最大温差从6.8℃降至4.1℃.传热模型的分析结果表明,气体与机室侧壁面的摩擦产热是造成机室温度升高的主要原因,氦气置换后的原型机机室温度可控制在25.7℃,实现了机室最高温度不超过(40±5)℃的温控目标.

季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型研究

目的研究季冻区OGFC沥青混合料的高温抗车辙能力,建立车辙预估模型,推广OGFC沥青混合料在季冻区的应用。方法采用车辙试验系统进行车辙试验,分析轴载作用次数、试件高度、温度、抗剪强度、冻融循环次数对OGFC沥青混合料车辙深度的影响;基于经验法建立季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型,通过最小二乘法拟合模型参数,对建立的预估模型进行室内试验验证以及有限元对比分析。结果各影响因素与车辙深度呈现幂函数关系,冻融循环作用加速车辙形成,室内试验实测车辙深度与模型预估的车辙深度相对误差为0.11%~9.81%。结论经验法建立的季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型预估精度较高,预估模型误差受试验条件和材料参数影响,其中材料参数影响较明显。

铁路隧道爆破对临近特高压铁塔的振动影响研究

为研究隧道爆破开挖对临近既有特高压铁塔的影响,本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法,对铁塔塔基的振动速度进行研究,并且详细讨论了爆心距与振动速度峰值的关系。通过数据拟合,得出本工程条件下隧道爆破质点的振动传播规律及衰减公式。结果表明:塔基的振动速度峰值随爆源与塔基距离的接近而增大,在爆心距为0 m时出现最大振速;竖直方向的振速普遍高于水平方向的振速;三座铁塔最大轴应力均出现在塔基处,最大轴应力随铁塔高度的增加而逐渐减小。数值模拟结果与现场试验结果相近,研究可为实际工程提供参考依据。

设计牵头的PPP+EPC项目管理研究——以义乌商城大道隧道工程项目为例

设计单位在PPP+EPC项目早期阶段介入,对项目投资、建设、运营各阶段工作有重要影响。以浙江义乌商城大道隧道工程项目为例,分析设计牵头的PPP+EPC项目组织架构、运作流程和参建主体职责,总结设计牵头的PPP+EPC模式的经验做法,以期为相关类型项目的实施提供参考。