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石油大学学报（自然科学版） 1997年第6期21卷 19-23页

作者：杨韦华冯启宁尚作源石油大学地球科学系

针对井周的非均质地层模型，利用三维有限元方法模拟了方位梯度电极系的测井响应。在非均质程度比较小的情况下，各个方位上的响应之间差别不大，与真实的电阻率分布差别也不大；反之，则差别很大。所测得的响应远远低于较高的真电阻率... 详细信息

针对井周的非均质地层模型，利用三维有限元方法模拟了方位梯度电极系的测井响应。在非均质程度比较小的情况下，各个方位上的响应之间差别不大，与真实的电阻率分布差别也不大；反之，则差别很大。所测得的响应远远低于较高的真电阻率值，而是靠近较低的真电阻率值，因此，有必要对测井响应进行校正。利用非线性反演方法求取真实的电阻率分布，克服了传统的校正方法的弊端。数值模拟的结果表明，此方法是可行的。

关键词：电测井地层非均质地层直流电测井

隧道下穿施工引起既有隧道及地层变形预测的改进随机介质理论模型

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岩土工程学报 2023年第2期45卷 301-309页

作者：徐强朱永全雷升祥刘勇赵伟方智淳王聪徐硕石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 中国铁建股份有限公司北京100855 中铁十八局集团有限公司天津300222

新建隧道下穿既有隧道施工时,由于传统随机介质理论无法考虑既有隧道的影响,地层变形预测结果易出现较大误差。考虑隧道开挖后断面的非均匀收敛,基于随机介质理论与Peck公式两者关键参数之间的关系,对传统随机介质理论进行了简化和改进... 详细信息

新建隧道下穿既有隧道施工时,由于传统随机介质理论无法考虑既有隧道的影响,地层变形预测结果易出现较大误差。考虑隧道开挖后断面的非均匀收敛,基于随机介质理论与Peck公式两者关键参数之间的关系,对传统随机介质理论进行了简化和改进;应用隧道衬砌抗弯刚度等效及当层法,对非均质地层和既有隧道进行了等效处理,提出了隧道下穿施工引起的既有隧道及地层变形预测模型,结合相关典型工程验证了该理论模型的准确性。结果表明:与传统随机介质理论相比,预测模型对既有隧道及地层的变形预测曲线均呈“宽而浅”的特点,与数值计算及现场实测结果的关联度更大,具有更高的合理性和准确性,为隧道下穿施工引起的既有隧道及地层变形预测提供了理论依据。

关键词：下穿随机介质理论抗弯刚度等效当层法非均质地层

基于极上限分析的临水深基坑围护结构主动土压力计算

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工程力学 2022年第11期39卷 196-202,256页

作者：关振长黄金峰何亚军宁茂权福州大学土木工程学院福建福州350116 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430064 海峡(福建)交通工程设计有限公司福建福州350004

沿江临河修建的深基坑中,临水岸坡与基坑围护结构构成了有限宽度土体,其土压力计算方法与常规模式有较大不同。基于极上限分析法,运用改进多线段滑裂面生成技术,推导非均质临水深基坑围护结构主动土压力的上限解;并在均质土条件下,与传... 详细信息

沿江临河修建的深基坑中,临水岸坡与基坑围护结构构成了有限宽度土体,其土压力计算方法与常规模式有较大不同。基于极上限分析法,运用改进多线段滑裂面生成技术,推导非均质临水深基坑围护结构主动土压力的上限解;并在均质土条件下,与传统直线或对数螺线滑裂面假定的计算结果进行对比验证。将上述计算方法运用于福州地铁5号线农林大学站基坑工程实例,认为围护结构主动土压力随水位的上升近似呈线性增大,随坡坑宽高比增大呈先快速增长后趋于稳定的趋势;当坡坑宽高比大于0.7时,主动土压力开始趋于稳定,说明滑裂面由模式Ⅰ(相交于坡面)过渡到模式Ⅱ(相交于坡顶)。进一步地,基于支撑刚度折减的数值模拟结果表明,临江侧土体滑裂面形态、围护结构主动土压力及合力作用点位置与理论计算结果较为吻合。上述研究成果可为临水深基坑围护结构的科学设计提供参考借鉴。

关键词：临水深基坑主动土压力有限宽度岸坡极上限分析非均质地层多线段滑裂面

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复合式钻头在非均质地层中的优异表现

中国石油和化工标准与质量 2013年第10期33卷 55-55页

作者：杨璐中石油辽河油田公司曙光工程技术处辽宁盘锦124109

本文探讨复合式钻头通过避免由地层转换所引起的起下钻可以将总钻进时间维持在一个更高的水平上,为了迎接含大量夹层的非均质性地层所带来的挑战,新颖的复合式钻头及自动钻井系统被使用。

