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盐穴造腔模拟与形态控制试验装置研制

岩石力学与工程学报 2014年第5期33卷 921-928页

作者：王汉鹏李建中冉莉娜李建明张庆贺山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 中国石油天然气有限责任公司勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007

我国盐穴储库建库地质条件具有层状分布、含夹层多、埋藏深度差异大的特点,控制多夹层盐穴的造腔形态对盐穴储库的长期稳定性和安全运营至关重要。成功研制盐穴造腔模拟与形态控制试验装置,为在室内模拟、确定最优的盐穴造腔工艺和形态... 详细信息

我国盐穴储库建库地质条件具有层状分布、含夹层多、埋藏深度差异大的特点,控制多夹层盐穴的造腔形态对盐穴储库的长期稳定性和安全运营至关重要。成功研制盐穴造腔模拟与形态控制试验装置,为在室内模拟、确定最优的盐穴造腔工艺和形态控制参数提供先进的试验手段。该装置根据相似原理设计、制造,由试验装置框架、多场耦合模拟系统、注采循环系统、注采动态参数测量控制系统和盐腔形态动态数据采集系统等组成,其中,试验装置框架为主体结构,采用模块化设计;多场耦合模拟系统可模拟地温和地应力;注采循环系统可模拟注采水和控制油垫;注采动态参数测量控制系统可实现内外管高度、探头高度和角度控制;盐腔形态动态数据采集系统能实现造腔过程可视化录像和形态实时测量。试验装置可进行多夹层盐岩在多场耦合条件下不同施工工艺和参数对盐穴造腔过程影响与形态发展可视化模拟。通过不同尺寸盐芯试件的造腔模拟试验,结合溶腔发展预测及注油估算程序,证明了该试验装置能较好地模拟多夹层盐穴造腔可视化过程,试验确定的盐穴造腔施工和形态控制参数可应用于现场工程。

关键词：岩石力学盐穴造腔模拟形态控制试验系统装置研制

基于APD-PIN结电容平衡电路的门控单光子探测器

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红外与激光工程 2015年第11期44卷 3181-3185页

作者：刘俊良李永富张春芳王祖强方家熊山东大学光学高等研究中心山东济南250100 山东大学信息科学与工程学院山东济南250100

以APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路(GPQC)和InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)为核心研制了可工作在宽门控频率范围下的近红外单光子探测器。门控信号为200 MHz以下任意重复频率的尖脉冲,门宽约1 ns,脉冲幅度约10 Vpp。采用与APD结电容特性... 详细信息

以APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路(GPQC)和InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)为核心研制了可工作在宽门控频率范围下的近红外单光子探测器。门控信号为200 MHz以下任意重复频率的尖脉冲,门宽约1 ns,脉冲幅度约10 Vpp。采用与APD结电容特性相近的PIN高频二极管研发了APD-PIN结电容平衡门控猝灭电路,可有效地抑制门控微分噪声中的低频分量,抑制比大于40 d B。采用一组简单的9阶贝塞尔型电感-电容(LC)低通滤波电路滤除残余的高频噪声分量,并使用通用的宽带射频放大器对雪崩信号进行放大。在-52℃,0.1~200 MHz门控频率条件下,10%探测效率时暗计数率、后脉冲概率分别小于6×10^(-6)/gate、1.9%,最高探测效率可达26.4%。

关键词：单光子探测低通滤波器雪崩光电二极管

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

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太阳能学报 2015年第2期36卷 440-446页

作者：吕明新宋固董震赖艳华杨昭天津大学机械工程学院天津300072 山东大学能源与动力工程学院济南250061

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲... 详细信息

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。

关键词：太阳能线性菲涅尔集热器 CPC腔式接收器数值模拟热效率

EB-FRP及HB-FRP加固预裂RC梁对比试验研究

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土木建筑与环境工程 2013年第4期35卷 27-31,46页

