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煤炭地下气化高温喷淋井筒温度应力场研究

煤田地质与勘探 2023年第11期51卷 13-23页

作者：唐洋谢娜熊浩宇何胤黄顺潇西南石油大学机电工程学院四川成都610500 西南石油大学能源装备研究院四川成都610500

煤炭地下气化是对传统物理采煤技术补充的新一代化学采煤技术。气化过程中井筒受到高温和内压载荷的共同作用。针对煤炭地下气化生产井井身结构特点,基于传热理论建立了环空喷淋注水降温条件下的井筒瞬态温度计算模型,结合井筒压力模型... 详细信息

煤炭地下气化是对传统物理采煤技术补充的新一代化学采煤技术。气化过程中井筒受到高温和内压载荷的共同作用。针对煤炭地下气化生产井井身结构特点,基于传热理论建立了环空喷淋注水降温条件下的井筒瞬态温度计算模型,结合井筒压力模型基础上,根据弹性力学及壁圆筒理论建立了套管–水泥环–地层围岩组合体温度应力场计算模型。结果表明:高温时,井筒各部分因热膨胀或热收缩受限制而使井筒应力增加。在自然降温条件下套管、水泥环的理论计算最大应力分别为2640.6、151.3 MPa,均超过本身材料许用压应力,在不考虑温度时,套管、水泥环轴向应力分别只有28.4、15.0 MPa,远小于考虑温度时的结果;在环空注水降温方式下,通过控制喷淋腔温度能够有效降低井筒应力;随着套管内压增大,井筒应力也随之增大,且套管内压变化会造成套管和水泥环应力方向发生改变,在对其进行强度校核时需要分情况讨论;在水泥环两侧交面处的应力落差一般较大,水泥环性能参数也与井筒应力密切相关,随着水泥环弹性模量降低或泊松比增加套管-水泥环的应力随之降低,即胶结性能好,高韧性、高泊松比性能的水泥环材料能够降低套管-水泥环应力。上述研究认识可以为煤炭地下气化生产井结构设计及生产工艺提供借鉴。

关键词：煤炭地下气化温度场温度应力场井筒完整性井筒降温

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箱式隧道现浇大体积混凝土温度应力场及裂缝控制研究

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现代隧道技术 2021年第6期58卷 173-181页

作者：傅奕帆王林峰程平唐宁周楠重庆交通大学重庆400074 山区公路水运交通地质减灾重庆市高校市级重点实验室重庆400074

大体积混凝土开裂问题一直以来都是工程界亟需解决的研究课题。基于此,文章以江苏省徐州市山体修复项目中的箱式多跨连拱隧道现浇大体积混凝土为研究背景,通过在隧道大体积混凝土浇筑过程中设置温度监测点实测其温度,并利用ABAQUS有限... 详细信息

大体积混凝土开裂问题一直以来都是工程界亟需解决的研究课题。基于此,文章以江苏省徐州市山体修复项目中的箱式多跨连拱隧道现浇大体积混凝土为研究背景,通过在隧道大体积混凝土浇筑过程中设置温度监测点实测其温度,并利用ABAQUS有限元软件的二次开发功能建立隧道单跨有限元模型进行混凝土温度应力场的模拟分析,考虑改变混凝土入模温度、养护温度、拆模时间及分层浇筑层数等因素,对隧道大体积混凝土的中心点温度峰值、最大里表温差及表面拉应力进行分析,总结出隧道大体积混凝土浇筑温度应力场的变化规律。结果表明:模拟得到的温度值与现场实测温度值的变化规律基本一致;混凝土入模温度和养护温度上升20℃,中心点温度峰值分别增大8.47℃和10.48℃,最大里表温差分别增大6.35℃和下降6.79℃,表面拉应力分别增大0.61 MPa和减小0.52 MPa;浇筑后约3 d(混凝土开始降温时)进行拆模养护,能使中心点温度峰值、最大里表温差及表面拉应力最小;采用合适的分层浇筑层数也有利于大体积混凝土裂缝控制。根据模拟结果制定的现场控制裂缝措施,有效控制了混凝土结构的裂缝产生,取得了良好的实际效果。

