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题目: 基于PLC的污水处理系统设计摘要污水处理是当前经济发展面临的社会问题，直接关系居民生活健康，环境和谐。我国大多数污水处理控制系统处于继电器控制系统，自动化程度不高，安全标准低，管理复杂繁琐，污水处理的成本高。为了解决以上问题，需要对污水处理控制系统进行自动化控制设计，在改善污水处理工艺的基础上，提高自动化程度，达到系统稳定，优化运行的效果。本污水处理控制系统设计基于西门子S7-300系列可编程控制器，可编程控制器作为控制系统的大脑，按照工艺说明分析，对各种外部输入信号按照系统的工艺分析结果及程序设计流程，完成系统各项工艺功能的实现，通过上位机系统将当前的状态进行显示和参数设定等控制。按照方案的选择和设备型号的选择，该可编程控制器设计小巧，功能强大，运行稳定。本系统设计首先进行工艺分析，确定该系统设计的工艺控制方案，完成系统硬件部分的型号选择计算以及总体控制方案的设计。在此基础上进行硬件分析和图纸设计，完成工艺流程图的设计以及程序的编写，对上位机进行组态设计，监控系统状态及数据并且根据实际工艺修改当前参数，达到系统可视化的要求。通过程序仿真设计以及上位机联机调试和修改，系统安全可靠、使用灵活、扩展性强、开发周期短，后期修改方便，达到本设计的工艺要求，以及为后期系统升级改造创造条件。关键词：可编程控制器；污水处理；MCGS

隧道衬砌背后空洞对隧道稳定性影响研究摘要隧道衬砌与围岩之间相互作用构成了一个整体，然而很大比例的隧道衬砌与围岩之间是存在空洞的，这些空洞会降低隧道在地震发生时的稳定性。这些空洞由于存在于衬砌与围岩之间，较为隐蔽导致难以发现，同时也难以对其成因进行分析，更难以进行处理。因此，必须重视这些空洞对隧道动力稳定性的影响，对其的研究有极其重要的学术价值和实践意义。本文采用理论推导、数值模拟和实例分析相结合的方法，研究分析了带有空洞的隧道在地震作用的影响下的动力响应规律，同时研究了空洞的各类参数对隧道衬砌和围岩受力的影响规律，根据隧道震害机理，分析并提出了一种较为简单方便的地震响应计算方法，本文得出如下结论：（1）在地震荷载加载时，一般水平波反应最大，竖向波反应最小。岩土体的整体反应基本上不受隧道的影响，结构上出现的附加内力大部分是由围岩的差异变形所引起的。（2）在水平地震作用下，空洞出现在拱腰处时对隧道的影响大于空洞出现在拱顶处时，空洞对隧道的影响与隧道的初始受力成正比例关系，而环向角度和纵向长度对隧道产生的影响明显要大于空洞的深度对其的影响，同时隧道纵向存在强烈的端部效应现象。（3）隧道与岩土体的运动规律基本相同，没有比较大的相位差，而隧道和空洞对岩土体的动力反应非常小，可以忽略不计。（4）在地震荷载作用下，拱顶空洞会使衬砌的应力出现波动，衬砌上可能会出现破坏，而空洞处的岩土体会发生塑性应变的累积，这种现象会降低衬砌的稳定性。（5）隧道附加内力的出现是由岩土体的差异变形引起的，水平波的动力响应一般都比竖向波的动力响应要大，纵向波作用时隧道的空洞处很容易会出现端部效应现象。关键词：隧道衬砌；空洞；动力响应；围岩 Abstract Tunnel lining and surrounding rock is an interaction as a whole, butthere are quite a proportion of the lining after cavitation and have athreat to the stability of tunnel under seismic action. Hole in a secludedenvironment its discovery, genetic analysis and treatment of difficult, so thelining hole behind the effects of dynamic stability of the tunnel research hasimportant academic value and practical significance. In this paper, the theory and numerical simulation combined withpractical engineering analysis method, studied the earthquake under the actionof law of the dynamic response of the tunnel are empty, discusses such factorsas the position of the hole, size of lining and surrounding rock stressinfluence law of earthquake damage mechanism of the tunnel are analyzed, at thesame time also puts forward a simplified calculation method of the seismicresponse, mainly draws the following conclusion： (1) the seismic load loads, the maximum horizontal wave response,minimum vertical wave response.The overall reaction of rock and soil massbasically not affected by the influence of the tunnel, structure on theadditional internal force is mostly caused by the difference of deformation ofsurrounding rock. (2) under