【摘 要】
：
硬质黏土的挖掘存在效率低的问题,需要研究该种土质的切削机理.利用数值模拟技术,建立刀齿切削硬质黏土的三维分析模型.土体的本构模型采用非线性弹塑性模型,应用单元损伤失效准则模拟硬质黏土的切屑,并基于显式积分算法实现了硬质黏土全物理过程的数值仿真,分析不同时刻的土体变形状态,得到刀齿的切削荷载.结果表明,对于所选定的硬质黏土参数,切削厚度分别为50、100和150 mm时,数值模拟与切削试验的误差分别为27％、9％和5％.考虑到土体的不均匀性,建议用数值模拟结果的切削力峰值表达切削荷载.
【机 构】
：
中交天津航道局有限公司,天津300461;天津市疏浚工程技术企业重点实验室,天津300457;中交天津航道局有限公司,天津300461
论文部分内容阅读
硬质黏土的挖掘存在效率低的问题,需要研究该种土质的切削机理.利用数值模拟技术,建立刀齿切削硬质黏土的三维分析模型.土体的本构模型采用非线性弹塑性模型,应用单元损伤失效准则模拟硬质黏土的切屑,并基于显式积分算法实现了硬质黏土全物理过程的数值仿真,分析不同时刻的土体变形状态,得到刀齿的切削荷载.结果表明,对于所选定的硬质黏土参数,切削厚度分别为50、100和150 mm时,数值模拟与切削试验的误差分别为27％、9％和5％.考虑到土体的不均匀性,建议用数值模拟结果的切削力峰值表达切削荷载.
其他文献
基于MIKE 21 Mooring Analysis系泊分析软件,模拟研究在不同周期和入射角度的不规则波作用下系泊船舶运动的变化规律.结果表明,系泊船舶运动量随波浪入射角度和波浪周期的变化相互影响.在不同周期波浪作用下的系泊船横移、横摇和升沉运动量均随波浪入射角度的增大而增大,横摇运动的共振效果随着波浪入射角度远离90°方向逐渐减弱,升沉运动量在波浪入射角度靠近90°或0°方向时基本不变.当入射波浪周期较长时,纵移和回转运动量随着波浪入射角度的增大先增大后减小,一般在波浪60°入射时产生峰值.
基于实测水文和地形资料对射阳港3.5万吨级进港航道开挖以后的回淤特征及回淤机理进行研究.结果表明:射阳港所在海域受废黄河三角洲冲刷泥沙输移的影响,含沙量较高,为航道回淤提供了丰富的泥沙来源;进港航道年回淤量为995万m3,其中导堤掩护段占全航道回淤量的93％,该段平均回淤强度可达5.0 m/a,高于开敞海域段的0.6 m/a.导堤掩护段航道回淤主要是由于涨潮期带入的高含沙水流在憩流时刻形成悬沙落淤所致,航道两侧滩面上的流泥归槽以及洪季期间上游河流的开闸泄洪对航道回淤也有一定贡献.
淮安水利枢纽二期工程需要增建渡槽,与一期渡槽形成长距离通航渡槽后可能对通航条件造成影响.针对这一问题,建立了三维数学模型,选择最不利船型组合情况下的两种工况,模拟分析二期渡槽建设前后的渡槽通航条件,即上下行船舶对开工况、是否布置消能格栅工况.得出结论:1)在不布置消能格栅的情况下二期渡槽建成后波高增加约20％,在增加消能格栅后波高降低至7％;2)横流在0.05～0.20 m/s、弗汝德数远小于1、船首偏角在0.64°～1.74°,与现状运行情况变化不大;3)一、二期组成的长渡槽通航条件良好,不会对船舶航行
三峡水库175 m试验性蓄水以来入库沙量大幅减少,水库冲淤特性与论证阶段成果存在一定差异.针对这一问题,基于三峡水库蓄水以来库区航道泥沙原型观测资料,系统分析了进出库水沙特性、库区泥沙冲淤变化以及泥沙淤积分布特点.结果表明:1)入库沙量较预期大幅减少;2)淤积主要集中在清溪场以下的常年回水区,淤积量多、淤积强度大的河段主要是常年回水区的开阔与分汊河段;3)泥沙淤积呈现主槽淤平和以一侧淤积为主的不对称淤积的特点.
