An improved discrete element method based on a variational formulation of the frictional contact law

An improved algorithm based on the contact dynamics approach is proposed. Like previous developed algorithms it involves two stages. In the first one (local stage) for each particle, forces are computed from the relative displacement using an interaction law, which models frictional contact and shock. In the second stage (global stage) Newton's second law is used to determine, for each particle, the resulting acceleration which is then time-integrated to find the new particle positions. This process is repeated for each time step until convergence is achieved. The two distinguishing features of the present algorithm are the local integration of the frictional contact law and the convergence criterion. By adopting a variational statement of the frictional contact law based on the bi-potential concept, the integration procedure is reduced to a single predictor-corrector step and a new convergence criterion is introduced. Both aspects significantly reduce the computing time and enhance the convergence. Numerical applications show the robustness of the algorithm.     

非饱和黄土基质吸力的变化

天然状态下存在大量的非饱和黄土。因此,非饱和黄土中存在的基质吸力在很大程度上可以控制抗剪强度。本次研究的非饱和黄土土样采自中国兰州市,用以展开室内试验,探讨黄土中基质吸力的变化规律以及其脱离含水量的影响因素。结果显示:结构性、矿物成分以及可溶盐含量是控制非饱和黄土基质吸力变化的最重要的三个影响因素。其中,残余含水量和土样密度有相反的相互关系。土样中存在大量的蒙脱石和伊利石的互层(I/S),以及土样中存在的可溶盐也在某种程度上影响着基质吸力的变化。     

基于开挖的增强型地热系统概述

地热能赋存于地球内部岩土体、流体和岩浆体中,是一种永久的、可再生的、储量丰富的清洁能源。地热能的开发,尤其是干热岩的开发利用,有可能成为解决人类未来能源危机的重要途径。目前采用的干热岩开采方法被称为增强型地热系统(EGS)。热储地质环境的复杂性和水力化措施对天然裂隙的依赖性,造成多数的EGS项目存在热储体积和换热面积不足、工质流量小、终端温度低,以及诱发地震风险等局限性,致使干热岩开发始终未能大规模商业化。基于开挖的增强型地热系统(EGS-E)的提出为突破传统EGS的技术弊端和规模局限提供了新思路。文章在其概念模型的基础上,从系统原理、工程构想、技术优势等方面对EGS-E进行了更详尽的阐述。EGS-E采用开挖、爆破、崩落等采矿技术,形成了独特的热储致裂系统和热能交换系统,能够大幅度降低地质环境对热储质量的限制,具备构建定制的热储空间、形成充足的换热面积,维持稳定的工质流量与温度及减少诱发地震风险等优势,为干热岩开发的商业化提供了新的解决方案。     

干振碎石桩处理地基技术及应用实践

干振碎石桩作为软地基处理的手段之一,目前在国内外已得到广泛应用,笔者根据多年来的施工实践,并结合工程实例,对该工艺技术方法对其作用机理进行了探讨,并通过工程实例的分析,对该技术的应用前景作了展望。     

含盐土渗透系数变化特征的试验研究

对含盐土的渗透系数进行了室内试验研究.结果表明:在干容重相同的情况下,渗透系数随着含盐量的增加而减小;对同一类型土,随着含盐量的增加,硫酸盐土的渗透系数要比氯盐土渗透系数减小显著;在干容重和盐类相同的情况下,细颗粒含盐土的渗透系数要比粗颗粒含盐土的渗透系数减小显著.在含盐量相同的情况下,同一种土的渗透系数随着干容重的增大而减小.当干容重在一定的范围内时,渗透系数与干容重呈线性关系,但当干容重超过该范围时,渗透系数与干容重呈幂函数关系.     

粘性土体断裂韧度KIC研究

本文提出了利用矩形横截面单侧开缝土试件测定粘性土体断裂韧度K_(IC)的方法,并通过对黄河小浪底水利枢纽工程粘性土试样的K_(IC)值测定,研究了粘性土的干容重、含水量变化对K_(IC)的影响。     

唐山地区3～4 km深部地应力测量及断层稳定性分析

地应力大小和方向是干热岩开发中注采井网部署、水力压裂设计和诱发地震评估等方面的重要基础数据。本文利用非弹性应变恢复(ASR)地应力测试方法,实测获取了唐山市乐亭县马头营干热岩勘探区3～4 km深度范围的地应力状态。研究结果表明:(1)地应力量值随深度增加而加大,3139～3934 m深度范围内水平最小主应力介于59.0～90.7 MPa之间,水平最大主应力介于103.7～123.6 MPa之间。水平最大主应力方向介于N83°～114°E之间。(2)三向主应力总体表现为σ_H>σ_v>σ_h,表明研究区3～4 km深度构造应力占主导地位,该应力状态有利于走滑断层活动。(3)利用摩尔-库伦准则对邻区断层的稳定性进行分析,结果表明研究区3～4 km深度范围内的断层总体处于稳定的应力环境。(4)干热岩注水开发与断层稳定性分析表明,在统一的区域地应力场作用下,研究区3900～4000 m干热岩注水开发过程中,当地面持续注入压力达到或超过约28 MPa时,可能引起场区内断层的滑动失稳,导致中小地震的发生,在干热岩开发利用中需注...     

武警湖北省总队团职楼深基坑设计与施工

针对武警湖北省总队团职楼深基坑极为复杂的地质条件和周边环境,采用桩锚、锚喷网、放坡挂网喷砼和双排粉喷桩的联合支护方案,保证了基坑施工和周边建筑物及地下管线的安全,降低了工程成本,缩短了工期,取得了很好的经济效益和社会效益。     

中国典型干热岩潜力区的地热深井部署

我国干热岩开发研究领域起步晚,在深部地质、地热、水文地质、钻探、地球物理等多方面存在难题。高温深井钻探的难度大、投资高和风险大,布井是高温地热资源开发需解决的首要问题。科学布井可以降低钻探难度、风险和投资。干热岩试验靶区遴选结果显示:羊八井、腾冲、漳州等为我国典型干热岩开发潜力区。但我国干热岩地热深井钻探超前于基础理论研究,钻探存在盲目性、低效性和不确定性。本文对上述3个典型干热岩潜力区的地热深井布署条件做了分析,其结果具有重要理论价值和实践价值,可促进我国干热岩开发研究。     

干法灰化和微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定植物样品中22个主次量元素

采用干法灰化和微波消解两种样品分解方法处理植物试样,用电感耦合等离子体发射光谱法测定样品中铝、钡、钙、铜、钾、镁、钠、铁等22个主、次量元素的含量,用两种前处理方法对国家一级标准物质进行测定,比对测定值与标准值,验证两种方法的准确度和精密度。结果表明,不同的样品分解方法对各元素的测定结果会产生不同程度的影响。选择适宜的分解方法可以大大提高植物样品中铝、铁、硫等元素测定结果的准确度。干法灰化和微波消解两种前处理方法的精密度(RSD,n=11)均小于5%。