灰岩三轴循环力学特性及能量演化特征试验研究

岩石的三轴力学特性及变形破坏特征对于指导地下工程稳定具有重要的意义。针对徐州地铁地层中灰岩开展了常规三轴和三轴循环加卸载试验,基于围压变化,分析其应力应变曲线、强度特征、破坏模式和能量演化特征,确定了灰岩力学特性及能量演化特征。具体结论如下,围压的升高会造成灰岩的弹性模量、变形模量、峰值强度和损伤阈值均逐渐增大,破坏模式由拉伸破坏转变为剪切破坏;三轴循环加卸载下灰岩的材料属性劣化程度要低于常规三轴,裂纹的贯通网络要比常规三轴的更为复杂;循环加卸载过程中能量演化呈现不同趋势,可依据单个循环内弹性能快速降低和耗散能快速升高作为岩石破坏的前兆信息。研究结果可为徐州地铁隧道和硐室的开挖及支护提供一定的指导。     

裂隙粗砂岩渗透率的应力与时间效应研究

为了探究爆破增渗对储层改造后裂隙岩体渗透率随应力与时间的演化规律，通过室内试验，研究了应力和时间作用下单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩渗透率演化规律。主要结果如下：在应力和时间影响下，多裂隙粗砂岩的渗透率始终高于单裂隙粗砂岩，但在应力影响下其应力敏感性系数低于单裂隙粗砂岩，并且同一种类型的裂隙粗砂岩渗透率应力敏感性系数存在孔压>围压>轴压这一关系。单裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低，随孔压增加而升高。其渗透率应力敏感性系数随轴压和孔压的增加而增大，随围压的增加而降低；多裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低，随孔压增加先降低后增加。其渗透率应力敏感性系数随轴压的增加而降低，随孔压的增大而增大，随围压的增加先增加后降低。在渗流-时间试验中，单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率随时间演化主要呈3个阶段，第1阶段渗透率快速降低，第2阶段缓慢降低，第3阶段趋于稳定。在开始的24 h内，单裂隙粗砂岩的渗透率降低幅度大于多裂隙粗砂岩。之后随着时间的变化，单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率逐渐稳定。     

基于测井数据的砂岩三轴抗压强度预测模型

岩石的抗压强度对于优化钻头选型具有重要的意义。针对石油钻井中常遇到的砂岩提出了一种基于测井资料的三轴抗压强度解释模型,该模型是以测井声波、密度、伽马值等数据为主,以单轴抗压强度的解释结果为基础,结合围压下砂岩力学性质实验以及砂岩孔隙度变化实验结果所建立的。研究表明：围压对砂岩强度有较明显的影响,随着围压的增大,砂岩的三轴抗压强度也增大;砂岩的孔隙度随围压的增大而减小,且服从对数函数变化规律。     

不同围压作用下的力学和岩石声发射特性数值实验研究

运用岩石破裂分析RFPA2D系统,研究不同围压对岩石材料强度、变形特性、破坏形式的影响规律,进一步对不同围压下岩石破坏的声发射特性进行深入研究.从模拟结果可看出:随着围压的增大,岩石试件变形过程中的延性区间增长;所得到的围压与抗拉强度的关系是非线性曲线,说明使用的数值模拟系统能够反应出岩石复杂的、非线性的破坏过程.同时,通过研究岩石破坏过程中声发射的变化规律发现随着围压的增加,岩石声发射频度最大时刻存在滞后效应,且各阶段的力学行为造成不同阶段岩石内部的结构变化的特征信息.     

冰碛体三维细观结构随机重构及大型三轴试验离散元模拟研究

基于凸多面体顶点和面之间的拓扑关系，利用python语言编制三维随机块石生成程序，对生成的块石填充土体进而形成冰碛体数值模型。采用块体离散元程序对不同冰碛体试样进行了大型三轴试验模拟，研究了空间分布、围压大小和块石含量对冰碛体力学特性及变形破坏的影响。数值模拟结果表明，在三轴加载下，冰碛体试样发生剪胀现象，破坏后的剪切带表现出一定的绕石现象，形态上呈非对称的X形分布且受块石含量、空间分布、围压大小共同影响。冰碛体强度随着围压的增大而增大，侧面鼓胀随围压增大而减小，当围压大于800 kPa时，冰碛体在破坏后表现出应变硬化；随着含石量由5%增至35%,冰碛体黏聚力提高了68.21 kPa,内摩擦角提高了8.63°,内部块石分布造成的强度差异由0.03%增长到7%。其中含石量15%～30%阶段，抗剪强度参数急剧增大，块石对土颗粒约束增强，冰碛体由“块石悬浮”转变为“土石密实”,其余阶段黏聚力和内摩擦角缓慢增大。     