根据北江干流2011年和2020年实测河道地形资料,从河床平均高程、深泓高程、水面宽度、河相系数和河床容积变化等方面着手,定量分析北江干流近十年河道演变规律.结果表明:1)韶关—濛里枢纽河段淤积,濛里枢纽—思贤滘河段冲刷.2)韶关—濛里枢纽两条河段的平均河相系数均在增加,濛里枢纽—思贤滘4条河段的平均河相系数均在减小.3)影响北江干流河道演变的因素主要包括采砂、建库、水土流失、航道整治工程以及国家和地方政策,其中河道采砂是重要因素.
与传统斜桩结构相比,全直桩结构完全以自身抗弯能力来承受水平荷载,在相同受力条件下存在桩径大、竖向承载力没有充分发挥、工程投资偏高的特点.针对该问题,提出一种新型含水平钢架的全直桩结构,以某工程系缆墩为例,采用空间模型进行计算分析,确定优化结构方案,并在该结构的桩基中间位置利用水平钢架与桩基进行连接.结果表明,增设水平钢架可增加结构刚度、减小桩径、控制结构位移、充分发挥嵌岩桩的作用,且经济优势明显.
三峡库区重庆渝北区下洛碛土质库段消落带因近岸采砂形成水下深槽,受江水冲刷库岸造成岸坡崩塌导致库岸线不断后移,区内生境已呈现不可逆转的破坏.为寻求一种兼顾环境、生态与经济的综合治理方案,通过现场勘察,在查明消落带地形地貌、岩土体特征、水文地质特征等的基础上,提出传统斜坡生态护岸和特拉锚垫生态护岸2种方案,并从施工工艺、护岸效果、生态恢复效果、施工周期、施工场地条件和后期养护成本共6个方面对比了2种方案的优缺点.结果表明,特拉锚垫生态河道系统护坡方案因其施工工艺简单、植物易活绿化覆盖率高、满足岸坡对江水侵蚀作
根据规划,岷江龙溪口—宜宾段将通过航道整治达到内河Ⅲ级航道标准.该河段多年历时保证率95％的流量仅能达到662 m3/s,但是岷江上游紫坪铺、瀑布沟等大型水电站的建成对下游河段通航流量产生了较大影响.根据紫坪铺水电站蓄水前、后高场水文站的径流、泥沙资料,分析紫坪铺等大型水电站建成后对下游河段水沙特性的影响,得知岷江上游大型水电站建成后,该河段来沙量明显减少,径流年内分配有所均化,枯水期流量明显增加,特别是多年历时保证率为95％时,流量增加166 m3/s,对应水位增加0.21 m,可为研究河段达到内河Ⅲ级
内河航标标示了可航行水域的边界,是保障内河船舶安全航行的重要前提.面向内河航标不同故障模式,构建一种基于BP-DS证据理论的航标状态识别模型.采用两个BP神经网络分别训练航标基础属性数据与环境因素数据,计算独立的证据值;通过DS证据理论实现航标运行状态识别结果的决策融合.结果表明,基于BP-DS证据理论的航标状态识别模型精度达到80％以上,高于传统经验阈值判别法.
阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛,但其水流结构研究仍不充分.基于PIV室内水槽试验,探讨阶梯形丁坝区无量纲纵向时均流速u+、紊动强度T+u、雷诺应力R+和紊动能E+的分布规律.结果表明:丁坝水流在纵剖面上可划分为顺流区、回流区和过渡区,丁坝内侧至一级丁坝坝头各剖面u+高速区位于坝顶上部,低速区和回流区位于坝顶下部;丁坝外侧各剖面u+沿程变化表现为先增大后减小.受水流翻越坝顶影响,丁坝上游各垂线的T+u随y+变化明显,而下游各垂线的T+u变化相对平缓.R+高值区位于坝顶附近且呈带状,流量较小时,R+沿y+的垂