红土镍矿流态化机理及内因参数研究

发布时间：2017-05-24 04:06

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【摘要】：“易流态”货物是散装固体货物中极特殊的一种,在船舶运输过程中,由于风浪、机器振动等作用,在其含水量超过一定值时,易流态化,并影响船舶的稳性,甚至造成船舶的倾覆。红土镍矿是典型的易流态货物,已发生过多起流态化事故。为监管“易流态化”货物,国际海事组织出台了《国际海运散装固体货物规则》,由于该规则并未给出“易流态化”货物的判定准则。因此,本文基于对红土镍矿的流态化机理和影响流态化的内因参数研究,以期对易流态化货物的判定等提供一定的理论基础。本文用土体的液化机理解释了红土镍矿流态化机理。首先,对IMSBC规则中对于“流态化”的解释和土体液化的机理进行深入研究,并对两者进行了比较,从理论上论证了两者的一致性。然后,对红土镍矿分别进行了插入度实验和动三轴实验研究,实验论证了从振动液化角度解释流态化机理的合理性。最后,本文对红土镍矿的动三轴实验进行了数值模拟,用有限元数值分析的方法对影响红土镍矿流态化的部分参数进行了研究。本文通过对IMSBC规则和土体振动液化理论的深入研究,并结合实验,研究了红土镍矿的流态化机理。运用了土体的边界面模型,在三维有限元软件中,对红土镍矿的动三轴实验进行了数值模拟。通过理论、实验和数值模拟分析,找出了影响红土镍矿流态化的内因参数和其对流态化的影响规律。
【关键词】：红土镍矿 流态化机理 内因参数 动三轴实验 数值模拟
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U695.27
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 主要研究内容14-15
• 第2章 红士镍矿流态化机理15-25
• 2.1 土的基本特性15-20
• 2.1.1 土的概念及土的组成15-16
• 2.1.2 土的物理指标、水理指标和力学指标16-20
• 2.2 土的振动液化20-23
• 2.2.1 土的液化机理20-21
• 2.2.2 影响液化的主要因素21-23
• 2.3 IMSBC规则流态化解释与土体液化理论比较分析23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 红土镍矿流态化实验研究25-39
• 3.1 红土镍矿插入度实验25-30
• 3.1.1 实验简介25
• 3.1.2 实验仪器及步骤25-27
• 3.1.3 实验结果分析27-30
• 3.2 红土镍矿动三轴实验研究30-36
• 3.2.1 实验对象及目的30-31
• 3.2.2 实验仪器及原理31-33
• 3.2.3 实验步骤33-35
• 3.2.4 实验结果分析35-36
• 3.3 实验总结36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 红土镍矿动三轴实验数值模拟39-49
• 4.1 动三轴实验数值模拟现状39-40
• 4.1.1 本构模型39-40
• 4.1.2 数值模拟方法40
• 4.2 土的边界面模型40-44
• 4.2.1 数学方程41-43
• 4.2.2 模型参数43-44
• 4.3 ABAQUS模拟动三轴实验44-47
• 4.3.1 ABAQUS软件简介44-45
• 4.3.2 ABAQUS中模型的建立45-47
• 4.4 数值计算结果47-48
• 4.4.1 孔压曲线拟合情况47
• 4.4.2 误差分析47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 红土镍矿流态化内因参数研究49-58
• 5.1 影响红土镍矿流态化内因参数49
• 5.2 影响红土镍矿液化内因参数数值模拟49-56
• 5.2.1 初始孔隙比对于液化的影响49-51
• 5.2.2 内摩擦角对于液化的影响51-54
• 5.2.3 塑性指数于液化的影响54-56
• 5.3 红土镍矿流态化内因参数与海运安全运输56-57
• 5.3.1 内因参数关联性分析56
• 5.3.2 红土镍矿安全运输建议56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 总结与展望58-61
• 6.1 总结58-59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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