关键词：箱式隧道现浇大体积混凝土 ABAQUS二次开发温度应力场影响因素分析裂缝控制

基于成熟度的大体积混凝土早期温度应力场有限元分析

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建筑结构 2005年第1期35卷 68-71页

作者：张岫文叶列平吴佩刚清华大学土木工程系北京100084

引入成熟度的概念对传统的早期混凝土温度应力有限元计算方法进行了改进。该方法考虑了温度和龄期对水泥放热速率和混凝土弹性模量发展的影响。通过对某大体积混凝土桩承台的现场测温以及温度应力的有限元实例分析。

关键词：大体积混凝土温度应力场桩承台施工阶段龄期弹性模量有限元分析有限元计算放热实例分析

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高温高压气井测试井筒温度应力场耦合分析

断块油气田 2024年第1期31卷 168-176页

作者：王思维何淼许明标戴白妹长江大学石油工程学院湖北武汉430100 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 长江大学非常规油气省部共建协同创新中心湖北武汉430100

海上高温高压气井测试期间,井口温度升幅过大易导致水泥环发生破坏,近井口出现密封失效,而目前针对上述问题涉及的温度应力耦合方面的基础理论研究还不够深入。文中基于传热学和弹塑性力学等相关理论,建立了深水高温高压气井测试期间井... 详细信息

海上高温高压气井测试期间,井口温度升幅过大易导致水泥环发生破坏,近井口出现密封失效,而目前针对上述问题涉及的温度应力耦合方面的基础理论研究还不够深入。文中基于传热学和弹塑性力学等相关理论,建立了深水高温高压气井测试期间井筒温度应力场耦合模型,并采用PIPESIM模拟和实测2套温度数据验证了模型的高精度与准确性。进一步利用建立的模型对测试期间的井筒温度及水泥环应力分布进行分析,提出了测试期间存在“最佳测试产量”,并对温度应力场的影响因素开展了参数敏感性分析。结果表明,测试产量和气油比对井筒温度应力场的影响较大。选择壁厚较大的套管、低弹性模量及高泊松比的弹韧性水泥浆,更能在井口升温幅度较大时保持良好的水泥环密封性。本研究可为海洋气井测试过程中井筒温度应力场的准确预测提供理论依据,对井筒安全评价具有重要工程意义。

关键词：高温高压气井温度应力场最佳测试产量水泥环

泵站后浇带混凝土温度场及温度应力场数值分析

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人民长江 2021年第1期52卷 204-211页

作者：易廷军王子龙纪宪坤武汉三源特种建材有限责任公司湖北武汉430083

为确定泵站后浇带施工方案,控制温度裂缝,通过对ABAQUS软件二次开发,分析了泵站后浇带混凝土结构施工过程中的温度场和温度应力场。利用用户子程序DFLUXT来定义混凝土水化热的产生,利用子程序FILM来定义混凝土浇筑及养护过程中的环境温... 详细信息

为确定泵站后浇带施工方案,控制温度裂缝,通过对ABAQUS软件二次开发,分析了泵站后浇带混凝土结构施工过程中的温度场和温度应力场。利用用户子程序DFLUXT来定义混凝土水化热的产生,利用子程序FILM来定义混凝土浇筑及养护过程中的环境温度变化情况,利用子程序UMAT来进行混凝土的徐变及应力场的模拟分析,对湖北省洪湖螺山水电站泵站主泵房后浇带混凝土进行有限元分析,模拟结果与实测结果吻合度达到90%以上,且中心位置的模拟精度可达95%,可准确计算泵站后浇带结构施工过程中的温度场和温度应力场。通过提取后浇带混凝土内部特征点的温度场和应力场分析结果发现:厚度方向温度的最大值出现在混凝土中点位置偏下约20 cm处;温度应力最大值出现在混凝土上表面处,且温度应力在距混凝土上表面10 cm的位置开始急剧增长。

