为探究冲击荷载和爆炸荷载作用下隧道变形行为特征,提出了一种模型试验与数值模拟相结合的方法来分析不同动态荷载条件下隧道的损伤行为和模式。以海螺沟隧道为研究对象,采用模型试验和数值模拟相结合的方式,首先对缩尺物理隧道模型进...为探究冲击荷载和爆炸荷载作用下隧道变形行为特征,提出了一种模型试验与数值模拟相结合的方法来分析不同动态荷载条件下隧道的损伤行为和模式。以海螺沟隧道为研究对象,采用模型试验和数值模拟相结合的方式,首先对缩尺物理隧道模型进行冲击测试,接着对隧道模型进行数值分析并完成验证,然后对比了小比例隧道模型和原型模型在冲击荷载下的隧道变形结果,最后分析了爆破荷载对原型隧道变形的影响。研究结果表明:本研究提出方法能够真实反映实际冲击荷载对隧道变形的影响;缩尺隧道模型的数值分析结果与试验结果较为吻合;在冲击荷载作用下,原型隧道顶部的约为缩尺物理模型的10倍;原型隧道数值模型在冲击荷载作用下顶部变形量与500 kg TNT爆破荷载造成的变形较为一致,利用冲击荷载可有效模拟爆破载荷对隧道拱顶的损伤情况;增大覆盖深度和减小冲击荷载是避免隧道造成重大损伤的有效举措。本研究的成果克服了地表爆破时现场测试的困难,为分析隧道在不同动态荷载作用下的破坏行为和模式提供一种低成本、安全可靠的测试方法,为优化爆破荷载的隧道安全、经济的设计提供技术支撑。展开更多
为满足沼肥采运车的工作效率,设计12 t大型车载式沼肥采运储罐,并针对大型沼肥采运车运输沼肥遇紧急制动时,储罐内部沼肥剧烈晃动对壁面产生的冲击可能导致储罐及连接支撑结构损坏,为安全运输带来隐患的问题。该文采用VOF（volume of fl...为满足沼肥采运车的工作效率,设计12 t大型车载式沼肥采运储罐,并针对大型沼肥采运车运输沼肥遇紧急制动时,储罐内部沼肥剧烈晃动对壁面产生的冲击可能导致储罐及连接支撑结构损坏,为安全运输带来隐患的问题。该文采用VOF（volume of fluid）多相流模型对采运车紧急制动时不同充料比下储罐内沼肥晃动进行分析和数值模拟,得出采运车的最佳运输充料比范围0.8-0.9;利用CATIA有限元分析模块在储罐三维模型上建立各零部件间具有联接和力传递关系的有限元模型,根据采运车工况,施加约束及储罐前封头和前防浪板所受冲击载荷峰值最大时的载荷边界条件后进行计算,依据计算结果调整储罐设计并优化结构,重新计算得到储罐的变形和应力分别为6.25 mm、136 MPa;运用相似理论量纲分析法确定储罐模型的几何尺寸及试验参数,模型试验中前防浪板迎峰面所受的冲击力计算值与原型中的数值模拟值存在近似1：64的比例关系,模型试验结果可推广至原型。研究为大型沼肥采运车储罐设计提供了可行的解决方案,同时也为类似运输罐车的研究提供参考。展开更多
文摘为探究冲击荷载和爆炸荷载作用下隧道变形行为特征,提出了一种模型试验与数值模拟相结合的方法来分析不同动态荷载条件下隧道的损伤行为和模式。以海螺沟隧道为研究对象,采用模型试验和数值模拟相结合的方式,首先对缩尺物理隧道模型进行冲击测试,接着对隧道模型进行数值分析并完成验证,然后对比了小比例隧道模型和原型模型在冲击荷载下的隧道变形结果,最后分析了爆破荷载对原型隧道变形的影响。研究结果表明:本研究提出方法能够真实反映实际冲击荷载对隧道变形的影响;缩尺隧道模型的数值分析结果与试验结果较为吻合;在冲击荷载作用下,原型隧道顶部的约为缩尺物理模型的10倍;原型隧道数值模型在冲击荷载作用下顶部变形量与500 kg TNT爆破荷载造成的变形较为一致,利用冲击荷载可有效模拟爆破载荷对隧道拱顶的损伤情况;增大覆盖深度和减小冲击荷载是避免隧道造成重大损伤的有效举措。本研究的成果克服了地表爆破时现场测试的困难,为分析隧道在不同动态荷载作用下的破坏行为和模式提供一种低成本、安全可靠的测试方法,为优化爆破荷载的隧道安全、经济的设计提供技术支撑。
