检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊

基于近场动力学的岩石水力压裂数值模拟及裂隙网络定量分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土力学 2024年第2期45卷 612-622页

作者：华涛申林方王志良李泽徐则民昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

基于常规态型近场动力学方法实现了岩石裂隙扩展演化,采用实时追踪新生裂隙面并施加表面压力的方法来模拟压裂液与裂隙表面的相互作用,建立了岩石水力压裂的数值计算模型。根据数字图像处理技术将Zhang-Suen细化算法应用于水力裂隙网络... 详细信息

基于常规态型近场动力学方法实现了岩石裂隙扩展演化,采用实时追踪新生裂隙面并施加表面压力的方法来模拟压裂液与裂隙表面的相互作用,建立了岩石水力压裂的数值计算模型。根据数字图像处理技术将Zhang-Suen细化算法应用于水力裂隙网络的骨架提取,并采用统计方法计算裂隙网络形态参数,提出了水力裂隙网络量化计算方法。最后考虑加载速率、地应力条件及弹性模量等因素影响,研究了水力裂隙扩展过程及裂隙网络形态参数的演化。研究结果表明:当加载速率较小时,主裂隙朝着较大地应力的方向扩展,裂隙分支并不明显;增加加载速率会增大裂隙均宽和裂隙密度,能够促进裂隙的张开程度及裂隙数量,增强裂隙网络的复杂程度并提高其渗透能力。当水平向地应力和竖向地应力相同时,主裂隙呈十字交叉分布;随着竖向地应力的增大,水平裂隙受到抑制作用,主裂隙沿着竖向扩展,而裂隙总长和裂隙密度则呈增加的趋势。岩体弹性模量的增加会减少细小裂隙分支的扩展,使裂隙网络形态趋于简单化。

关键词：岩石水力压裂近场动力学裂隙扩展数值模拟

考虑流体热物理性质动态演化的高温岩石粗糙裂隙渗流传热效应研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1359-1370页

作者：申林方苏威张家明王志良李邵军徐则民昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

为了研究高温岩体粗糙裂隙渗流-传热耦合作用机制,提高地热能的开采效率,基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场及传热温度场的演化过程,考虑流体温度对其运动黏度及热扩散系数的影响,建立模拟粗糙岩石裂隙渗流-传热... 详细信息

为了研究高温岩体粗糙裂隙渗流-传热耦合作用机制,提高地热能的开采效率,基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场及传热温度场的演化过程,考虑流体温度对其运动黏度及热扩散系数的影响,建立模拟粗糙岩石裂隙渗流-传热过程的数值计算模型,并结合经典算例验证计算模型的准确性。最后,基于该模型研究裂隙壁面粗糙程度、流体热物理参数动态演化等因素对其渗流-传热耦合作用机制的影响,并讨论裂隙壁面粗糙程度与地热提取性能指标之间的联系。研究表明:粗糙裂隙壁面的阻碍作用会增大惯性压降,降低渗流流速,使得流体与岩石基质间的传热更充分,出口处的流体温度更高。忽略流体温度对其运动黏度的影响,将会严重高估裂隙内的渗流流速,并低估其热突破时间。随着裂隙壁面粗糙程度的加剧,其热突破时间逐渐增加,而采热速率则呈减小的趋势。当裂隙壁面分形维数为1.0798时,其热突破时间比光滑裂隙增加了191.49%;而采热速率则仅为44.36%。此外,在裂隙两端压降相同的情况下,其壁面越光滑,在相同时间内获得的热回收率越高,但由于其热突破时间较短,使得在热突破时刻的热回收率显著降低。

关键词：岩石力学粗糙裂隙地热渗流-传热耦合格子Boltzmann方法

基于热力耦合的近场动力学方法高温岩石水力压裂数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土力学 2024年第8期45卷 2502-2514页

作者：陈骞王志良申林方华涛李邵军徐则民昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦... 详细信息

