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虚拟仿真在安全工程专业实验教学中的应用

劳动保护 2024年第7期 89-91页

作者：撒占友陈连军岳丽宏王春源谭清磊杨桂华青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520

本文基于虚拟仿真实验对安全工程专业实验教学的意义、实验体系及内容设计、实验考核3个方面进行了分析,结果表明:虚拟仿真实验能为培养应用型安全工程专业人才,提供有效手段和措施,但在建设过程中,要做好可持续发展规划,充分利用虚拟... 详细信息

本文基于虚拟仿真实验对安全工程专业实验教学的意义、实验体系及内容设计、实验考核3个方面进行了分析,结果表明:虚拟仿真实验能为培养应用型安全工程专业人才,提供有效手段和措施,但在建设过程中,要做好可持续发展规划,充分利用虚拟仿真技术优势。

关键词：安全工程虚拟仿真实验教学沉浸式体验

地铁施工物化阶段TBM区间碳排放核算与减排

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建筑节能（中英文） 2024年第2期52卷 136-142页

作者：王冬冬毕延哲王春胜黄华唐丽茹罗楚桓李建强赵康彭仕坤曹晓强张阳谢晓宇黄福志陈连军王刚中铁上海工程局集团有限公司上海200436 青岛市市政公用工程质量安全监督站山东青岛266022 中铁发展投资有限公司山东青岛266033 山东科技大学山东青岛266590

目前,国内外对土建工程碳排放的研究主要集中在住宅、办公建筑领域,对地铁建设工程碳排放的研究较少。为计量地铁TBM区间土建工程物化阶段碳排放,识别其排放特点,运用碳排放系数法建立了包含TBM区间土建实体、建造配套设备、运输施工机... 详细信息

目前,国内外对土建工程碳排放的研究主要集中在住宅、办公建筑领域,对地铁建设工程碳排放的研究较少。为计量地铁TBM区间土建工程物化阶段碳排放,识别其排放特点,运用碳排放系数法建立了包含TBM区间土建实体、建造配套设备、运输施工机具、周转材料、劳动力在内的系统边界,将物化阶段划分为建材及预构件生产、建材及预构件运输、现场施工三个环节对碳排放进行计量。对碳排放因子进行了定义选取,构建了TBM区间各环节碳排放的计量模型并对青岛地铁典型TBM工段进行了案例分析,得到物化阶段三个环节的碳排放强度分别为4875.87 tCO_(2)/km、49.54 tCO_(2)/km、1780.04 tCO_(2)/km,总碳排放强度为6705.45 tCO_(2)/km。通过情景假设法,得出地铁TBM区间再生建材的使用可以带来1.21%~2.43%的减排效益。

关键词：碳排放青岛地铁隧道掘进机(TBM) 物化阶段碳减排

载镧天然沸石对水体中F^(-)的去除性能研究

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环境科学与技术 2022年第4期45卷 38-46页

作者：陈连军陈劲松华测检测认证集团股份有限公司广东深圳518000 成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052

文章将La经浸渍、超声、煅烧等流程负载到天然沸石表面,得到对F^(-)吸附性能较好的载镧天然沸石。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对载镧天然沸石进行了表征。结果表明:改性后天然沸石表层结构更有利于对F^(-)的吸附;La的... 详细信息

文章将La经浸渍、超声、煅烧等流程负载到天然沸石表面,得到对F^(-)吸附性能较好的载镧天然沸石。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对载镧天然沸石进行了表征。结果表明:改性后天然沸石表层结构更有利于对F^(-)的吸附;La的成功负载导致天然沸石表面出现羟基基团,利于对F^(-)的吸附。研究了pH、温度、共存阴离子、吸附接触时间、吸附剂用量以及吸附质初始浓度对载镧天然沸石吸附效果的影响。结果表明:pH=6为载镧天然沸石最优吸附点,升高温度有利于提高载镧天然沸石的吸附能力;阴离子对吸附效果的影响依次为PO_(4)^(3-)>SO_(4)^(2-)>HCO_(3)>Cl^(-1)>NO_(3)^(-);载镧天然沸石对F^(-)的吸附动力学数据遵循拟二级动力学方程,Langmuir模型更适合描述载镧天然沸石对F^(-)的吸附;多次再生载镧天然沸石仍具有一定的吸附能力,经济效益较好,具有一定的开发潜力。

关键词： La^(3+) 天然沸石地下水氟污染吸附动力学

多维天然气水合物开采模拟试验系统的研制与初步应用

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岩土力学 2022年第1期43卷 286-298页

作者：蒋宇静颜鹏栾恒杰陈连军丁根荣山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 江苏珂地石油仪器有限公司江苏海安226600

为研究天然气水合物的合成及分解特性、储层的开采特性以及开采过程中的出砂防砂等问题,自主研制了一套多维天然气水合物开采模拟试验系统。该试验系统主要由气体注入系统、稳压供液系统、蒸汽或热水注入系统、一维/二维/三维模型、回... 详细信息

