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考虑孔弹性效应的煤岩微纳米孔隙瓦斯表观渗透率模型及其在瓦斯抽采中的应用

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岩石力学与工程学报 2024年第3期43卷 587-599页

作者：李伟杨康邓东王海锋中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044

煤岩微纳米孔隙中孔弹性效应对其产气量具有重要影响,而目前微纳米孔隙中渗透率模型很少考虑此因素。为了探究煤岩微纳米孔隙中孔弹性效应对气体流动机制的影响,基于微纳米孔隙中孔弹性效应与多种机制流动模型,构建一种考虑孔径动态变... 详细信息

煤岩微纳米孔隙中孔弹性效应对其产气量具有重要影响,而目前微纳米孔隙中渗透率模型很少考虑此因素。为了探究煤岩微纳米孔隙中孔弹性效应对气体流动机制的影响,基于微纳米孔隙中孔弹性效应与多种机制流动模型,构建一种考虑孔径动态变化的瓦斯表观渗透率模型,并分析动态表观渗透率模型的主控流动机制与微纳米孔隙中滑脱效应对瓦斯开采产量的贡献程度。研究结果表明:孔弹性效应通过影响孔径演化,改变滑脱效应、表面扩散效应对表观渗透率的贡献程度。随着孔隙压力增大,动态表观渗透率比值依次受到气体滑脱效应、孔弹性效应主控,滑脱效应对表观渗透率比值(孔弹性效应影响的表观渗透率与初始表观渗透率的比值)的贡献程度在低压时随着孔隙压力增大迅速下降,在高压时缓慢下降。深部低渗透率煤层瓦斯开采过程中,滑脱效应对瓦斯开采产量的贡献程度分别呈现初期时快速增大,中期时缓慢下降及后期时缓慢增加的趋势。微纳米孔隙平均孔径越低时,滑脱效应对瓦斯开采产量贡献程度越大。

关键词：采矿工程瓦斯表观渗透率孔弹性效应滑脱效应微纳米孔隙瓦斯抽采

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现场总线技术在油气储运工程中的应用

油气储运 2007年第1期26卷 60-62页

作者：袁泉邓东花中国石油天然气管道工程有限公司

概述了现场总线技术的发展背景及特点,介绍了基金会现场总线、Lon Works、PRFBUS、CAN和HART五种典型的现场总线技术及现场总线控制系统(FCS)的体系结构。经兰成渝管道的实际应用证明,现场总线控制系统是新型的网络集成式全分布控制系统... 详细信息

概述了现场总线技术的发展背景及特点,介绍了基金会现场总线、Lon Works、PRFBUS、CAN和HART五种典型的现场总线技术及现场总线控制系统(FCS)的体系结构。经兰成渝管道的实际应用证明,现场总线控制系统是新型的网络集成式全分布控制系统,不仅可以实现分散控制,节省硬件投资、电缆设备等安装与维护费用,而且还可以保证数据传输的准确性、稳定性和可靠性。

关键词：油气管道现场总线技术特点应用效果

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广义对数螺旋型滑面模型的构建与验证

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 171-182页

作者：李亮李媛媛邓东平中南大学土木工程学院湖南长沙410075

临界滑动面的合理确定是边坡稳定性分析的关键问题之一。传统的边坡滑动面假设方法构造生成的潜在滑动面形式单一,且无法考虑复杂边坡中土层强度参数变化对临界滑动面形状的影响,从而降低了边坡稳定性分析结果的可靠性。基于此,提出一... 详细信息

临界滑动面的合理确定是边坡稳定性分析的关键问题之一。传统的边坡滑动面假设方法构造生成的潜在滑动面形式单一,且无法考虑复杂边坡中土层强度参数变化对临界滑动面形状的影响,从而降低了边坡稳定性分析结果的可靠性。基于此,提出一种新的广义对数螺旋型滑面模型,该模型可生成包含传统圆弧滑动面和对数螺旋滑动面在内的多种形式的潜在滑动面;并针对非均质边坡中各土层抗剪强度不同的特点,采用多中心分段构造策略,将该滑面模型应用于非均质边坡稳定性分析中。基于极限平衡理论计算滑动面安全系数并搜索临界滑动面,对边坡进行稳定性评估。选取多个均质边坡及多种型式的非均质边坡(水平分层、倾斜分层和斜折线分层)经典算例与现有研究成果以及数值模拟软件获得的结果进行对比分析,验证该滑面模型的合理性与优势性。研究结果表明:文中方法计算所得安全系数与其他方法相比更小,相对误差在5%以内。能够得到传统滑动面假设方法下难以搜索到的临界滑动面,并与数值模拟结果吻合度较好,稳定性分析结果更接近实际情况。由此说明,此方法用于均质边坡及非均质边坡稳定性分析是合理可行的,有望为工程实践提供更优的临界滑动面解决方案。