作者：管延华朱登元庄培芝李红超周志东山东大学土建与水利学院济南250061 河南省地矿局第三地质勘察院河南洛阳471023

为验证FRP螺栓加固新技术的合理性,结合现役钢筋混凝土桥梁带裂缝工作的特点,采用表面粘贴FRP(EB-FRP)加固技术和FRP螺栓混合加固技术(HB-FRP),分别对不同预裂度的钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固,通过两点对称加载抗弯试验研究加固预裂... 详细信息

为验证FRP螺栓加固新技术的合理性,结合现役钢筋混凝土桥梁带裂缝工作的特点,采用表面粘贴FRP(EB-FRP)加固技术和FRP螺栓混合加固技术(HB-FRP),分别对不同预裂度的钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固,通过两点对称加载抗弯试验研究加固预裂梁的受力特性和破坏模式,分析裂缝分布对加固预裂梁的剥离荷载及FRP材料利用率的影响。试验结果表明,与表面粘贴FRP加固技术相比较,采用FRP螺栓混合加固的预裂梁,抗弯极限承载能力提高30%～44%,加固后结构的破坏表现为明显的延性,改善了FRP脆性剥离破坏模式;另外,钢筋混凝土梁裂缝对FRP的剥离荷载、FRP材料的利用率及梁的破坏模式影响显著。

关键词： FRP 加固技术预裂RC梁对比性试验

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浸水粉土路基竖向稳定性模型试验研究

土木建筑与环境工程 2013年第3期35卷 12-17页

作者：管延华庄培芝李红超赵志钦山东大学土建与水利学院济南250061 山东省路基安全工程技术研究中心济南250061 河南省地矿局第三地质勘察院河南洛阳471023

针对黄河冲积平原区低矮粉土浸水路基进行足尺模型试验研究,主要研究了不同浸水条件下,粉土路基在分级循环荷载作用下的受力、竖向变形特性。研究证明:黄泛区粉土路基具有强烈的毛细现象和水敏特性;新建及浸水粉土路基中路床区附加应力... 详细信息

针对黄河冲积平原区低矮粉土浸水路基进行足尺模型试验研究,主要研究了不同浸水条件下,粉土路基在分级循环荷载作用下的受力、竖向变形特性。研究证明:黄泛区粉土路基具有强烈的毛细现象和水敏特性;新建及浸水粉土路基中路床区附加应力值较大,后沿深度急剧减小;浸水路基强度衰减现象明显,超载作用下,弹、塑性变形显著,且变形值随着浸水水位的上升而不断增大;路基塑性变形易在饱水区积聚发生,该区域在低应力水平下亦会产生较大的塑性变形。

关键词：粉土路基强度衰减模型试验弹性变形塑性变形

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多孔介质中水泥浆三维锋面特征研究

岩土力学 2015年第11期36卷 3171-3179页

作者：冯啸李术才刘人太张乐文王健王慧涛郑卓山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 山东能源集团有限公司山东济南250014

深层渗滤效应普遍存在于多孔介质的渗透注浆过程中,并起着非常重要的作用。基于质量守恒方程、线性滤过定律、渗流连续性方程及Darcy定律,建立了水泥浆三维锋面的理论模型;通过现场试验,研究了水泥浆三维锋面扩散运移及沉积层渗透系数... 详细信息

深层渗滤效应普遍存在于多孔介质的渗透注浆过程中,并起着非常重要的作用。基于质量守恒方程、线性滤过定律、渗流连续性方程及Darcy定律,建立了水泥浆三维锋面的理论模型;通过现场试验,研究了水泥浆三维锋面扩散运移及沉积层渗透系数的变化规律,并将试验值与模型理论值进行了对比分析。结果表明,沉积层渗透系数随水泥浆锋面的扩散运移动态变化;当注浆压力恒定时,水灰比越小,深层渗滤效应越显著,浆液扩散距离相应越短;相同扩散距离时,受重力效应的影响,注浆点源之上的沉积层渗透系数大于注浆点源之下的沉积层渗透系数;浆液扩散距离及固定位置处的沉积层渗透系数均与水灰比呈正相关。研究成果可指导工程设计,具有一定的实际应用价值。