基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦合效应模拟高温岩石水力压裂过程的数值计算模型。根据岩石加热裂隙扩展的试验结果,验证了计算模型的有效性。最后,讨论了水压、岩石初始温度及弹性模量等因素对水力压裂岩石裂隙结构形态的影响,并基于综合敏感度属性识别评价方法,分析了各影响因素对岩石裂隙形态参数的敏感性。研究结果表明:水压较小或岩石初始温度较低时,主裂隙几乎呈对称分布,基本上无裂隙分支现象;随着水压或初始温度的增加,裂隙逐渐增多并产生分叉现象,同时裂隙总长度和张开度也均呈增长趋势。当岩石弹性模量均值较小时,水力裂隙较为发育且萌生许多微小裂隙;随着弹性模量均值的增大,水力裂隙分支及微裂隙数量明显减少,裂隙总长度和张开度也相应地减小,而岩石起裂时间则近似呈线性增加的趋势。岩石材料参数和环境参数的敏感性综合评价表明,岩石裂隙扩展对弹性模量和水压呈高度敏感,而对水温则表现为不敏感。

关键词：高温岩石水力压裂热力耦合近场动力学裂隙演化

同方期刊数据库

偏高岭土基地聚合物对水泥固化红黏土的改善机制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

材料导报 2024年第8期38卷 141-147页

作者：王志良陈玉龙申林方施辉盟昆明理工大学建筑工程学院

为了研究偏高岭土对水泥固化红黏土的改善效果，开展了三种组合（纯水泥、水泥+偏高岭土以及水泥+偏高岭土+水玻璃）的红黏土固化试验。基于固化剂化学组分和固化土的干密度、pH值以及物相成分等，研究了新型复合碱激发体系作用下偏高... 详细信息

为了研究偏高岭土对水泥固化红黏土的改善效果，开展了三种组合（纯水泥、水泥+偏高岭土以及水泥+偏高岭土+水玻璃）的红黏土固化试验。基于固化剂化学组分和固化土的干密度、pH值以及物相成分等，研究了新型复合碱激发体系作用下偏高岭土对水泥固化红黏土的作用机理。研究表明：当水泥、偏高岭土和水玻璃掺入比分别为12%、5%和3%时，红黏土固化效果最佳，相比于纯水泥固化土其强度提高了2.82倍。在n（SiO2）/n（Al2O3）从2.53增加至4.05过程中，固化土强度发展较快，随后逐渐趋于稳定。由于水泥水化生成的Ca2+能够平衡固化体系中的部分负电荷，在n（Na2O）/n（Al2O3）较小的情况下固化土强度得到了显著提升。最后通过固化土微观形貌及主要物相组成发现，新型复合碱激发体系的试样中含有无定形地聚物凝胶且主要物相特征峰峰值有所降低，说明产生了更多的地聚合凝胶产物。

关键词：红黏土地聚合物偏高岭土无侧限抗压强度土体加固

考虑接触区域空间分布的岩体裂隙渗透特性数值模拟研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

工程科学与技术 2024年

作者：普姜超申林方陈积普杨鸿忠王志良徐则民昆明理工大学建筑工程学院

为研究岩体裂隙接触区域空间分布对其渗透特性的影响，采用随机参数法构建了理想接触的裂隙结构，并利用接触率和缺项对接触区域空间分布状态进行表征。基于格子Boltzmann方法，采用半反弹格式描述裂隙渗流过程中流固耦合作用机制，建... 详细信息

