液化模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
液化模擬的實(shí)例教程
引言
靜態(tài)液化的本質(zhì)是土的剪切強(qiáng)度突然失去，盡管現(xiàn)代靜態(tài)液化分析使用了先進(jìn)的數(shù)值模型【靜態(tài)液化模擬(Static Liquefaction)；液化模擬(Liquefaction Modeling)】，但由于我們已經(jīng)初步掌握了土體的物理力學(xué)性質(zhì)，因此可以使用試驗(yàn)室三軸壓縮數(shù)據(jù)和現(xiàn)場CPT測試數(shù)據(jù)快速進(jìn)行靜態(tài)液化的驗(yàn)證和評估。本文簡要討論了使用非排干脆性指數(shù)評估靜態(tài)液化(undrained brittleness index)。
2. 非排干脆性指數(shù)
非排干脆性指數(shù)IB是Bishop(1971)提出的一個(gè)概念，用來評價(jià)土的靜態(tài)液化。IB=土的屈服強(qiáng)度(峰值強(qiáng)度)減去土的液化強(qiáng)度(殘余強(qiáng)度)，然后再除以土的屈服強(qiáng)度，如下式表示。
IB的值域范圍是[0,1]，IB=1意味著土呈現(xiàn)出非常高的脆性，強(qiáng)度完全失去，而IB=0意味著土在應(yīng)變過程中沒有失去強(qiáng)度。
3 靜三軸壓縮試驗(yàn)驗(yàn)證
靜三軸壓縮試驗(yàn)與【Duncan-Chang雙曲線模型的材料參數(shù)(Hyperbolic Material Model)】中描述的試樣相同，取自1#尾粉土，圍壓Sigma3分別為100kPa, 200kPa, 300kPa和400kPa。從圖中可以看出，沒有明顯的應(yīng)變軟化趨勢，IB的值趨于0，因而可以推斷出尾粉土的靜態(tài)液化可能性不大。
一些研究者也提出了更精細(xì)的關(guān)系式來計(jì)算IB，例如：
4 CPT驗(yàn)證
一些研究者使用CPT的錐頭貫入阻力估算IB，例如下式：
根據(jù)24個(gè)鉆孔的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，qc的最大值為6.54MPa，最小值為2.42MPa, 平均值為4.32MPa，如果按照平均值估算，IB值的范圍在0.59~0.71之間，這顯示出尾粉土有一定的靜態(tài)液化趨勢。
展開 引言
靜態(tài)液化涉及土強(qiáng)度的突然喪失和在沒有地震作用下的液化，已被確定為許多尾礦壩潰壩的原因。本文總結(jié)了由靜態(tài)液化引起的4個(gè)尾礦壩潰壩的案例(其中3個(gè)在以前的公眾號(hào)文章中討論過)，以此作為類比對象來檢查目前尾礦壩靜態(tài)液化的可能性。
尾礦壩靜態(tài)液化的觸發(fā)因素和機(jī)理 (static liquefaction)
靜態(tài)液化模擬(Static Liquefaction)
使用非排干脆性指數(shù)粗略估算靜態(tài)液化(undrained brittleness index)
2. 破壞案例
2.1 Brumadinho dam
2019 年 1 月 25 日發(fā)生在巴西的布魯馬迪尼奧災(zāi)難 (Brumadinho dam)是歷史上最嚴(yán)重的尾礦壩潰壩事故之一，排放了近1200萬立方米尾礦，淹沒了下游地區(qū)，造成至少270人死亡。調(diào)查指出尾礦內(nèi)的靜態(tài)液化是可能的破壞機(jī)制，穩(wěn)定性分析表明即使在災(zāi)難發(fā)生之前安全系數(shù)也很低。專家小組將破壞歸因于蠕變應(yīng)變導(dǎo)致強(qiáng)度突然喪失以及強(qiáng)雨期后土吸力喪失。后來的一項(xiàng)研究指出了鉆井引起的液化，這也顯示出最終確定破壞原因的挑戰(zhàn)。
尾礦壩破壞原因的不同解釋
尾礦壩破壞原因解釋的不確定性
布魯馬迪尼尾礦壩破壞的原因(Brumadinho dam disaster)
2.2 Merriespruit dam
1994 年南非的 Merriespruit 尾礦壩潰壩也歸因于靜態(tài)液化。暴雨導(dǎo)致尾礦壩潰決，釋放出 60 萬立方米的尾礦，順流而下 3公里，淹沒了 Merriespruit 村。溢流和侵蝕是直接原因，但研究表明靜態(tài)液化是導(dǎo)致液化尾礦釋放的潛在破壞機(jī)制。
展開 
液化模擬的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
