粗粒料湿化变形后的抗剪强度分析

采用大型三轴仪,对双江口坝壳粗粒料进行了不同围压、不同应力水平的湿化试验研究,并对湿化变形后的抗剪强度进行了分析。各个湿化应力水平下的抗剪强度指标近似相等,其c值在风干态和饱和态之间,更接近于饱和态值,而? 值也有相同规律,其值较固结排气剪略有降低,更接近于饱和态的摩擦角。     

闽西山区旅游开发与脆弱生态环境耦合发展机制研究之展望

深入研究闽西山区旅游开发与脆弱生态环境耦合发展机制,即通过建立山区生态脆弱性评价指标体系、研究脆弱生态环境与旅游开发耦合发展、构建闽西生态脆弱区旅游资源开发模式及建立旅游发展预警系统等措施来实现闽西山区旅游开发与脆弱生态环境保护的良性耦合。学术贡献主要体现在：理论层面上可以建立一种适用于山区型生态脆弱区生态环境与旅游开发协调发展的分析框架,在应用层面上实现旅游资源适度开发与生态环境有效保护,促进山区型生态脆弱区生态资源可持续发展。为实现研究目标,本研究从人地关系角度出发提出自上而下、自下而上相结合的技术路线。     

半干旱区植被风沙动力过程耦合研究:Ⅰ.模型

从植被生长和风沙活动之间的相互作用机制出发,建立了植被-风沙动力耦合模型。模型包括生物量动力学方程和风蚀量动力学方程。生物量动力学方程主要考虑了植被生产潜力在植被覆盖地表和非植被覆盖地表上的转化、生物量自身消耗以及风蚀量对生物量的影响;风蚀量动力学方程主要考虑风蚀潜力在流沙地表和非流沙地表上的转化以及生物量对风蚀量的影响。根据我国北方半干旱地区相关研究成果对模型中的参数取值进行了探讨,以便进行模拟和应用研究。     

煤层处置CO2 的二元气- 固耦合数值模拟

利用不可开采煤层处置二氧化碳可以有效控制温室气体的排放量并可驱动和增加煤层气资源的开采量。二氧化碳注入煤层处置后引入一个复杂的CH4-CO2二元气体与煤体的气固耦合问题,耦合了二元气体竞争吸附、竞争扩散,气体渗流以及煤体变形过程。基于COMSOL Multiphysics建立了二元气固耦合的有限元数值模型,并应用数值模拟实验对二元气固耦合进行了机理分析。模拟结果表明,CO2注入煤层后不断驱替CH4,CH4组分明显减少;气体吸附引起的煤层膨胀量可以抵消部分有效应力引起的压缩变形,由于CH4-CO2二元气体较单一CH4引起的煤层吸附膨胀量大,二氧化碳注入煤层后可以缓解煤层的压缩变形;不同孔隙压力条件下,吸附膨胀与孔隙压力两者竞争作用引起的煤层净变形不同,而净变形也控制着煤层孔隙压力和渗流率的变化,煤层渗透整体呈现先降后升,模拟进行到4.66×107 s时煤层渗透率发生反弹。     

应力应变与温度响应关系的理论与实验研究

应力应变与温度响应规律是热辐射与应力应变之关系的基础,当前的研究初步揭示了热场对变形场的响应,显示岩石在常温条件下也有受热膨胀材料的特点,温度作为一种标量对变形有很灵敏的响应.然而并没有给出变形与温度响应之间的物理关系.本文根据热力学原理,弹性理论以及理想材料和岩石样本力学实验,对应力应变与温度响应之间的物理规律进行研究.结果表明,在介质弹性变形阶段,对于各向同性材料,应力应变与温度响应之间存在下列关系：1）温度响应与体应变变化成正比.静水压增加,体积变小,标本处于挤压状态,温度上升;静水压减小,体积增加,标本处于拉张状态,温度下降.2）纯剪变形不引起温度变化.样本的形状改变并不引起温度变化.另外,纯剪状态下,样本的局部存在相对拉张与挤压区,其温度会随着外载荷的变动出现一定变化,且相对拉张和挤压区的温度变化趋势刚好相反.     

大型储液罐摩擦摆基底隔震控制分析

针对弹性钢制圆柱储液罐,基于Haroun-Housner模型,将连续流体质量等效为3种集中质量,分别为:对流质量、脉冲质量和刚性质量,与这些集中质量连接的相应刚度取值依赖于储罐壁和流体质量.在水平地震激励下,在储罐底部加摩擦单摆支座,给出了简化的液体 - 储罐-隔震支座的力学分析模型,建立了摩擦摆支座基底隔震体系的振动控制方程,并利用Newmark逐步积分法对控制方程进行了数值求解,研究了摩擦摆支座基底隔震的储液罐地震反应,验证了FPB隔震的有效性.     

地下储液罐抗爆炸地冲击作用的流固耦合有限元分析

储液罐的抗震性能虽然得到了较为深入的研究,但对其抗爆炸产生的地冲击作用的研究还十分罕见。本文通过建立流固耦合的数值分析模型,研究爆炸地冲击作用下地下立式储液罐的动力特性,包括储液晃动波高、罐壁的应力和应变、底板的提离和浮放储液罐的“象足”变形产生原因及破坏机理等。研究结果表明,储液罐在爆炸地冲击荷载和地震荷载作用下的动力响应有明显区别,地震荷载作用下的储液罐抗震验算方法不适用于爆炸地冲击荷载。     

双剪双参数强度准则硬化函数的探讨

目前双剪强度理论在工程实际中得到了广泛的应用。基于双剪理论和相关流动法则,采用各向同性强化法则,选用等效塑性应变作为强化参数,从一致性条件出发,推导出双剪双参数强度准则本构模型硬化函数的显式表达式,并利用单轴加载试验数据得到硬化函数与硬化参数之间的微分关系,推导出考虑硬化的双剪双参数强度准则本构模型的弹塑性刚度矩阵,给出了求解双剪强度理论硬化函数的另一思路。通过工程算例验证,得出一些结论对实际计算具有一定的指导意义。     

水平-摇摆耦合振动波阻板主动隔振三维分析

为研究三维地基中波阻板（简称WIB）的隔振效果,建立了以薄层法基本解答作为格林函数的半解析边界单元法。对水平-摇摆耦合激振作用下WIB隔振系统的主动隔振进行了计算,详细分析了WIB参数对隔振效果的影响。研究表明,WIB可以有效地隔振;增加WIB的厚度、提高WIB的弹性模量、减小WIB 的埋深可以有效提高隔振效果,而增加WIB的直径可以显著降低WIB范围内地表位移振幅,但对WIB范围外的地表位移影响较为复杂。     

不耦合装药爆破对硬岩应力场影响的数值分析

爆破地震勘探石油是一种重要的方法,但爆破地震效应与爆破参数、地质条件等密切相关。采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对柱状炸药与药孔壁之间为空气或其他介质以及空隙间距变化时碳酸盐岩岩石中爆炸应力波的传播规律和爆炸地震波能量的衰减特性进行了数值模拟研究,得到了不耦合装药爆炸时岩石应力、振动速度的衰减规律以及与不耦合系数、间隙介质的关系,分析了不耦合效应对爆炸地震波能量的影响。研究表明,不耦合或耦合不好时会使岩体中爆炸应力波的强度大大降低;耦合状态对岩体应力及速度的衰减系数和衰减指数影响较大;在空隙中注水或灌满泥浆会改善它们的耦合关系,增大下传的爆破能量。所得成果可为我国西南地区优选适合碳酸盐地层地震勘探的激发因素提供技术途径和方法。