基于FLAC3D的复合煤岩受载破裂数值模拟及试验研究

采用FLAC~(3D)对复合煤岩模型的单轴压缩破裂进行数值模拟及试验,研究复合煤岩受载破裂应力与应变关系变化规律。针对煤样厚度、复合煤岩组合比、煤层参数、顶底板岩性等参数,对复合煤岩模型进行加载仿真研究,仿真及试验结果表明:单一煤样模型随着高度的减小,应力应变曲线整体阶段存在尺寸效应;改变煤岩组合比例时,其抗压强度基本不变,随煤样比例增大,复合煤岩的整体弹性模量减小,整体刚度减小;单一改变复合煤岩的煤样参数时,随煤样弹性模量增大,复合煤岩的弹性模量越强,应力应变曲线峰值点越高,对应应变越小;单一改变顶底板岩性,对复合煤岩模型的应力应变曲线影响不大。试验结果和仿真结果变化趋势一致,表明所建模型具有一定正确性和适用性。     

边坡爆破高度对边坡稳定性的影响

为了解爆破后由急倾斜且具有水平裂隙发育岩体组成的边坡稳定性及其内部破坏规律,最终总结出爆破高度对边坡稳定性的影响特征,使用基于颗粒流理论的PFC3D进行该工况模拟。利用PFC3D中的JSET和Bonds模拟非连续和连续性的岩体构造形式,以对实际的岩体中岩块和裂隙发育进行模拟。针对存在该类型构造发育边坡的实际工况,设置了13个爆破点的6个爆破方案进行模拟。研究了模拟结果表现出的边坡内部裂隙和位移随爆破高度的变化规律。其表明了对于同时起爆各爆破点而言,爆破高度越高爆破后边坡越稳定的结论,并分析了出现该现象的原因。说明了结论的普适性,同时该边坡实际的爆破情况也支持了该结论。     

基于模糊物元的工业园区空气质量评价模型

针对工业园区空气质量的复杂性和模糊性,利用模糊物元分析理论,结合海明贴近度的概念,建立了一种基于模糊物元的空气质量评价模型。以金山二工区为例,选取《环境空气质量标准》规定的6种主要污染物SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5作为评价指标,分析了园区内5个自动监测站2016年7月1日的环境空气质量状况,并与空气质量指数(AQI)技术分析结果作比较。两种方法的评价结果基本一致,与实际状况相符。     

AnnAGNPS模型在潋水河流域产水、产沙的模拟评价

日益严重的土壤侵蚀造成了土地退化、水体污染等一系列的环境和生态问题,利用基于过程的数学模型已成为流域土壤侵蚀状况定量评价和控制的有效方法.利用美国农业部开发的流域尺度AnnAGNPS模型,设计了基于地形特征的cell离散方案,在多种地理数据采集和参数化的基础上,对江西兴国潋水河流域1991～2005年的径流、产沙过程进行了分布式计算机模拟.在对产水量进行径流滤波分析的基础上,分别对模型模拟的地表径流和产沙量进行了校正和验证.地表径流模拟结果多年平均相对误差为11.8%,确定性系数R2为0.94,产沙量模拟结果的多年平均相对误差为19.71%,确定性系数R2为0.77.表明AnnAGNPS能较好地模拟潋水流域年、月尺度的地表径流和产沙过程.地下径流模拟结果误差较大,其原因和地下径流模拟模块在潋水流域的适用性有待进一步研究检验.对潋水流域土壤侵蚀定量分析表明,潋水流域的年平均侵蚀模数为1 150.29.t(km2.a)-1,属于轻度侵蚀等级,流域内侵蚀较严重的区域集中分布于居民地附近和公路沿线,其水土流失与人类活动有很大关系.     

下水道中微生物反应及水质转化的数值研究

以污染物对流扩散理论为基础,在分析下水道系统水环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,结合活性污泥数学模型(ASM)的相关理论,建立了下水道系统的微生物和水质转化数学模型,该模型考虑了多个水质变量间的耦合计算及其相互转化和迁移过程。应用实验室实测资料对模型进行验证分析,计算结果和实测值吻合较好,表明该模型可为下水道系统的设计、水质评估等提供指导,也可为污水处理厂等提供前期水质参考。     

上海世博规划区交通干道污染物对流扩散研究

采用计算流体动力学(CFD)技术,对不同来流风速大小、风向条件下的上海世博规划区内四条主要交通干道上的交通污染物对流扩散进行了三维数值仿真。获得了不同工况下交通污染物浓度的空间分布。通过数值仿真结果分析,探明了交通干道上的机动车尾气排放对世博规划区内空气质量的影响(各工况下世博规划区内的CO最大浓度为0.25～0.59mg/m3;东南、东北和南风向下规划区内的NO2最大浓度分别为0.037mg/m3、0.03mg/m3和0.03mg/m3,而北风和西风下规划区建筑群内NO2最大浓度分别为0.068mg/m3和0.12mg/m)3,并揭示出应该重视靠近交通干道的建筑物附近的空气质量改善,特别是要重视靠近卢浦大桥两侧的建筑群周围空气质量改善(卢浦大桥两侧的建筑群周围NO2最大浓度已稍大于《环境空气质量标准》规定的一级标准浓度限值)。     

宜万铁路DK203+060～+110段溶腔稳定性数值模拟分析

结合宜万线DK203+060~+110段的溶腔特征,考虑自重荷载作用和列车荷载作用,采用数值模拟方法对不同顶板厚度和直径情况下溶腔周围拉应力分布规律进行了模拟分析,研究结果对宜万铁路及类似铁路的溶腔稳定性分析和溶腔处理具有一定的参考意义。     

爆破振动对地质遗迹影响的PLAXIS模拟分析

杭瑞国家公路凤凰至大兴(湘黔界)K0+500~K5+000段穿越凤凰国家地质公园奇梁洞景区。为分析公路施工期和运营期对奇梁洞地质遗迹影响程度,预测施工过程中爆破震动和项目建成后在车辆荷载作用下对地质遗迹造成的危害,利用有限元软件Plaxis模拟分析公路工程建设对地质遗迹的影响。为工程建设提供奇梁洞地质遗迹保护审批依据,防止建设工程引发地质灾害。     

基于Monte-Carlo法的瑶寨隧道岩体结构性质评价

本文以瑶寨隧道为研究对象,结合现场地质分析与结构面统计,以Monte-Carlo法为基础,对该隧道各测线不同等级围岩分别进行结构面网络模拟,评价遂道岩体的结构性质,并进行工程岩体分类,估算其力学参数,以为采取合适的围岩支护方式提供依据。     

基于条件高斯模拟的城市灰尘Pb元素的空间分布特征

城市灰尘是分散于城市不同区域的表面固体颗粒物。城市灰尘对城市环境造成的污染越来越多地受到人们的关注,尤其是城市灰尘重金属对城市生存环境造成的危害。本文利用R软件中的Gstat包,对金华市城市地表灰尘中的Pb元素含量进行500次条件高斯模拟,并从中随机抽出3次模拟对其模拟结果进行分析,从模拟结果可以看出研究区Pb元素总体上显示出相似的空间变化趋势,但在细部空间变化上是有差别的。条件高斯模拟法对未知点的模拟值具有不确定性,克服了普通克里格法的平滑效应,能够更好地反映研究区的随机性和结构性。