关键词：温度场温度应力场后浇带大体积混凝土有限元分析螺山水电站

横缝设置对鱼洞峡拱坝温度应力场影响的有限元分析

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中国农村水利水电 2011年第9期 86-88,91页

作者：宿生何蕴龙付作光武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

采用基于瞬态温度场理论的有限元法,综合考虑混凝土绝热温升、浇筑进度、气温(水温)变化等因素,对鱼洞峡拱坝进行了全过程的温度场仿真分析。并根据温度场分析成果,对拱坝进行了整体及分缝状态下的温度应力场仿真分析。计算结果表明,设... 详细信息

采用基于瞬态温度场理论的有限元法,综合考虑混凝土绝热温升、浇筑进度、气温(水温)变化等因素,对鱼洞峡拱坝进行了全过程的温度场仿真分析。并根据温度场分析成果,对拱坝进行了整体及分缝状态下的温度应力场仿真分析。计算结果表明,设置横缝可显著削减坝体拉应力峰值,对坝体的防裂安全能起到积极作用。

关键词：瞬态温度场横缝温度应力场鱼洞峡拱坝

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混凝土大坝温度场和温度应力场有限元分析

人民黄河 2003年第9期25卷 40-41页

作者：孙伍继刘进宝刘迎曦李守巨黄河水利职业技术学院河南开封475001 大连理工大学工程力学系辽宁大连116023

根据丰满大坝上游水库水温和气温观测资料,建立了大坝上游水库水温和当地气温的回归模型。采用有限元数值计算方法,分析了大坝温度场,研究了混凝土大坝由于气温变化引起的应力场交替变化规律。计算结果表明,有限元数值仿真结果与现场勘... 详细信息

根据丰满大坝上游水库水温和气温观测资料,建立了大坝上游水库水温和当地气温的回归模型。采用有限元数值计算方法,分析了大坝温度场,研究了混凝土大坝由于气温变化引起的应力场交替变化规律。计算结果表明,有限元数值仿真结果与现场勘查结果基本一致。

关键词：混凝土大坝温度场温度应力场有限元分析冻融破坏

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混凝土水化热温度应力场影响因素的仿真研究

黑龙江大学自然科学学报 2014年第4期31卷 551-555页

作者：李向东王正君马耀辉黑龙江省水利科学研究院结构材料研究所哈尔滨150080 黑龙江大学水利水电学院哈尔滨150080

利用结构分析软件ANSYS,从影响水化热温度应力场的多种因素入手,结合实际测定值进行对比,分析了导热系数、水化影响系数、弹性模量及徐变、地基约束等对水化温升的影响。结果表明,通过多因素综合分析,可以更好地掌握水化温升的分布场及... 详细信息

利用结构分析软件ANSYS,从影响水化热温度应力场的多种因素入手,结合实际测定值进行对比,分析了导热系数、水化影响系数、弹性模量及徐变、地基约束等对水化温升的影响。结果表明,通过多因素综合分析,可以更好地掌握水化温升的分布场及相关的影响因素,对于大体积混凝土水化热的理论研究及温控措施具有指导意义。

关键词：混凝土水化温度应力场影响因素仿真研究

特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场分析研究

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中外公路 2011年第1期31卷 144-148页

作者：尹成柱曹振民任鸿鹏邵春生陈刚中国路桥工程有限责任公司北京市100011

对于水坝、建筑及桥梁工程中的大体积混凝土结构,施工期因水化热引起的混凝土内外温差及温度应力,容易导致混凝土早期裂缝,影响结构的正常使用和安全性。因此,大体积混凝土结构施工期的温控标准和温度控制非常重要。采用大体积混凝土施... 详细信息

对于水坝、建筑及桥梁工程中的大体积混凝土结构,施工期因水化热引起的混凝土内外温差及温度应力,容易导致混凝土早期裂缝,影响结构的正常使用和安全性。因此,大体积混凝土结构施工期的温控标准和温度控制非常重要。采用大体积混凝土施工期温度场和温度应力场分析程序包进行了特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场计算,提出防止产生温度裂缝的温控标准和温控措施,并进行内部温度的监测和监控,指导混凝土浇筑施工工艺,防止混凝土出现温度裂缝。

关键词：大体积混凝土温度场温度应力场混凝土浇筑