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靶向精细化分析的鲁棒等几何无网格配点法

力学学报 2024年第8期56卷 2313-2326页

作者：齐栋梁河北水利电力学院土木工程系河北沧州061000

现有等几何基函数的无网格表示理论虽然搭建起了无网格法和等几何分析方法的连接桥梁,但该方法并未解决高阶梯度计算复杂且耗时的问题.文章在无网格形函数再生梯度理论基础上,构建了由等几何基函数再生点定义的混合梯度基向量,提出了一... 详细信息

现有等几何基函数的无网格表示理论虽然搭建起了无网格法和等几何分析方法的连接桥梁,但该方法并未解决高阶梯度计算复杂且耗时的问题.文章在无网格形函数再生梯度理论基础上,构建了由等几何基函数再生点定义的混合梯度基向量,提出了一种等几何基函数梯度的无网格等价表述形式,丰富和完善了无网格法与等几何分析的无缝衔接.在此基础上,提出了一种鲁棒的等几何无网格配点法,该方法保证了全域内近似函数的一致性、高效性和模型局部靶向精细化的简捷性.与传统等几何基函数梯度的递推算法相比,所提方法可同步构造相应阶次等几何基函数梯度,数值实现更加简捷.文中以二维二次基函数为例,数值验证了特定影响域条件下所构造的无网格再生梯度与等几何基函数的标准梯度之间的等价性.同时对比分析了所提无网格再生梯度与等几何无网格形函数直接梯度的再生条件,结果表明,等几何无网格形函数直接梯度的再生条件并不稳定,而所提等几何基函数的无网格再生梯度在不同节点序列精确满足不同阶次的再生条件,保证了配点法分析的结果收敛性.数值算例结果表明,所提配点方法相较于传统等几何配点法在局部细化问题分析方面具有更高的计算精度.

关键词：无网格法等几何配点法再生梯度局部细化鲁棒

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基于卸荷路径的软岩大变形隧道计算模型

地下空间与工程学报 2024年第05期 1454-1466页

作者：王巍浩王轶霞宋杨陈正飞河北水利电力学院交通工程系

近些年来,软岩大变形隧道施工带来的安全事故日益频繁,其主要原因是目前暂未形成有针对性的、可以准确反映软岩大变形力学行为的隧道计算模型。隧道开挖过程实际是一个卸荷的过程,在这种应力路径条件下,隧道塑性区内围岩的力学性能相对... 详细信息

近些年来,软岩大变形隧道施工带来的安全事故日益频繁,其主要原因是目前暂未形成有针对性的、可以准确反映软岩大变形力学行为的隧道计算模型。隧道开挖过程实际是一个卸荷的过程,在这种应力路径条件下,隧道塑性区内围岩的力学性能相对未开挖状态减弱。本文基于隧道典型软岩—泥岩卸荷三轴试验得到考虑峰后损伤的力学本构模型,并建立软岩隧道计算模型。与传统Fenner公式计算结果进行对比发现,本文模型更加符合高地应力下软岩隧道开挖和支护计算结果。利用Euler显式差分求解算法对模型进行理论求解,研究不同支护力、不同黏聚力、不同摩擦角、不同变形模量对隧道塑性圈半径与洞周位移的影响。基于FISH语言平台,将计算模型嵌入FLAC 3D得到了支护时间对支护效果的影响。最后基于龙溪隧道的现场实测数据验证了本文的隧道计算模型。研究成果可以为准确计算大变形段落围岩响应提供理论依据。

关键词：软岩大变形隧道开挖卸荷应力路径参数劣化差分数值解

二维VC作为Na离子电池负极材料的理论研究

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储能科学与技术 2024年

作者：潘美玲孙楠楠赵志超河北水利电力学院

钠离子电池的发展离不开高性能负极材料的合理设计，具有C2二聚体的二维过渡金属碳化物因其高碳原子质量暴露在表面，表现出比其他二维过渡金属碳化物更加优异的电极材料性能。本工作选择具有较高结构稳定性的C2二聚体VC2单分子层为目... 详细信息

