基于不规则钙质砂颗粒发展的拖曳力系数模型及CFD-DEM流固耦合数值方法

钙质砂广泛分布于我国南海海域,作为岛礁填筑材料,其渗透性很大程度上决定着填筑后土体的固结和沉降。拖曳力系数是表达液体对土体颗粒表面力的参数,也是表征颗粒状土体渗透能力的一个重要指标,目前国内外对具有极不规则形状钙质砂拖曳力系数的研究十分有限。在前期大量钙质砂颗粒沉降试验基础上,建立了能够考虑形状系数的颗粒与液体相互作用拖曳力系数理论公式;在已建立的CFD-DEM流固耦合理论框架下,将新发展的拖曳力系数公式嵌入到流固耦合程序中,模拟钙质砂颗粒在液体中沉降过程。通过将模拟结果与室内沉降试验对比,验证了新建立的拖曳力模型及程序实现的准确性。研究结果表明,较CFD-DEM程序中已有的未考虑颗粒形状的拖曳力系数半经验模型,新的拖曳力系数模型能够更准确地模拟不规则颗粒在液体中沉降过程;同时,在数值建模中无需采用异形颗粒即可以反映颗粒形状对拖曳力的影响,这将大大降低数值模拟的计算量,提高计算效率。研究可进一步应用于钙质砂水中堆填后固结沉降以及冲刷等实际工程问题分析中。     

南水北调水回灌对地下水环境的影响研究

为研究南水北调水回灌对地下水环境的影响,探讨区域地下水污染修复技术,建立区域尺度的地下水溶质运移模型,运用地下水数值模拟模型,预测和分析了在永定河河道仅使用南水北调水和南水北调水与本地水混合补给地下水两种模式下,研究区内地下水中硝酸盐氮20年内的变化趋势。结果显示,通过永定河河道回补地下水对研究区地下水起到极大的改善作用,其中部分地区硝酸盐氮浓度降低71.2%;使用南水北调水回补20年后,研究区北部的改善效果是南部的12.3~14.2倍,表明水文地质条件是区域性地下水污染修复的关键因素之一。     

综合物探技术在永定县箭滩矿区地热勘查中的作用

选择以地面磁测、视电阻率联合剖面和电测深等综合物探为主要探矿手段,结合地面浅层测温,初步查明矿区内地下热水体赋存部位和导、储热构造的分布范围、产状及温度变化情况。根据地质、物探特征,通过分析、对比,选择有利部位布置2个钻孔进行深部验证,在不同深度,分别打出了水温为57.96℃和58.37℃,出水量为968.45 m3/d和2 106.32 m3/d的地下热水,取得了较好的找矿效果。     

吸力式筒形基础沉贯过程的大变形有限元模拟

吸力式筒形基础在海洋工程中已获得越来越广泛地应用,其安装过程的数值模拟对指导工程实践具有重要意义。在大型通用有限元软件ABAQUS平台上建立了二维轴对称模型,基于ALE（任意拉格朗日-欧拉法）技术模拟了黏土中吸力筒的大变形沉贯过程。模拟过程利用了子程序VUFIELD控制土体的不排水抗剪强度和弹性模量随土体深度变化。参照离心机试验及理论计算,对模型进行验证。利用已验证模型分析不同吸力下沉贯阻力、土塞高度,并讨论了筒壁摩擦特性。数值计算结果表明,ALE技术能有效地模拟吸力筒贯入过程,避免网格畸变。贯入方式对贯入阻力影响很大,吸力式贯入阻力明显低于压力式贯入阻力。进一步研究发现,随着最终吸力值的增大,沉贯阻力会显著降低,土塞高度会显著提高。对内壁摩擦特性的研究表明,内壁摩擦阻力是导致沉贯阻力改变的主要因素,并且相比吸力式贯入方式,筒壁摩擦特性会对压力式贯入造成更大的影响。     

Adaptive element free Galerkin method applied to analysis of earthquake induced liquefaction

An automatically adaptive element free method is presented to analyze the seismic response of liquefiable soils.The method is based on the element free Galerkin method (EFGM) and the fission procedure that is part of h-refinement,indicated by error estimation. In the proposed method, a posteriori error estimate procedure that depends on the energy normof stress and the T-Belytschko (TB) stress recovery scheme is incorporated. The effective cyclic elasto-plastic constitutivemodel is used to describe the nonlinear behavior of the saturated soil. The governing equations are established by u-pformulation. The proposed method can effectively avoid the volumetric locking due to large deformation that usually occursin numerical computations using the finite element method (FEM). The efficiency of the proposed method is demonstratedby evaluating the seismic response of an embankment and comparing it to results obtained through FEM. It is shown that theproposed method provides an accurate seismic analysis of saturated soil that includes the effects of liquefaction     

隧道开挖对邻近桩基工作性能的影响研究

隧道开挖对邻近既有建（构）筑物桩基乃至整个建（构）筑物的稳定与安全带来不同程度的影响。采用大型通用有限元分析软件ABAQUS,结合工程算例,模拟隧道开挖对邻近桩基工作性能的影响。首先分析了当邻近桩基与隧道竖向轴线之间的水平距离和桩长变化时隧道开挖所引起的单桩反应变化规律;在此基础上,研究了隧道开挖对邻近群桩的影响,对比分析了群桩中基桩与单桩的工作性能差异,得出了一些对工程建设有意义的结论。     

改进的高精度匹配追踪方法研究及应用

本文在常规算法的基础上,提出了一种改进的匹配追踪方法.该方法通过引入新的完备库构建策略,并以雷克子波作为原子,利用原始地震数据最大相关性估计完备库的原子的位置和能量,使得分解精度进一步提高,极大地提高了算法的适应性;为避免原子间隔过小问题,引进了最小原子间距,使得分解效率和分解质量进一步提高.模型试算和实际资料应用表明,本文算法不仅提高了信号稀疏表示的质量,加快了收敛速度,而且算法的适应性和分解精度也得到提高;该方法能够较好地挖掘地震有效信息,提高地震解释精度.     

沿海下卧软弱夹层碎石回填地基15000kN·m高能级强夯试验

针对某沿海下卧软弱夹层的碎石回填土地基,在国内首次开展了15000kN·m高能级强夯的现场试验。通过单点夯试验各夯点与夯坑周围地面沉降观测及强夯前后地基动力触探测试结果的对比分析,揭示了下卧软弱夹层的碎石回填地基上15000kN·m高能级强夯的作用机制,得出该条件下强夯的有效加固深度为11.5m,主夯点间距宜为12.5m,夯击数宜为18～22击的有关结论。其结果可为类似工程参考。     

北京平原区浅层地下水污染风险评价

本文依据北京实际情况,提出了地下水污染风险评价指标体系。以灾害风险理论为基础,提出了地下水污染风险评价方法,对北京平原区浅层地下水污染风险进行了分区评价。评价认为：北京平原区浅层地下水污染高风险区主要位于永定河冲洪积扇顶部。     

基于OGC Web Service的主体功能区规划支撑平台研究

主体功能区规划是一项典型多部门群协作工作。本文首先提出并实现基于OGC Web体系的主体功能区规划支撑平台:将多源、分散数据和模型,通过信息共享和服务,建立主体功能区规划数据库、决策分析模型库,开发主体功能区分析评价、成果管理、规划在线演示可视化等子系统,从而实现"数据—模型—分析评价—可视化"综合集成的主体功能区规划支撑平台。实践证明,该平台在安徽省主体功能区规划中起到了较好的支撑作用,为国家主体功能区规划支撑平台和各省主体功能区支撑平台建设提供了有益的探索。