为研究岩体裂隙接触区域空间分布对其渗透特性的影响，采用随机参数法构建了理想接触的裂隙结构，并利用接触率和缺项对接触区域空间分布状态进行表征。基于格子Boltzmann方法，采用半反弹格式描述裂隙渗流过程中流固耦合作用机制，建立了模拟理想接触岩体裂隙渗流演化机制的数值计算模型。结合两个经典算例验证了该模型的有效性和网格计算精度，并讨论了接触率、接触空间分布和接触几何形状等因素对岩体裂隙渗透特性的影响。研究结果表明：岩体裂隙接触率越大，其过流空间越小，流体绕流路径越长，使得渗流流速变缓，从而降低了其渗透率。截面平均流速、截面平均压降与裂隙过流面积呈负相关关系。当裂隙接触区域空间分布较为离散时，其对流体的阻碍作用加剧，渗流流线的曲折度增大，流体流速减小，裂隙的过流能力降低。在接触率为11.77%的情况下，缺项从1.42增加至4.76时渗透率将降低50.3%。当椭圆柱接触的纵横轴比较小时，其几何形貌呈扁平细长状，接触区域的奇异性增大，其对流体流动的阻碍作用更加显著，纵横轴比从1.0减小到0.2，裂隙内平均流速从1.49×10-4 m/s降至1.08×10-4m/s。研究成果能够为岩体接触裂隙渗透特性的定量评价提供重要理论支撑。

关键词：岩体裂隙渗透特性接触率缺项格子Boltzmann方法

应力-渗流-溶蚀耦合作用下三维岩石裂隙渗透特性数值计算研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土工程学报 2024年

作者：申林方吕倩文刘文连张家明杨鸿忠李泽昆明理工大学建筑工程学院中国有色金属工业昆明勘察设计研究院

基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程，建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型，并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结... 详细信息

基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程，建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型，并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结果表明：在渗流流速较低时，壁面溶蚀出来的离子得不到及时输运，使得出口处浓度较高溶蚀速度慢，裂隙结构呈“喇叭口”状。增大法向应力会减小裂隙开度，减慢溶质的运移速率，使得裂隙出口处的溶蚀速率显著降低，从而限制了其渗透率的发展。当壁面溶蚀反应速率较小时，裂隙渗透率呈持续缓慢增长的状态；随着溶蚀反应速率增加，出口处的溶蚀量会明显小于入口处，导致出口处壁面发生显著溶蚀之前，裂隙渗透率发展缓慢，此后渗透率便呈急速突变增长趋势。研究成果能够为酸蚀作用下岩石裂隙渗透能力的定量评价提供重要理论支撑。

关键词：岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合渗透特性格子Boltzmann方法数值计算

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

腐蚀-应力耦合作用下结构破坏过程数值计算

工程力学 2024年

作者：申林方肖又源王志良华涛李松波李泽昆明理工大学建筑工程学院

基于键型近场动力学方法，分别采用扩散键来描述材料的溶解腐蚀行为，力学键来表征结构的受力断裂过程，建立了腐蚀-应力耦合作用下结构腐蚀演化和裂纹扩展过程的数值模型。根据材料的化学腐蚀及断裂过程，提出了腐蚀损伤与力学损伤的... 详细信息

基于键型近场动力学方法，分别采用扩散键来描述材料的溶解腐蚀行为，力学键来表征结构的受力断裂过程，建立了腐蚀-应力耦合作用下结构腐蚀演化和裂纹扩展过程的数值模型。根据材料的化学腐蚀及断裂过程，提出了腐蚀损伤与力学损伤的识别方法，并在此基础上研究了加载速率、预蚀孔孔径和腐蚀微溶解系数等因素对钢构件破坏形态、结构损伤参数以及力学性能的影响。结果表明：加载速率通过改变钢构件的断裂时间，进而影响其断裂时刻的腐蚀区域面积及屈服强度。加载速率越小，构件腐蚀损伤越严重，其对屈服强度的影响也越大。增加预蚀孔半径会使结构屈服强度的衰减过程呈先降低后增大的趋势。较小孔径会延长构件的腐蚀持续时间，使其屈服强度显著下降。而较大的孔径则扩大了腐蚀接触面积，同样会加速构件腐蚀损伤降低其强度。腐蚀微溶解系数通过改变腐蚀速率和腐蚀持续时间，从而降低构件的屈服强度。在预蚀孔孔径为4mm、加载速率为u'=5.0×10-9m/△tc的情况下，当腐蚀微溶解系数增加至23.7×10-4m-1s-1时，结构断裂时的腐蚀损伤占比超过力学损伤，从而导致材料强度的急剧下降。