钠离子电池的发展离不开高性能负极材料的合理设计，具有C2二聚体的二维过渡金属碳化物因其高碳原子质量暴露在表面，表现出比其他二维过渡金属碳化物更加优异的电极材料性能。本工作选择具有较高结构稳定性的C2二聚体VC2单分子层为目标材料，利用第一性原理对其结构电子性质和钠离子在该结构表面的存储性能进行了研究。存储性能的计算包括钠离子在VC2表面的吸附位点、多层吸附行为、扩散路径以及开路电压等关键参数。结果表明，VC2单分子层的高结构稳定性和良好的导电性表明其具有良好的钠离子存储性能，基于多层钠离子吸附，其对Na的理论容量为715 mA hg-1，扩散能垒是0.23 eV，保证了较快的充放电速率。随着钠离子浓度的增加，平均总吸附能始终为负。此外，开路电压的计算表明，Na插层电压的变化是稳定的，以上结果均表明VC2单分子层有望成为钠离子电池的理想负极材料。本研究有助于为寻找高性能钠离子电池负极材料提供了新的思路，为进一步优化和设计此类材料提供了理论依据。

关键词：钠离子电池第一性原理二维材料

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多道撑式深基坑垮塌事故连续破坏机理研究

土木工程学报 2024年第3期57卷 102-109页

作者：程雪松裴昊田衣凡赵璟璋俞丹瑶刘晓敏贾建伟焦莹天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072 中国建筑第六工程局有限公司天津300457

随着城市地铁建设不断发展,多道撑式深基坑应用日益广泛,然而目前对于内撑式深基坑局部破坏引发连续破坏在空间上的传递规律仍缺乏系统研究。文章依托新加坡地铁Nicoll Highway基坑事故,建立三维有限差分模型,提出内支撑荷载传递百分比S... 详细信息

随着城市地铁建设不断发展,多道撑式深基坑应用日益广泛,然而目前对于内撑式深基坑局部破坏引发连续破坏在空间上的传递规律仍缺乏系统研究。文章依托新加坡地铁Nicoll Highway基坑事故,建立三维有限差分模型,提出内支撑荷载传递百分比S1,i和荷载增量承担百分比S2,i两种支撑荷载(轴力)传递评价指标。对比分析了单位厚度平面应变模型与三维模型的模拟结果,探究了不同初始破坏支撑数量在不同位置发生初始破坏所引发的荷载重分布规律,同时还研究了围护结构体系刚度和强度对于连续破坏发展的影响。结果表明,三维模型可以避免平面应变模型传力路径单一的局限性,更好地反映出连续破坏在三维空间中的传递现象;初始破坏支撑所释放的荷载主要作用在紧邻层支撑;当失效荷载存在向下的传递路径时,紧邻初始破坏的上层和同层支撑承担的荷载增量明显减少;底层支撑的安全系数提高会减缓连续破坏在水平方向的发展;支撑刚度越大,在初始破坏后所承担的荷载增量越多;当墙体间无有效连接时,支撑连续破坏沿竖直方向发展的趋势更加显著。

关键词：深基坑内支撑有限差分模型连续破坏荷载传递

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全圆针梁钢模台车衬砌质量提升方案研究

水利水电施工 2024年第2期 5-12页

作者：陈琦中国水利水电第六工程局有限公司

大连红沿河核电厂二期工程5号、6号机组取水隧洞内衬结构采用全圆针梁钢模台车进行混凝土衬砌施工。在前期阶段混凝土浇筑过程中,拆模后出现蜂窝、麻面、气泡、水泡、冷缝等质量缺陷,混凝土外观质量难以达到工程质量标准要求。因此,工... 详细信息

大连红沿河核电厂二期工程5号、6号机组取水隧洞内衬结构采用全圆针梁钢模台车进行混凝土衬砌施工。在前期阶段混凝土浇筑过程中,拆模后出现蜂窝、麻面、气泡、水泡、冷缝等质量缺陷,混凝土外观质量难以达到工程质量标准要求。因此,工程建设方要求项目部对缺陷进行原因分析,采取优化措施进行工艺改善,及时调整施工工艺,并在后期混凝土浇筑中取得了显著效果。

关键词：取水隧洞全圆针梁钢模台车衬砌质量缺陷优化措施

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复杂地形抽水蓄能上库开挖爆破关键技术研究

水利水电施工 2024年第1期 1-6页

作者：陈颜春杨海董东雪中国水利水电第六工程局有限公司

潍坊抽水蓄能电站上水库大坝填筑料全部来自库岸库盆开挖石渣,工程总体开挖、填筑工程量大,高峰期开挖强度为38.16万m^(3)/月。因开挖区域地形狭长,如何在狭小的区域内进行大规模、大方量爆破开挖并同时保证不影响红线外区域是施工难题... 详细信息