关键词：边坡稳定性分析滑面模型广义对数螺旋滑面极限平衡法临界滑动面

非线性M-C强度准则下预应力锚索加固边坡时效稳定性分析M-P法

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岩土力学 2024年第4期45卷 1051-1066页

作者：邓东平杨春会谢志军中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南路桥建设集团有限责任公司湖南长沙410000 湖南省平益高速公路建设开发有限公司湖南岳阳414517

拓展传统极限平衡方法在复杂条件下边坡稳定性分析中的适用性一直是岩土工程界的研究热点。众所周知,边坡岩土体剪切失效一般服从于非线性强度准则,而传统极限平衡方法仅适用于线性强度准则下边坡稳定性分析。此外,预应力锚索作为一种... 详细信息

拓展传统极限平衡方法在复杂条件下边坡稳定性分析中的适用性一直是岩土工程界的研究热点。众所周知,边坡岩土体剪切失效一般服从于非线性强度准则,而传统极限平衡方法仅适用于线性强度准则下边坡稳定性分析。此外,预应力锚索作为一种主动防护措施,可极大地即时提高边坡稳定性而被广泛应用于中、大型边坡工程加固。然而,在应力松弛、蠕变效应以及腐蚀环境影响下预应力锚索加固边坡稳定性时效特征往往被忽视。由此,基于Morgenstern-Price(M-P)法,嵌入非线性Mohr-Coulomb(M-C)强度准则,并融入应力松弛与蠕变效应下锚索预应力损失模型以及腐蚀环境下锚索性能劣化模型,从而,建立非线性强度准则下预应力锚索加固边坡安全系数时程表达式。进一步,为了解决非线性强度准则下隐式嵌套公式难以求解的问题,归零化条间法向力初始值,并应用迭代循环求解策略,在引入循环终止允许误差判别条件后,可实现边坡稳定性理论真实结果的逼近求解。经过后续算例对比分析,验证了所提方法的可行性和合理性,与此同时,还研究了不同预应力损失速率和不同锈蚀环境下预应力锚索加固边坡稳定性的时效变化规律。

关键词：边坡极限平衡M-P法非线性M-C强度准则预应力锚索加固时效稳定性

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卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性极限平衡分析

工程地质学报 2024年

作者：邓东平石柱彭耀文湖南路桥建设集团有限责任公司湖南省平益高速公路建设开发有限公司中南大学土木工程学院

边坡开挖卸荷在一定程度上会引起坡体内岩土体强度产生损伤，进而影响到开挖边坡稳定性。当前，边坡工程开挖滑塌事故频有发生，而较少研究关注卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性分析。在此，基于简单的线性模型，建立开挖卸荷效应下边坡滑... 详细信息

边坡开挖卸荷在一定程度上会引起坡体内岩土体强度产生损伤，进而影响到开挖边坡稳定性。当前，边坡工程开挖滑塌事故频有发生，而较少研究关注卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性分析。在此，基于简单的线性模型，建立开挖卸荷效应下边坡滑面岩土体强度参数计算公式。进而，结合极限平衡推力法，引入迭代计算策略，实现边坡安全系数反馈与滑面强度参数更新之间的交互计算，达到卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性分析的目的，为工程边坡开挖过程中安全状态评估提供科学依据。此后，经3种不同类型开挖边坡算例对比分析，验证了本文方法的可行性。研究表明，开挖卸荷损伤明显降低开挖后边坡稳定性，且边坡破坏形态可能会演变成近坡面的浅层失效。

关键词：开挖边坡稳定性卸荷损伤滑面强度参数极限平衡推力法安全系数滑动面

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管道在线泄漏监测技术

煤矿机械 2007年第7期28卷 186-188页

作者：邓东花袁泉汪庆华中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065000 西安工业大学机电学院西安710032