关键词：近场动力学腐蚀-应力耦合腐蚀损伤结构破坏数值计算

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

化学溶液长期浸泡作用下灰岩溶蚀劣化研究

地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 82-90页

作者：申林方巫益刘文连李泽王志良昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院昆明650051

在酸性(pH=3)、中性(pH=7)、碱性(pH=11)3种溶液环境中开展了灰岩浸泡溶蚀试验,测试了不同浸泡周期灰岩的单轴抗压强度、表面微观形貌、浸泡溶液的pH值及Ca^(2+)浓度,并讨论了灰岩宏观力学性能的劣化机制。研究表明:灰岩在酸性环境中溶... 详细信息

在酸性(pH=3)、中性(pH=7)、碱性(pH=11)3种溶液环境中开展了灰岩浸泡溶蚀试验,测试了不同浸泡周期灰岩的单轴抗压强度、表面微观形貌、浸泡溶液的pH值及Ca^(2+)浓度,并讨论了灰岩宏观力学性能的劣化机制。研究表明:灰岩在酸性环境中溶蚀劣化程度最大,中性环境次之,碱性环境最小;在试验初期,3种化学溶液的pH值均变化剧烈,并逐渐向中性转化,最终呈弱碱性;在酸性溶液中试验初期Ca^(2+)溶出速率较快;而在中性和碱性环境下则溶蚀反应缓慢;随着浸泡时间的增加,溶蚀灰岩在微观形貌上表现为微孔洞扩展,表面粗糙程度加剧;从溶蚀后灰岩微观损伤区域的统计结果来看,3种溶液环境下灰岩的单轴抗压强度均随损伤区域比的增加而减小,酸性环境中的损伤区域比最大,中性环境次之,碱性环境最小。

关键词：灰岩溶蚀单轴抗压强度溶液浸泡 pH值

基于近场动力学方法的玻璃板冲击破坏数值模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2024年第8期43卷 294-302页

作者：李松波王志良申林方华涛李泽昆明理工大学建筑工程学院昆明650500

基于近场动力学方法,考虑刚体冲击作用下材料损伤发生断裂破坏影响,建立了刚球冲击玻璃板的三维数值计算模型,并结合Kalthoff-Winkler试验,验证了计算模型的有效性。最后,探究了刚球初始冲击速度、刚球直径和玻璃板厚度等因素,对玻璃板... 详细信息

基于近场动力学方法,考虑刚体冲击作用下材料损伤发生断裂破坏影响,建立了刚球冲击玻璃板的三维数值计算模型,并结合Kalthoff-Winkler试验,验证了计算模型的有效性。最后,探究了刚球初始冲击速度、刚球直径和玻璃板厚度等因素,对玻璃板的冲击破坏结构形态演化以及裂纹扩展机制的影响。研究结果表明,当初始冲击速度较小时,玻璃板裂纹表现为辐射状,随着冲击速度的增加,环向裂纹出现并逐渐形成复杂的裂纹网络。同时,玻璃板的裂纹长度和裂纹占比均随初始冲击速度的增加而增大,且近似呈线性关系。随着刚球直径的增加,其与玻璃板的接触范围扩大,致使玻璃板的损伤程度加剧,且更易形成结构复杂的裂纹网络。此外,增加玻璃板的厚度会延长冲击持续时间,使得玻璃板承受更大的冲击能,从而导致板厚较小时局部结构损伤严重,但整体影响范围较小;而板厚较大时结构损伤的影响范围扩大,局部损伤则有所减弱。

关键词：玻璃裂纹扩展近场动力学数值模拟冲击破坏