潍坊抽水蓄能电站上水库大坝填筑料全部来自库岸库盆开挖石渣,工程总体开挖、填筑工程量大,高峰期开挖强度为38.16万m^(3)/月。因开挖区域地形狭长,如何在狭小的区域内进行大规模、大方量爆破开挖并同时保证不影响红线外区域是施工难题。库岸库盆岩石岩性随埋深变化较大,如何更有效地爆破出具备大坝填筑颗粒级配的石料是又一重大难题。施工中需根据不同的施工条件、岩石条件,采用不同的施工方法,安全、优质、快速地完成上水库库岸库盆石方开挖。

关键词：潍坊抽水蓄能上水库库岸库盆爆破开挖宠施工方法

煤矿超深竖井TBM大巷施工物料运输方案研究

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施工技术(中英文) 2024年

作者：吴根生白玉杰孙义中国水利水电第六工程局有限公司

TBM在煤矿大巷开挖领域的应用日益增加，施工物料在巷道内运输对TBM施工效率、安全和质量具有重要影响。针对深井TBM大巷施工物料运输困难问题，开展全面分析研究，应用分块设计技术对TBM刀盘等大部件进行针对性设计，并开发了辅助运输... 详细信息

TBM在煤矿大巷开挖领域的应用日益增加，施工物料在巷道内运输对TBM施工效率、安全和质量具有重要影响。针对深井TBM大巷施工物料运输困难问题，开展全面分析研究，应用分块设计技术对TBM刀盘等大部件进行针对性设计，并开发了辅助运输工装，以克服TBM大件井下运输尺寸问题；对斜巷物料运输技术方案进行全流程设计，解决了长距离、大坡道物料提升困难难题；对TBM物料运输效率进行全面分析，为现场物料调度方案提出建议。从大件设备运输、长距离坡道运输、运输效率提升3个角度出发，分析主要问题，提出全新设计方案，顺利完成了超深竖井TBM大巷物料运输，保障了TBM效率。

关键词：隧道掘进机竖井物料运输煤矿巷道方案

各向异性层状千枚岩渗透率及有效孔隙率试验研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 445-451页

作者：王伟陈超维刘世藩曹亚军段雪雷聂文俊河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210024 中国水利水电第六工程局有限公司辽宁沈阳110013

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同... 详细信息

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同时,岩样的初始气体渗透率k0随着层理倾角β的增大呈“W”型变化,在β=45°时取最大值;在围压循环加卸载过程中,气体渗透率先随围压的加载而减小,后随围压的卸载而增大,卸载时的气体渗透率小于加载时的渗透率;层状千枚岩有效孔隙率和气体渗透率呈指数关系;平行于层理方向的气体渗透率远大于垂直于层理方向的气体渗透率;岩样有效孔隙率和气体渗透率随偏应力变化经历初始压密阶段、线弹性阶段和塑性变形阶段,随着偏应力的增大,岩样有效孔隙率和气体渗透率先减小,接着保持稳定,最后快速增大,并在岩样应力-应变曲线斜率接近于0时达到最大值。

关键词：层状岩石各向异性气体渗透率有效孔隙率常规三轴压缩围压循环加卸载

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高海拔地区水利水电施工技术分析

城市建设理论研究(电子版) 2024年第19期 108-110页

作者：陈立伟中国水利水电第六工程局有限公司

高海拔地区水利水电工程项目的实施，不仅是为了充分利用当地丰富的水利水电资源，在推动当地经济发展等方面也发挥着不可忽视的重要作用。文章中简单分析了水利水电工程项目的施工特征，并围绕混凝土施工、岩石基础开挖以及土石坝工程... 详细信息

高海拔地区水利水电工程项目的实施，不仅是为了充分利用当地丰富的水利水电资源，在推动当地经济发展等方面也发挥着不可忽视的重要作用。文章中简单分析了水利水电工程项目的施工特征，并围绕混凝土施工、岩石基础开挖以及土石坝工程施工等方面，对高海拔地区水利水电工程施工技术以及施工后勤保障策略进行了论述，旨在为相关从业者提供一些参考。

关键词：高海拔地区水利水电工程施工技术