关键词：多孔介质深层渗滤效应渗透注浆运移机制渗透系数

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含瓦斯煤相似材料研制及其突出试验应用

岩土力学 2015年第6期36卷 1676-1682页

作者：王汉鹏张庆贺袁亮薛俊华李清川周伟李建明张冰山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 淮南矿业集团深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室安徽淮南232001

采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型... 详细信息

采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型后干燥。大量正交配比试验表明：在成型压力15 MPa下,相似材料的重度、孔隙率趋于稳定并与原煤十分接近;相似材料抗压强度高,可调范围达0.5~2.8 MPa,与胶结剂浓度近似呈线性正比关系;吸附解吸试验表明,相似材料的吸附性良好,其与原煤的吸附等温线一致;并且具有材料价格低廉、无毒副作用、配比简单、性能稳定和各物理力学参数调节方便等特点,可用来模拟不同强度原煤。采用相似材料制作的型煤开展了煤与瓦斯突出试验,成功模拟了煤与瓦斯突出现象和过程,证明该相似材料能很好地模拟具有吸附解吸特性的含瓦斯煤体。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯煤相似材料试验研制突出

电石渣在煅烧/氯化反应中的HCl脱除特性研究

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燃料化学学报 2014年第5期42卷 560-566页

作者：谢辛李英杰山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

采用钙基废弃物———电石渣煅烧后脱除HCl。在煅烧/氯化反应器上研究脱氯反应温度、HCl体积分数、颗粒粒径和煅烧温度对电石渣脱氯性能的影响。结果表明,电石渣在700℃时取得最高氯化转化率;脱氯反应温度高于650℃后,电石渣氯化转化率... 详细信息

采用钙基废弃物———电石渣煅烧后脱除HCl。在煅烧/氯化反应器上研究脱氯反应温度、HCl体积分数、颗粒粒径和煅烧温度对电石渣脱氯性能的影响。结果表明,电石渣在700℃时取得最高氯化转化率;脱氯反应温度高于650℃后,电石渣氯化转化率均高于石灰石,电石渣高温脱氯更有优势。电石渣氯化转化率随反应气氛中HCl体积分数提高呈线性增长。随电石渣颗粒粒径增大,氯化转化率缓慢降低。高于900℃的煅烧温度不利于电石渣脱除HCl。煅烧后电石渣分布在2-10 nm的孔隙较多,氯化后分布在此孔径范围内的孔容和孔面积分别降低了56.2%和62.2%,2-10 nm孔隙是煅烧后电石渣吸收HCl的主要区域。

关键词：电石渣煅烧反应氯化反应 HCl脱除

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考虑渗滤效应的砂土介质注浆扩散规律研究

岩土力学 2017年第4期38卷 925-933页

作者：李术才冯啸刘人太张乐文韩伟伟郑卓山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061

在对砂土介质渗透注浆过程中,砂土骨架颗粒对水泥颗粒产生滤过作用,导致水泥颗粒发生不均匀扩散,称之为渗滤效应。采用Kozeny-Carman模型,分析了渗滤效应对砂土介质孔隙率、渗透系数及水泥浆渗流速度的影响;应用自主研发的恒压注浆装置... 详细信息

在对砂土介质渗透注浆过程中,砂土骨架颗粒对水泥颗粒产生滤过作用,导致水泥颗粒发生不均匀扩散,称之为渗滤效应。采用Kozeny-Carman模型,分析了渗滤效应对砂土介质孔隙率、渗透系数及水泥浆渗流速度的影响;应用自主研发的恒压注浆装置,研究了不同颗粒级配砂样在不同注浆参数下注浆量的变化规律,然后通过多元回归获得了水泥浆扩散距离的函数关系式。试验结果表明,渗滤效应对水泥颗粒滞留封堵的影响较大,水泥颗粒质量分数是影响浆液扩散距离的主控因素。依据达西渗流定律和回归关系式分别得到了考虑渗滤效应和忽略渗滤效应时水泥浆扩散距离的理论值,并与试验值进行比对分析,结果表明,忽略渗滤效应的理论值存在较大误差。所得结论可指导注浆设计,对类似工程具有借鉴意义。

关键词：砂土介质渗滤效应恒压渗透注浆扩散规律多元回归分析