horizontal seismic action, hole appeared at hance isgreater than its influence on tunnel hole appeared in the vault, empty on theinfluence of the tunnel and the initial stress of the tunnel directlyproportional relationship, and toroidal Angle and the longitudinal length ofthe impact of tunnel obviously than the depth of the hole to its influence, atthe same time tunnel longitudinal end effect exists strong phenomenon. (3) the tunnel and the movement rule of rock mass basic same, nolarger phase difference, and tunnels and empty to the dynamic response of rockand soil mass is very small, can be neglected. (4) under earthquake load, the arch hole can make the stress of thelining of volatility, lining damage, may appear on the empty place ingeotechnical experience the accumulation of plastic strain occurs, thisphenomenon will reduce the stability of the lining. (5) the presence of the additional internal force of tunnel iscaused by the difference of rock and soil mass deformation and the dynamicresponse of a horizontal wave usually is bigger than the vertical dynamicresponse of wave, vertical wave effect when the empty place is easy to appearthe end of the tunnel effect. Key Words：tunnel lining；Cavity；Dynamic response；Thesurrounding rock 目录 1绪论... 1 1.1引言... 1 1.2国内外研究现状... 1 1.2.1隧道及地下结构抗震研究现状... 1 1.2.2隧道及地下结构震害作用机理分析... 4 1.2.3隧道衬砌背后空洞研究现状... 5 1.2.4隧道衬砌背后空洞形成原因及危害... 6 1.3衬砌背后含空洞隧道研究存在的问题... 7 1.4研究内容、方法... 8 1.4.1主要研究内容... 8 1.4.2研究方法... 9 2隧道工程地震动力分析理论与方法... 10 2.1隧道工程地震动力分析方法... 10 2.1.1解析与半解析法... 10 2.1.2数值计算方法... 11 2.2动力有限元法... 12 2.2.1平衡方程的求解... 12 2.2.2结构阻尼的确定... 13 2.2.3材料的本构模型... 13 2.3人工边界条件... 14 2.3.1人工边界条件的提出... 14 2.3.2粘弹性人工边界参数... 15 2.3.3ANSYS中边界条件设置... 17 2.4地震波反演、选择与加载... 18 2.4.1地震波的反演... 18 2.4.2地震波的选择与修正... 20 2.4.3地震动的输入方法... 21 3衬砌背后三角形空洞力学特性研究... 23 3.1有限元模型... 23 3.2不同环向尺寸的空洞... 23 3.2.1空洞环向为60°. 23 3.2.2空洞环向为45°. 26 3.2.3空洞环向为30°. 28 3.2.4空洞环向为15°. 31 3.2.5空洞环向为8°. 33 3.3不同高度的空洞... 35 3.3.1空洞高度为1.5m.. 35 3.3.2空洞高度为1.0m.. 38 3.3.3空洞高度为0.5m.. 40 3.4不同纵向长度的空洞... 42 3.4.1空洞纵向长度为2.0m.. 42 3.4.2空洞纵向长度为1.6m.. 45 3.4.3空洞纵向长度为1.2m.. 47 3.5小结... 50 3.5.1隧道结构位移及应力分析... 50 3.5.2安全系数与初支应力的回归趋势线分析... 51 4有空洞隧道的地震动力响应规律分析... 52 4.1隧道地震动力响应评判标准... 52 4.1.1隧道地震动力响应特点... 52 4.1.2地震安全允许振动速度... 52 4.2地震动力分析数值模型设计... 53 4.2.1基本条件假定... 53 4.2.2模型尺寸与材料参数... 53 4.2.3模型的动力计算参数... 54 4.3不同地震作用下隧道响应规律分析... 54 4.3.1存在空洞时隧道的静力受力情况分析... 54 4.3.2水平剪切波作用下的变形与应力分析... 56 4.3.3竖向压缩波作用下的变形与应力分析... 61 4.3.4纵向剪切波作用下的变形与应力分析... 65 4.4本章小结... 71 5结论与展望... 72 5.1结论... 72 5.2展望... 72

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