液化模擬的最新內(nèi)容
ENGIE Lab CRIGEN是ENGIE的企業(yè)研發(fā)中心，致力于更環(huán)保的氣體（氫氣、生物氣和液化氣）；城市、樓宇及工業(yè)的新能源使用；以及包括數(shù)字化轉(zhuǎn)型、人工智能、無人機(jī)、機(jī)器人、納米技術(shù)和傳感器在內(nèi)的新興技術(shù)。
</span></p><p><br></p><ol><li>液化側(cè)向擴(kuò)展場地樁基橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)及相關(guān)問題一直是地震及巖土工程中的熱點(diǎn)方向；</li><li>研究手段通常為現(xiàn)場震害勘察、模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬，但現(xiàn)場勘察及模型試驗(yàn)通常受到各種條件限制而難以進(jìn)行，相比而言，數(shù)值模擬成為現(xiàn)在研究<span style="color: rgb(25, 27, 31);">可液化砂土中樁基橋梁結(jié)構(gòu)的常用手段；
圖3 熔融金屬液滴噴出模擬
液滴聚結(jié)和凝固
實(shí)驗(yàn)研究了加熱的基體上層內(nèi)液滴的凝固，該過程可以用液滴之間中心到中心的間距以及液滴噴射頻率的函數(shù)進(jìn)行描述。
在這個(gè)分析中，液態(tài)鋁的球形液滴從3毫米的高度沖擊加熱的不銹鋼基體。
將8個(gè)人分別放在AB兩個(gè)房間，溫度都是12度，風(fēng)速都是0.5m/s，A房間濕度24%，模擬干冷；B濕度90%，模擬濕冷。人身上貼有熱電偶和熱流計(jì)，可測量皮膚平均溫度和散熱量，持續(xù)觀測2小時(shí)。
得到結(jié)論，濕度大的B房間8人身體平均溫度更低，且散熱量更大。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果看，濕冷更冷。
但這結(jié)論是普適的嗎？它的理論依據(jù)又是什么呢？
七、結(jié)論
FLOW-3D AM 軟件可以模擬預(yù)熱溫度對熔池演化的影響，并且可以提供非常詳細(xì)和可靠的熱/流信息。
作為綠色能源倡議的一部分，液化氣、沼氣或氫氣等環(huán)保燃料正在取代火力發(fā)電廠使用的化石燃料。
透平機(jī)械設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是調(diào)整燃燒系統(tǒng)，以適應(yīng)這些新燃料，在保持低排放的同時(shí)可靠高效地發(fā)電。
Cadence高保真計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬在設(shè)計(jì)和優(yōu)化下一代高性能、高效和可靠的透平機(jī)械中起著關(guān)鍵作用。
作為綠色能源倡議的一部分，液化氣、沼氣或氫氣等環(huán)保燃料正在取代火力發(fā)電廠使用的化石燃料。
透平機(jī)械設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是調(diào)整燃燒系統(tǒng)，以適應(yīng)這些新燃料，在保持低排放的同時(shí)可靠高效地發(fā)電。
Cadence高保真計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬在設(shè)計(jì)和優(yōu)化下一代高性能、高效和可靠的透平機(jī)械中起著關(guān)鍵作用。
接口輸出格式是脈沖在RS232(MB7360系列)或TTL(MB7380系列)中，寬度、模擬電壓和數(shù)字串行。工廠校準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)的。
因此，本文將對應(yīng)用在液化天然氣輸送裝置中的超低溫上裝式球閥(后簡稱“LNG超低溫球閥”)內(nèi)部的介質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行仿真計(jì)算，為LNG超低溫球閥的安全使用提供一定的理論支持。
2 物理模型和數(shù)值模擬方法
2.1 LNG超低溫球閥物理模型
計(jì)算所采用的LNG超低溫球閥三維如圖1所示。LNG超低溫球閥主要由支架、閥桿、加長閥蓋、球體、閥體、前后閥座以及連接件、密封件等構(gòu)成。
提供模擬和數(shù)字信號(hào)輸出。直接扭矩測量的范圍高達(dá)400 kNm，并且非常容易安裝和參數(shù)化。
