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层理和临界长度对页岩水力压裂的影响研究

地下空间与工程学报 2023年第S01期19卷 192-200,218页

作者：赖欢沈仲辉周雷李晓程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 江西理工大学应急管理与安全工程学院江西赣州341000

准确预测水力压裂起裂压力对页岩储层改造工程具有重要意义。页岩层理强度弱于基质,会对起裂压力产生影响,但其起裂机制还需进一步研究;此外现有考虑临界长度的起裂压力预测模型未基于力学原理描述井筒壁面的弹塑性响应,不具备内插外推... 详细信息

准确预测水力压裂起裂压力对页岩储层改造工程具有重要意义。页岩层理强度弱于基质,会对起裂压力产生影响,但其起裂机制还需进一步研究;此外现有考虑临界长度的起裂压力预测模型未基于力学原理描述井筒壁面的弹塑性响应,不具备内插外推能力。因此,开展了层理和临界长度对页岩水力压裂起裂压力影响的实验和模型研究。具体结论如下:(1)页岩的起裂压力和临界长度随层理角度变化呈先减后增的变化;(2)层理角度未影响裂缝张拉起裂机制,但通过影响临界长度来影响起裂压力;(3)起裂压力随临界长度增加呈线性增加,随着储层埋深增加塑性增强,必须考虑临界长度对起裂压力的影响。研究成果可为页岩气水力压裂工程设计提供理论指导。

关键词：页岩水力压裂层理角度起裂压力临界长度

大气条件下雷击风机叶片初始流注区电场强度与临界长度研究

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电工技术学报 2019年第20期34卷 4392-4399页

作者：雷宇航蔡国伟潘超现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学)

通过利用有限元仿真软件COMSOL建模,计算下行先导发展过程中叶片尖端附近背景电势。基于临界长度判据,研究不同大气条件下雷击风机叶片初始流注区电场强度与临界长度,并分析临界背景电势。揭示初始流注区电场强度与临界长度影响叶片上... 详细信息

通过利用有限元仿真软件COMSOL建模,计算下行先导发展过程中叶片尖端附近背景电势。基于临界长度判据,研究不同大气条件下雷击风机叶片初始流注区电场强度与临界长度,并分析临界背景电势。揭示初始流注区电场强度与临界长度影响叶片上行先导起始的机理,据此提出雷击风机叶片上行先导起始评价体系。此后深入分析大气条件对初始流注区电场强度与临界长度的影响。研究表明,当雷电情况不变时,不同大气条件下初始流注区电场强度与临界长度发生变化,导致临界背景电势改变,进而影响叶片上行先导的起始;大气条件变化使得初始流注区电离程度改变,从而影响初始流注区电场强度与临界长度,其中空气压强与温度影响较为明显,湿度影响则较小。相关结论为风机防雷基础理论研究提供有益参考。

关键词：大气条件风机叶片初始流注区电场强度临界长度

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预应力锚杆锚固段应力分析和临界长度研究

预应力锚杆锚固段应力分析和临界长度研究

作者：喻俊霖中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

预应力锚杆支护是经济、高效的加固技术,但由于锚杆与岩土体作用的复杂性和多样性,目前锚杆设计理论和计算方法没有达成一致意见。研究锚固段上的应力分布,优化锚杆长度,对设计出既安全又经济的锚杆,保证锚固工程的可靠性具有重要意义... 详细信息