不同风向角下宽厚比为1∶4的矩形柱气动特性试验研究

基于刚性模型测压风洞试验,分析了0°～90°风向角范围内宽厚比为1∶4矩形柱的气动特性,得到了其风压系数、气动力系数和斯托罗哈数随风向角的变化规律。结果表明,平均阻力系数随着风向角的增大先减小后增大;平均升力系数的绝对值随着风向角的增大先增大后减小;平均扭矩系数分别在α为55°和85°时取得极小值和极大值。脉动气动力系数在α≤25°时整体较α>25°时大。斯托罗哈数在α为15°～35°和85°～90°时发生了突变现象。     

非轴对称超声速引射器实验研究

通过一系列试验分别研究了主次流压比、温比以及增压比对非对称结构的超声速引射器性能的影响。实验结果表明:存在一个最佳的主次流压比对应最大的引射系数,此时在平直段的出口刚好不出现激波,流体马赫数接近1;增大主次流温比,次流流量基本不变,主流流量降低,引射系数增大;引射系数随着增压比的增大而大幅度降低,甚至引起引射器不工作;虽然提高主次流压比能使引射器工作在更大范围的增压比下,但引射系数可能因为主次流压比的增加而降低。     

损伤是影响岩石强度的重要因素

本文重点阐述了损伤对岩石强度的影响，提出了损伤对岩石破碎过程的力学反映。并获取了传压系数，传剪系数与岩石强度及损伤因子间的关系。     

内蒙古重载交通半刚性基层沥青路面预防性养护时机研究

依据内蒙古地区不同建设期典型半刚性基层沥青路面结构和交通状况调查,建立路面结构有限元模型并确定荷载参数,考虑路面结构典型破坏模式,结合半刚性基层材料疲劳试验规律,计算分析了路面结构在材料模量衰减、不同重载作用下,半刚性基层层底拉应变值及其变化规律,得出:层底拉应变随路面结构层模量的衰减、荷载的增加,呈现逐渐增加的趋势,该趋势在基层材料模量衰减至初始值40%后更加明显;疲劳破坏拉应变限值位于基层材料模量初始值40%～60%对应的拉应变之间,建议将该模量范围作为预防性养护时机的依据.     

切角凹槽矩形截面桥塔的气动特性试验研究

基于刚性模型测压风洞试验方法,研究了不同切角率和凹槽率的矩形截面桥塔气动特性随风向角的变化规律。结果表明,切角凹槽矩形截面桥塔气动特性随风向角的变化会出现2个临界风向角αcr1和αcr2,临界风向角附近气动特性出现突变。当0°≤α<αcr1和αcr2<α≤90°时,随风向角增大,平均阻力系数和脉动升力系数先减小后增大,斯托罗哈数先增大后减小;当αcr1<α<αcr2时,平均阻力系数和脉动升力系数变化不大,斯托罗哈数消失。2个临界风向角间的范围随切角率的增大而减小,随凹槽率的增大而增大。同一风向角下,气动特性受凹槽率影响较小;随切角率的增大,平均阻力系数减小,斯托罗哈数增大,脉动升力系数变化较小。     

低渗气藏多次应力敏感测试及应用

低渗透气田在我国已开发气藏中占有相当大比例，应力敏感性对气田开发的影响已逐渐引起人们重视。针对目前大多数低渗透气田应力敏感测试仍然采用定内压变围压测试方式所存在的与实际气田开发过程中内压变化上覆压力恒定的变化规律不一致的问题，研究提出了变内压定围压测试方法，采用该方式测试低渗透岩芯在净上覆压力六升六降过程中应力敏感性,并应用测试的应力敏感曲线对低渗透气井试井特征及单井生产动态进行研究。结果表明：变内压定围压测试方法更接近于气田实际压力变化过程；（不）考虑应力敏感试井分析两者在试井特征曲线第II阶段相差较大，五开五关试井分析表明渗透率应力敏感效应的存在对气藏的开发是不利的；应力敏感对单井模拟井底流压影响很大，考虑应力敏感时，气井生产压差明显增大。因此，在低渗透气田开发过程中，必须注意应力敏感对气田开发的影响。     

流体滑环压损理论计算与仿真分析

为研究流体滑环旋转传输过程中的流道压损,对流体滑环旋转传输局部压损进行简化分析,提出流体滑环压损理论估算方法,并基于Comsol软件对流体滑环进行数值分析,研究不同流体出入口夹角及环形流道宽度对流道压损的影响规律。结果表明：流体压损理论计算相对数值仿真、试验测试结果误差在20%以内,所提出的理论计算方法可指导流体滑环压损快速评估;流体滑环压损随流体出入口夹角增加呈现先增大、后逐步减小的趋势,当流体出入口夹角为30°时,流体滑环压损最大;流体滑环压损随流道宽度系数的增加逐渐减小,当宽度系数增加至一定值时,流道压损减损效果减弱,最佳流道宽度为等截面设计宽度的0.8～1.2倍。     