管道在线泄漏监测技术对于管道安全运输有着重要意义。介绍了管道在线泄漏监测系统的组成、监测过程及在线诊断方法,并对未来管道在线泄漏监测方法的发展趋势进行了预测。

关键词：管道泄漏在线监测诊断方法趋势预测

应力分析机制下岩质边坡后缘张裂缝位置与深度求解方法

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：邓东平彭一航陈浩宇中南大学土木工程学院

坡后缘张裂缝对岩质边坡稳定性往往会产生至关重要的影响，而如何有效预测坡后缘张裂缝位置与深度成为可靠分析具有张裂缝岩质边坡稳定性的关键前提。为此，针对无节理或发育有4组及以上节理的岩质边坡，从坡后缘张裂缝形成机制出发，... 详细信息

坡后缘张裂缝对岩质边坡稳定性往往会产生至关重要的影响，而如何有效预测坡后缘张裂缝位置与深度成为可靠分析具有张裂缝岩质边坡稳定性的关键前提。为此，针对无节理或发育有4组及以上节理的岩质边坡，从坡后缘张裂缝形成机制出发，建立一种新的岩质边坡后缘张裂缝位置与深度求解方法。首先，应用非线性广义Hoek-Brown(GHB)强度准则，将节理的影响融入到岩体强度计算当中。然后，基于坡后缘张裂缝近似竖向发展的特点，将坡后缘岩体水平应力状态作为张裂缝形成与发展的关键指标，进而，提出获取岩质边坡后缘水平应力的微楔形体单元力学分析模型。最后，利用坡后缘竖向张裂缝自上而下的发展规律以及张裂缝终端应力水平与岩体抗拉强度之间的关联关系，进一步构建出坡后缘开裂位置与深度的判别式，以此实现岩质边坡后缘张裂缝位置与深度的确定。通过与数值模拟方法、室内试验结果以及工程实测数据对比分析，本文方法的合理性和有效性得到了验证。本文研究成果将为预测边坡后缘裂缝位置与深度提供理论基础，并为可靠开展具有坡后缘张裂缝岩质边坡的稳定性分析创造必要条件。

关键词：边坡工程岩质边坡张裂缝非线性GHB强度准则坡后缘水平应力张裂缝深度起始开裂位置

局部安全系数引入下岩质边坡稳定性分析极限平衡滑面应力法

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 964-985页

作者：邓东平彭一航陈浩宇王翊民中南大学土木工程学院湖南长沙400075

由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析... 详细信息

由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析岩质边坡稳定性方面存在些许不足。此外,边坡稳定性分析时,以往常将滑面局部安全系数假定为与位置无关的单一变量。事实上,边坡在未达到临界失效状态前,滑面局部安全系数分布存在差异性。为此,应用Taylor级数展开式构建滑面正应力函数,并考虑滑面局部安全系数差异性,建立滑面局部安全系数倒数线性分布特征下滑面剪应力函数。进而,实现滑面应力计算模式与滑面局部安全系数差异分布特征下广义非线性H-B强度准则的融入。随后,引入滑面端部应力约束条件,并依据边坡滑体所满足的整体力学平衡方程,推导出岩质边坡稳定性极限平衡解答。通过算例对比分析,可知本文方法不仅可准确地评估出非线性强度准则下岩质边坡稳定性,而且能够合理地模拟出近坡顶处滑面拉剪应力区、客观地描述出应力集中效应下近坡脚处滑面压剪现象以及有效地判别出滑面局部安全系数差异分布特征。进一步,为了便于指导工程岩质边坡设计与加固,绘制了均质岩石边坡最小安全系数等值曲线图与临界滑面局部安全系数差异分布特征分区图。

关键词：边坡工程广义非线性H-B强度准则岩质边坡稳定性极限平衡滑面应力滑面局部安全系数滑面端部应力约束条件

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兰州—郑州—长沙成品油管道安全仪表系统的设计

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仪器仪表用户 2012年第3期19卷 93-95页

作者：邓东花聂中文中国石油天然气管道工程有限公司廊坊065000

输油管道中安全仪表系统的设置具有非常重要的意义,通过安全仪表系统不但能够检测管道运行的异常动作,而且可以对可能发生的潜在危害及时作出保护。在兰州-郑州-长沙成品油管道工程中成功地设置了安全仪表系统,本文以此工程为例讲述了... 详细信息

输油管道中安全仪表系统的设置具有非常重要的意义,通过安全仪表系统不但能够检测管道运行的异常动作,而且可以对可能发生的潜在危害及时作出保护。在兰州-郑州-长沙成品油管道工程中成功地设置了安全仪表系统,本文以此工程为例讲述了安全仪表系统的设计,包括检测元件、执行元件和逻辑控制单元的设置,以及安全仪表系统所能实现的功能。

关键词：安全仪表系统 ESD 设计原则功能