预应力锚杆支护是经济、高效的加固技术,但由于锚杆与岩土体作用的复杂性和多样性,目前锚杆设计理论和计算方法没有达成一致意见。研究锚固段上的应力分布,优化锚杆长度,对设计出既安全又经济的锚杆,保证锚固工程的可靠性具有重要意义。本文基于荷载传递法和Mindlin位移解法分别进行理论推导,结合工程实例研究了锚杆锚固段应力分布,优化了锚杆长度设计方法,最后通过Flac 3D数值模拟验证结果的合理性。基于荷载传递法,建立弹塑性理论空间模型。对锚固段处于弹性阶段、塑性阶段和滑移阶段的应力分布进行了理论分析。然后进行了锚杆长度的理论分析,引入荷载利用率分析锚固段的适宜长度。基于Mindlin位移解分析锚固段应力分布,由此推导锚杆长度计算公式,并结合工程实例进行了研究。通过Flac 3D建立了锚杆拉拔模型,模拟分析了受拉后锚固段应力分布规律,得出锚杆长度的合理取值。主要得到了以下成果:论文引入了侧摩阻系数!和参数",通过荷载传递法推导,得到了锚固段分别处于弹性、弹塑性和滑移阶段的轴力和剪应力分布公式。弹性阶段轴力剪应力分布为双曲函数,塑性阶段轴力和剪应力分布为指数函数,滑移阶段轴力和剪应力为线性分布。假设#!为弹性区和塑性区分界点,理论推导了分界点#!的位置,一般在锚固段全长的前1/3处。推导了一种计算锚杆长度的公式,最后结合工程实例验证了结果的合理性。利用Mindlin位移解推导了锚杆受拉后轴力和剪应力分布公式,并分析了应力变化规律,然后推导了一种不同的锚杆长度计算方式,并分析了土体的物理参数对锚杆长度的影响规律。剪应力存在应力集中现象,主要集中在锚固段近端一小部分;土体介质强度越高,剪应力分布越集中。提出锚杆支护设计的工程建议:锚杆支护需要加固锚固段端头位置和锚杆在弹性模量较小的土中更利于锚固作用的发挥。

关键词：锚杆锚固段自由段应力分布临界长度

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高陡顺层边坡不稳定临界长度计算研究

科技创新导报 2022年第25期19卷 189-192页

作者：周方玉中交三公局第一工程有限公司北京100012

高陡顺层岩质边坡治理及其支护设计是边坡设计难题之一,在边坡施工设计中,对于边坡失稳范围的确定一直是一个重要的问题,本文结合巴马—凭祥公路巴马至田东段工程边坡工程,采用控制变量法推导边坡的失稳范围公式,并实地测量相关数据,运... 详细信息

高陡顺层岩质边坡治理及其支护设计是边坡设计难题之一,在边坡施工设计中,对于边坡失稳范围的确定一直是一个重要的问题,本文结合巴马—凭祥公路巴马至田东段工程边坡工程,采用控制变量法推导边坡的失稳范围公式,并实地测量相关数据,运用所推公式计算临界长度,将所得结果与实际边坡滑坡情况进行对比,调查资料验证其合理性。失稳破坏临界长度的确定为边坡后续的稳定性计算和支挡工程设计提供了依据,达到了预期目的。因此,笔者的分析方法对具有类似特点的顺层边坡具有借鉴价值,并为相关工程提供参考依据。

关键词：边坡工程顺层岩质边坡稳定性临界长度

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洪水冲击流动管道基于DQM的临界长度研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2013年第4期35卷 173-179页

作者：谭东杰施宁李亮亮庚琳祝悫智中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京昌平102249 中国石油管道科技研究中心河北廊坊065000

针对洪水冲击含有内流流动的管道时所形成管跨的危险临界长度的研究问题,介绍了微分求积法的原理、适用条件及其用于有限元运算的优势。分析了洪水作用下管道的激振频率、固有频率、共振条件,以及内流对于管道动力特性的影响。针对管内... 详细信息

针对洪水冲击含有内流流动的管道时所形成管跨的危险临界长度的研究问题,介绍了微分求积法的原理、适用条件及其用于有限元运算的优势。分析了洪水作用下管道的激振频率、固有频率、共振条件,以及内流对于管道动力特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内、外流共同作用下的管道动力控制方程,并基于微分求积法(DQM)进行了求解。该方程既可用于稳定流动也可用于不稳定流动,同时考虑了洪水冲击及内部流动,具有较广的适用性。通过该方程可以计算出洪水冲击下所形成管跨的危险长度。通过一条实例管道分析得到,对于洪水冲击下的管道问题应该考虑内外流的共同作用,且内流的速度、压力、密度都会对管跨长度产生影响,这些结论对于现场实际或设计均极具参考意义。

关键词：管内流动洪水冲击微分求积法(DQM) 临界长度动力特性方程

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带齿筋的加筋土挡墙筋条临界长度探讨

工业建筑 2012年第4期42卷 82-88,106页

作者：邹桐张孟喜上海大学土木工程系上海200072

结合带齿筋H-V加筋土挡墙模型试验,在假定加筋土挡墙破裂面的位置及形状的基础上,考虑均布荷载对破裂面的影响,以楔形体的极限平衡理论为基础,推导出在黏着破坏条件下H-V加筋土挡墙筋条临界长度的表达式。探讨齿筋高度以及水平筋间距对... 详细信息