为研究天然气水合物的合成及分解特性、储层的开采特性以及开采过程中的出砂防砂等问题,自主研制了一套多维天然气水合物开采模拟试验系统。该试验系统主要由气体注入系统、稳压供液系统、蒸汽或热水注入系统、一维/二维/三维模型、回压控制系统、出口计量系统、数据采集控制处理系统等组成。该试验系统的主要特色如下:(1)将高压玻璃做成的一维反应釜外壁和高清摄像头结合达到可视化的目的,监测中低压力下水合物的合成、分解情况以及开采过程中砂粒的运移情况;(2)采用自主研发的双缸恒速恒压泵控制回压阀,使得整个降压开采过程中反应釜中的压力能够实现高精度的均匀减小,达到分段缓慢降压的目的,避免水合物的二次生成,使产气速度更加均匀。以不同粒径的石英砂、去离子水和纯度为99.9%的甲烷气为原材料,开展了一维相平衡试验和二维降压开采试验,通过以上初步应用验证了该试验系统的可靠性。

关键词：天然气水合物开采模拟试验系统相平衡降压开采

煤层气运移过程中损伤效应对煤强度的弱化影响

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岩石力学与工程学报 2022年第3期41卷 503-514页

作者：程先振陈连军栾恒杰陈中伟蒋宇静山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 昆士兰大学机械与采矿工程学院澳大利亚布里斯班4072 长崎大学工学研究科日本长崎852–8521

煤层气开采时,基质-裂隙内气体压力相互作用引起煤体出现损伤效应,致使煤的强度降低。为得到损伤效应对煤强度的影响规律,通过提出基质与裂隙几何变形的概念模型进而推导出耦合损伤本构参数的渗透率模型,并通过COMSOL live link with MA... 详细信息

煤层气开采时,基质-裂隙内气体压力相互作用引起煤体出现损伤效应,致使煤的强度降低。为得到损伤效应对煤强度的影响规律,通过提出基质与裂隙几何变形的概念模型进而推导出耦合损伤本构参数的渗透率模型,并通过COMSOL live link with MATLAB程序对考虑气体作用的渗透率模型进行强度后处理计算。结果表明:通过孔隙基本原理得到的渗透率模型适用于不同边界条件,在单轴应变和常应力条件下新模型与试验数据匹配良好,而Palmer-Mansoori(P-M)模型只适用于单轴应变边界条件;与对照煤样相比,在气体作用后杨氏模量比为1/3,1/5,1/7和1/10的煤样强度分别降低了46.6%,32.0%,27.9%和26.4%;气体运移降低煤样强度的机制为损伤效应以损伤-诱导应变贡献于煤的孔隙度,孔隙发育程度改变了单轴加载后主裂隙的扩展轨迹。该研究通过编程对渗透率模型进行后处理计算,实现了煤层气运移出现的损伤效应对煤强度影响的耦合计算。

关键词：采矿工程损伤本构参数渗透率模型煤层气基质–裂隙相互作用

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汉江流域水工程生态流量保障实践及思考

人民长江 2023年第5期54卷 101-105,120页

作者：陈连军邓瑞邓志民汉江孤山水电开发有限责任公司湖北十堰442600 长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051

加强汉江水工程生态流量保障是维系汉江河湖健康、推进汉江生态经济带高质量发展的重要举措。介绍了汉江流域水工程现状,回顾了流域水工程生态流量管理实践与成效,指出了现阶段汉江流域水工程生态流量保障存在的主要问题。从改善水工程... 详细信息

加强汉江水工程生态流量保障是维系汉江河湖健康、推进汉江生态经济带高质量发展的重要举措。介绍了汉江流域水工程现状,回顾了流域水工程生态流量管理实践与成效,指出了现阶段汉江流域水工程生态流量保障存在的主要问题。从改善水工程生态流量泄放设施、优化水工程调度运行管理、完善水工程生态流量监控体系、强化水工程生态流量监督检查、健全水工程生态流量标准规范等方面提出了思路和建议,以期为加强汉江水工程生态流量管理、复苏汉江流域生态环境提供支撑。

关键词：长江大保护汉江流域水工程生态流量水生态环境

基质-裂隙相互作用对煤渗透率的影响:考虑煤的软化

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岩土工程学报 2022年第10期44卷 1890-1898,F0003页

作者：程先振陈连军栾恒杰王春光蒋宇静山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 长崎大学工学研究科长崎852-8521

瞬态渗透率是提高煤层气产量的重要依据。为了得到基质-裂隙压力相互作用出现煤的软化行为对渗透率演化的影响。基于理论分析建立含模量软化系数的双重孔隙介质渗透率模型,并基于脉冲瞬态试验与COMSOL有限元数值模拟软件进行渗透率模型... 详细信息