移动荷载作用下两跨钢-混组合连续梁桥面铺装动力响应

为研究移动荷载作用下两跨钢-混组合连续梁桥面铺装系统响应,基于有限元软件ABAQUS建立两跨钢-混组合连续梁模型,桥面铺装采用线弹性本构关系,对桥面铺装层施加竖向均布移动载荷,荷载采用Fortran编写的子程序DLOAD实现,分析不同跨数、不同速度、不同载重、不同剪力钉布置和不同轴数等参数作用下,两跨钢-混组合连续梁铺装层的挠度、应力和冲击系数等动力响应。结果表明:在竖向移动荷载作用下两跨钢-混组合连续梁第二跨竖向挠度较大,随着车速的增加先增大后减小,随载重的增加而增大,并随车辆轴数的增加而增大;竖向应力在车速较高时有较大值,并随载重的增加而增大;在横向应力上,铺装层主要承受压应力,而剪力钉和主纵梁主要承受拉应力;在纵向应力上,桥梁各层主要承受压应力;剪力钉的布置对纵桥向剪应力的提高有显著作用;冲击系数随速度的提高变大并趋向稳定,随载重的增加而先减小后增大。     

索承式人行悬索桥自振特性及弯扭耦合特征分析

为了研究索承式人行桥的自振特性及其弯扭耦合特征,以某实际工程为例,采用Midas软件建立了有限元模型,将各振型中横弯分量和扭转分量贡献度的比值定义为弯扭耦合系数β,分析了索承式人行桥振型模态的弯扭耦合特征,以及主缆矢跨比λc、抗风缆矢跨比λw和抗风缆倾角α对自振特性及弯扭耦合特征的影响。研究发现,竖弯振动不存在与其他振型分量的耦合,而横弯和扭转振型存在耦合,且随振动阶数增加,弯扭耦合系数β减小,振型由横弯为主逐渐过渡到以扭转为主;随主缆矢跨比λc减小,弯扭耦合振型频率增大,β减小;随抗风缆矢跨比λw的减小,以横弯为主的弯扭振型(β≥1)频率下降,以扭转为主的则略有增大;增大抗风缆倾角α会使桥梁整体横向刚度下降,但抗扭刚度增加。     

乡村振兴背景下陕西红色文化发展的路径研究——以商南县刘家花屋为例

针对宽厚比为2、圆角率为0.3的矩形柱,采用刚性模型测压风洞试验的方法,在均匀流场中对其表面风压时程在不同雷诺数和不同风向角下进行了测试。分析了不同风向角下平均阻力系数、平均升力系数和平均风压系数随雷诺数的变化规律。结果表明,随着雷诺数的增大,平均阻力系数减小,平均升力系数会产生明显的跳跃现象。迎风侧角点的风吸力会在较高雷诺数时产生明显的突增现象,随着风向角的增大,突增幅度先增大后减小。     

砂土路基力学与变形指标的室内试验研究

通过砂土做道路路基,对其进行了击实、抗剪、压缩模量、CBR值等比较系统的研究,指出了砂土作为路基的填料其剪切强度随着含水量的增加有一个最佳值,压缩模量随着法向应力的增大而增大,CBR值随着压实度的增加,明显增大,但是浸水状态时要降低得多。     

经典测量理论中的信度理论与信度系数——与张敏强教授商榷

文章指出了《教育测量学》一书关于信度理论和信度系数值得商榷之处:系数的定义表述不严谨,未区分信度系数的定义式和估计式,对信度系数定义的评注不符合科学现状,定理的证明含有错误,证明的条件不全,符号使用混乱;建议在入门教材中删除有关信度系数的证明过程.     

基于有限元仿真的轴承压装力计算及其影响因素分析

针对轴承在压装过程中压装力计算问题,运用有限元软件分析了不同过盈量、不同轴承和壳体间摩擦因数对压 装力的影响;分析了当轴承、壳体间存在装配偏差以及壳体存在形状误差时对压装力的影响。研究表明,随着过盈量的 增大时,压装力也将增大;摩擦因数对压装力影响比较大,并且呈现较好的线性关系;当轴承存在位姿偏差或壳体孔倾斜 时,压装力都将增大;当轴承外圈存在鼓形、锥形、倒锥形误差时,压装力将增大,当存在凹形形状误差时,压装力将减小。     

求解信赖域子问题的混合双割线折线法

基于Powell的单折线,Dennis的双折线和赵英良的切线单折线,结合利用Hessian阵的特征值性质,提出了求解信赖域子问题的一种混合双割线折线法.适当条件下,分析了修正混合双割线路径的合理性,同时,数值实验也说明了本算法的可行性.     

屋顶安装光伏太阳能板风荷载试验研究

针对利用屋顶铺设光伏太阳能板的光伏发电项目中,光伏太阳能板对屋顶风荷载的影响问题,采用刚性模型测压试验,得到安装光伏太阳能板屋顶的风压和未安装光伏太阳能板屋顶的风压。分别计算两种情况下屋顶风压系数均值、风压系数正向极值、风压系数负向极值以及屋顶局部体型系数。结果表明,安装光伏太阳能板对屋顶整体风荷载的影响不大,但增大了局部的最强风吸力;安装在屋顶的太阳能光伏板体型系数随位置变化不敏感,取值均在正负0.2之间。