结合带齿筋H-V加筋土挡墙模型试验,在假定加筋土挡墙破裂面的位置及形状的基础上,考虑均布荷载对破裂面的影响,以楔形体的极限平衡理论为基础,推导出在黏着破坏条件下H-V加筋土挡墙筋条临界长度的表达式。探讨齿筋高度以及水平筋间距对挡墙加筋筋条临界长度的影响,提出在相同承载力下更有效的筋材配置方法。结合室内试验,解释H-V加筋土挡墙黏着破坏时的破坏机理。

关键词： H-V加筋临界长度破裂面破坏机理

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临界长度在输气管道计算中的应用

油气田地面工程 2008年第8期27卷 14-15页

作者：李加峰李国英王凤英李建平苗笑梅大庆油田采油二厂大庆钻探工程公司测井一公司大庆油田工程有限公司

通常气体在管内的流动按管道绝热情况可分为等温流动和绝热流动两个过程,而实际气体的流动过程则介于两者之间。在许多情况下,用等温过程和绝热过程描述气体运动结果相似。在对稳定流动理论分析的基础上,建立反映输气管道稳定流动的数... 详细信息

通常气体在管内的流动按管道绝热情况可分为等温流动和绝热流动两个过程,而实际气体的流动过程则介于两者之间。在许多情况下,用等温过程和绝热过程描述气体运动结果相似。在对稳定流动理论分析的基础上,建立反映输气管道稳定流动的数学模型,并利用临界长度推导出求解模型新的有效方法,可为工程设计和运行分析提供重要的数据基础。

关键词：输气管道亚声速流临界长度

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多胞金属细观模型的抗爆炸临界长度分析

应用科技 2021年第4期48卷 14-17页

作者：汪玲杨杰王晓凯合肥同智机电控制技术有限公司安徽合肥230088 安徽大学物理学院安徽合肥230601 上海宇航系统工程研究所上海201109

为解决多胞金属抗爆炸设计中的长度选用问题,本文基于R-PH模型的多胞金属抗爆炸临界长度设计方法,应用三维Voronoi模型,对多胞金属的抗爆炸临界长度进行了仿真分析。结果显示,当多胞金属杆长度相对胞元孔径大很多时,理论预测的临界长度... 详细信息

为解决多胞金属抗爆炸设计中的长度选用问题,本文基于R-PH模型的多胞金属抗爆炸临界长度设计方法,应用三维Voronoi模型,对多胞金属的抗爆炸临界长度进行了仿真分析。结果显示,当多胞金属杆长度相对胞元孔径大很多时,理论预测的临界长度合理;当多胞金属杆长度相对胞元孔径未足够长时,边界处的非完整胞元对结果影响较大,预测的临界长度无法完全吸收规定的爆炸载荷产生的能量。

关键词： Voronoi技术细观模型材料本构 R-PH模型多胞金属抗爆炸临界长度有限元分析

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一维周期性增益介质的临界长度

光子学报 2006年第5期35卷 729-733页

作者：彭鹏王永昌西安交通大学理学院现代物理研究所西安710049

用传输矩阵方法研究了一维周期性增益介质的透射频谱随系统层数的变化规律·研究发现:对层数一定的介质,透射率在某些频率上有很大的峰值;增加层数,尖峰在频谱图上出现的位置会发生移动,且对不同的频段,其位置随介质层数的变化规律是不... 详细信息

用传输矩阵方法研究了一维周期性增益介质的透射频谱随系统层数的变化规律·研究发现:对层数一定的介质,透射率在某些频率上有很大的峰值;增加层数,尖峰在频谱图上出现的位置会发生移动,且对不同的频段,其位置随介质层数的变化规律是不同的·考察了这种系统中每个频率的光所对应的临界长度,解释了不同频段激光出现位置随层数变化的规律·比较了周期系统和随机系统中临界长度与频率关系的异同,用群速度理论和能带理论对此做了解释.

关键词：传输矩阵透射率临界长度群速度