滨海软土中爆炸冲击对盾构隧道的影响研究∗

随着地下工程与城市管网的布设日益发展,在规划设计阶段往往需要考虑潜在发生的安全事故影响,确定安全距离。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,结合天津滨海新区饱和软土特点,分析了可能发生的燃气管线爆炸所产生的冲击荷载对土中埋置盾构隧道的结构安全影响。运用有限元数值模拟,得到了隧道与管线的间距—隧道结构振速峰值的曲线关系;通过对标相关规范的振速限制,得到不同燃气压力下隧道—管线的安全避让距离关系。结果表明:随着燃气管道压强的增大,隧道—管线的安全避让距离呈现先增大后平稳的趋势。结论对于爆破与防护工程设计均具有重要的参考价值。     

多情景下珠江三角洲地区土地利用变化对生态系统服务的影响预测

土地资源的有序开发是区域可持续发展的基础,针对未来不同情景下土地利用变化对区域生态系统服务的影响进行科学评估与预测,可以为城市可持续发展规划提供科学参考。以珠江三角洲(珠三角)地区为研究区域,采用PLUS模型模拟不同情景下土地利用变化,结合InVEST模型对各情景下产水量、土壤保持量、生境质量、碳储量和水质净化服务及其变化进行预测,构建综合生态系统服务指数从空间上反映各生态系统服务供给量,分析2040年不同情景下土地利用变化对生态系统服务的综合影响。结果表明：(1)PLUS模型模拟精度较高,可用于合理预测珠三角土地利用变化。(2)在自然发展情景下,仅土壤保持服务供给水平得到提高;在城市发展情景下,除水质净化服务损失严重外,其他服务供给损失变化与自然发展情景相似;在生态保护情景下,生境质量和碳储量提升幅度最大,而产水量下降幅度最大;在可持续发展情景下,水质净化能力损失最严重。(3)2040年不同情景下珠三角综合生态系统服务指数空间分布格局相似,与2020年相比,生态系统服务总体水平将有所提高,但整体上预测平均值较低。该研究可为未来珠三角土地利用规划提供参考建议,为协调土地利用与生态保护管...     

长大深埋铁路隧道地下水流场演化与恢复预测研究

长大深埋隧道穿越富水地质环境时,易造成区域水环境变化。拟建运三铁路中条山隧道要穿越多条断层破碎带,地层含水量较大,地质条件复杂。采用GMS地下水模拟软件,构建了隧址区三维水文地质结构模型,模拟预测隧道建设施工与运行期的地下水流场分布及恢复情况。结果表明：运三铁路隧道建设排水会形成沿隧道轴线的降落漏斗,区域地下水位平均降深20～40m,最大降深达200m, 3年建设期造成水量损失6.2×10⁶m³。隧道运行稳定排水后,地下水流场可在1年时间内恢复至初始形态,区域流场10年后基本恢复,但隧道周边仍存在约30m的降落漏斗,水资源量将恢复至建设前水平。数值模拟较好地揭示了长大深埋铁路隧道地下水涌水量、影响范围、恢复周期等规律,可为拟建运三铁路中条山隧道的水环境效应评价、恢复与防治提供科学支撑。     

消防线缆防火涂料可靠性研究

消防线缆是保证消防用电设备运行可靠性的重要因素,而防火涂料对于确保明敷消防线缆在火灾中的性能至关重要,因此有必要对明敷消防线缆防火涂料性能进行研究。本文采用实验和数值模拟相结合的方法,研究了三类消防线缆用防火涂料对消防供配线缆路保护效果影响的差异和规律。通过比较分析模拟所得数据,对明敷消防供配线缆路的防火涂料选型和涂敷厚度确定等消防设计提供了数值依据。     

基于Pathfinder的某综合楼疏散模拟研究

为了提高办公楼等人员聚集场所的人员快速疏散能力,防止发生拥堵踩踏等安全问题。利用Pathfinder软件对某综合办公楼进行疏散模拟研究,根据楼内人员分布情况,研究不同楼层不同比例楼梯和电梯混合疏散的疏散时间,分析疏散过程中容易产生拥堵、踩踏等事故的情况。研究结果显示,采用楼梯和电梯混合疏散模式可以缩短疏散时间。某综合楼疏散容易产生拥堵的区域为一楼电梯厅与楼梯交汇处;主出入口疏散效率不高,在疏散过程中应设置疏散引导员,为综合办公楼日常管理和疏散安全管理提供借鉴。     

粉尘点污染扩散模型的可视化研究

在分析和总结了瞬时点尘源在静止流体、均匀紊流和湍流条件下扩散模型的数学表达式和浓度分布方程的基础上,运用Matlab软件进行可视化处理,生成一系列的三维图形,可从不同的角度进行观察和分析,使之能够直观、形象的了解粉尘扩散过程,并从中了解到粉尘扩散的一些特点,该项研究对粉尘防治工作与危害预测都有重要的理论与实践意义。     

土壤渗滤处理系统运行控制的模拟研究

通过建立地下水数学模型,回答了土壤渗滤工程运行控制中的两个难点问题:(1)工程运行水力负荷.当工程地块周边存在河流时,河流水位低时,有助于增加水力负荷,反之则降低水力负荷;实际土壤运行面积的增加和独立运行单元之间的间距增加也能够增加工程运行水力负荷.(2)地下水水质监测井的优化布设.模拟工程运行后地下水水质空间分布特征,在地下水水质最不利的位置和其他特别关注的位置布置监测井,从而能够以具有典型代表性且数目较少的监测井达到准确评估工程对地下水水质影响的目的.     

喷淋环栅式除尘脱硫反应器的数学模拟

研制了一种由内外圈构成的喷淋环栅式除尘脱硫反应装置,气、液两相在内外圈之间通向运动,紊流冲激环栅时接触传质。基于溶质渗透理论,提出了以内塔穿孔速率V,液气比L/G,吸收浆液pH值为参数的脱硫效率模型。对比某电厂工况条件下测得的一系列实验数据,显示出该模型与实际情况具有良好的一致性,表明该模型可以用来作为工程设计、最优化技术和推测工业数据的理论参考工具。     

街道峡谷内汽车排放污染物浓度分布的观测与数值模拟

在上海某典型街道峡谷内按一定的空间布点,在一定时段内同时对各布点进行采样并做一氧化碳浓度分析,同时记录车辆种类、车流量、气象条件等,分析街道峡谷内污染物浓度的分布.运用风向频率加权(WDFW)方法,结合大气流动和污染物扩散的CFD模型进行数值模拟计算.结果表明,数值模拟结果和现场观测结果较吻合,建筑物低的一侧污染物浓度远高于建筑物高的一侧污染物浓度,两侧的污染物浓度随着高度的增加而降低.     

亚洲大陆2000～2002年春季大气沙尘时空特征的数值模拟

将矿物沙尘释放与沉降模式和全球大气化学传输模式相耦合,建立了一个能够完整描述沙尘的扬起、输送和沉降动态过程的模式系统,并利用实时气象资料强迫该模式,对2000、2001和2002年春季(3～5月)亚洲大气沙尘时空特征进行了数值模拟研究.结果表明,模拟的3年春季平均大气柱沙尘浓度分布与地面观测的3年春季平均沙尘暴频率分布范围基本吻合,模拟的沙尘气溶胶光学厚度与卫星观测的气溶胶指数具有显著的相关性,验证了该模式对亚洲沙尘的扬起、传输和沉降过程及大气沙尘载荷时空特征有较好的模拟能力,并基于模拟的沙尘释放通量与沙尘气溶胶光学厚度的相关分析,探讨了亚洲沙尘可能的传输路径.