瞬态渗透率是提高煤层气产量的重要依据。为了得到基质-裂隙压力相互作用出现煤的软化行为对渗透率演化的影响。基于理论分析建立含模量软化系数的双重孔隙介质渗透率模型,并基于脉冲瞬态试验与COMSOL有限元数值模拟软件进行渗透率模型的验证。结果表明:根据曲线变化特征,将应变分为初始,快速增长和平衡阶段。在快速增长阶段,注气压力从1 MPa增大到3 MPa应变曲线的斜率分别为83.77,270.54,440.92 m/s。模量软化系数是应变的函数,其值也增大;其次,通过提出张开型和闭合型裂隙几何概念模型,得到含模量软化系数的双孔渗透率模型;最后,试验数据与改进的渗透率模型结果一致,证明模量软化系数主导了渗透率的动态演化。与试验方法相比,数值模拟方法能够监测煤基质的压力,基质与裂隙之间气体压力的变化揭示了煤渗透率演化机理。

关键词：模量软化系数渗透率煤层气基质-裂隙相互作用

循环载荷对岩石节理宏细观剪切特性影响的模拟研究

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煤炭学报 2023年第1期48卷 199-211页

作者：蒋宇静张孙豪栾恒杰陈连军张广超王长盛山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 长崎大学工学研究科日本长崎852-8521 内蒙古上海庙矿业有限责任公司内蒙古鄂尔多斯016299

岩石节理在循环载荷作用下会不断的滑移和闭合,导致其承载性能不断劣化,进而影响岩体工程的稳定性。为探明循环载荷作用下节理的剪切特性,首先开展了节理剪切试验以标定模拟中的物理力学参数和确定循环载荷的特征参数,然后采用基于FISH... 详细信息

岩石节理在循环载荷作用下会不断的滑移和闭合,导致其承载性能不断劣化,进而影响岩体工程的稳定性。为探明循环载荷作用下节理的剪切特性,首先开展了节理剪切试验以标定模拟中的物理力学参数和确定循环载荷的特征参数,然后采用基于FISH语言二次开发的循环剪切加载实现方法,进行了不同加载幅值(1.5、1.7、1.9、2.1和2.3 MPa)、不同加载频率(0.1、0.5、1.0、1.5和2.0 Hz)等循环剪切载荷作用下的粗糙节理剪切数值模拟,研究了岩石节理的宏细观剪切特性以及循环载荷特征参数对节理剪切特性的影响。结果表明:随着剪切载荷的循环加卸,节理表面损伤会导致节理剪切应力-剪切位移曲线出现滞回效应。循环剪切初期滞回环较小且分布密集,后期滞回环较大且分布疏松。剪切过程中节理的裂纹分布和接触力分布与节理表面的粗糙体相关,剪切初期裂纹和高接触力大都集中在二阶凸起上,随着二阶凸起破坏逐渐作用到一阶凸起上,一阶凸起破坏后节理发生失稳破坏。节理剪切位移的增长趋势与累计裂纹数量的增长趋势总体一致。剪切初期仅有少量裂纹在应力峰值附近产生,而后期裂纹产生时对应的应力范围和裂纹数量都显著增加。加载幅值越大,每个循环内产生的节理损伤越多,节理剪切位移也越大,达到相同目标位移所需的循环次数与加载幅值成反比。加载频率越大,每个循环内节理产生的损伤越少,节理剪切位移也越小,达到目标剪切位移所经历的循环次数与加载频率成正比。加载频率越低,加速阶段越短,节理发生失稳破坏越突然。

关键词：岩石节理循环载荷剪切特性宏细观

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孤山航电枢纽工程布置研究

人民长江 2022年第S2期53卷 80-82页

作者：肖浩波陈连军向光红王小毛长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010 汉江孤山水电开发有限责任公司湖北十堰442600

孤山航电枢纽是汉江高等级航道的重要组成部分,也是汉江水电开发的重要梯级,工程主要开发任务是渠化白河至孤山段35 km航道,同时为地方提供可再生清洁能源,具有水头低、泄量大、通航水流条件复杂等特点。通过对大坝、通航、电站厂房、... 详细信息

孤山航电枢纽是汉江高等级航道的重要组成部分,也是汉江水电开发的重要梯级,工程主要开发任务是渠化白河至孤山段35 km航道,同时为地方提供可再生清洁能源,具有水头低、泄量大、通航水流条件复杂等特点。通过对大坝、通航、电站厂房、泄洪消能、过鱼等建筑物自身布置以及相互间协调的全面研究,结合施工导流方式,经多方案综合比较论证,提出了经济合理的枢纽布置方案:单级船闸布置在左岸,径流式电站厂房布置在右岸,18孔泄水闸布置在河床中间,鱼道与电站厂房同侧布置。相关经验可供类似工程设计参考。

关键词：枢纽布置船闸泄水闸电站厂房通航孤山航电枢纽