关键词： PDC钻头牙轮钻头复合式钻头非均质地层

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不同渗透系数的非均质黏土劈裂注浆数值模拟

水利水运工程学报 2022年第5期 102-112页

作者：申时钊涂小兵雷进生周珂刘金鑫唐亚周中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310000 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002

针对地下工程中软弱黏土地层病害治理问题,考虑黏土材料的非均质性与低渗透性,对黏土进行劈裂注浆加固特性分析。基于Weibull分布函数理论构建非均质黏土地层模型,对黏土进行劈裂注浆加固模拟;基于注浆模拟计算结果,分析不同均质度与渗... 详细信息

针对地下工程中软弱黏土地层病害治理问题,考虑黏土材料的非均质性与低渗透性,对黏土进行劈裂注浆加固特性分析。基于Weibull分布函数理论构建非均质黏土地层模型,对黏土进行劈裂注浆加固模拟;基于注浆模拟计算结果,分析不同均质度与渗透系数对黏土劈裂注浆效果的影响。结果表明:土体劈裂注浆难度随均质度的增大而增加,均质度较高土体劈裂后产生的裂缝较为单一,裂缝分布范围较小;均质度较低土体劈裂产生的裂缝宽度较大,裂缝影响范围更广。浆脉扩展的长度及增长幅度随土体渗透系数的增大而减小,高渗透系数土体的劈裂浆脉宽度要大于低渗透系数的土体,渗透系数较小土体的浆脉长度始终比较大,浆脉距注浆孔越远,其宽度越小。研究可为软弱黏土地层劈裂注浆的工程应用提供指导。

关键词：地基加固劈裂注浆 Weibull分布渗透系数非均质地层

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黄土非均质多级高边坡稳定分析上限解

武汉大学学报(工学版) 2023年

作者：闫超王红雨曹静亢文涛李其星宁夏大学土木与水利工程学院宁夏送变电工程有限公司

分级放坡开挖是高边坡工程提高稳定性常采用的一种工法，但对于非均质分级边坡的稳定性分析还有待进一步研究。文中针对黄土高边坡的天然水平分层和多级坡面的特点，构建满足运动许可的2种破坏模式，推导出相应的功能平衡方程，采用强... 详细信息

分级放坡开挖是高边坡工程提高稳定性常采用的一种工法，但对于非均质分级边坡的稳定性分析还有待进一步研究。文中针对黄土高边坡的天然水平分层和多级坡面的特点，构建满足运动许可的2种破坏模式，推导出相应的功能平衡方程，采用强度折减技术进行边坡安全系数分析，并利用序列二次规划法对边坡安全系数上限解寻优。然后，以宁夏黄土丘陵地区妙岭750kV变电站高边坡工程作为算例，进行安全系数上限解和影响因素的相关分析。同时，利用极限分析有限元软件建立该工程高边坡数值模型，将模拟结果与本文上限解作了对比分析。结果表明：所构建破坏机制的上限解介于数值模拟上限解与下限解之间，优化后的上限解潜在危险滑移面与模拟结果相吻合；边坡安全系数分别与内摩擦角、台阶宽度近似呈线性变化，且随黏聚力比的增大先增加后平稳；构建的2种机动许可破坏模式有各自的适用条件，否则会产生一定计算误差。

关键词：极限分析上限解破坏机制非均质地层多级边坡安全系数

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基于极限分析上限解的复杂边坡稳定性研究

基于极限分析上限解的复杂边坡稳定性研究

作者：闫超宁夏大学

学位级别：硕士

边坡稳定性问题是水工结构工程和岩土工程经典问题之一,如何采用一种简便快捷、适用性强的理论计算方法对其进行分析一直都是工程师们关注的热点。然而,堤坝填筑和平山造地工程中遇到的部分复杂边坡稳定性评估问题缺少与之适应的理论分... 详细信息

边坡稳定性问题是水工结构工程和岩土工程经典问题之一,如何采用一种简便快捷、适用性强的理论计算方法对其进行分析一直都是工程师们关注的热点。然而,堤坝填筑和平山造地工程中遇到的部分复杂边坡稳定性评估问题缺少与之适应的理论分析方法。实地调研发现,“坝前淤积面加坝”技术是宁夏南部黄土丘陵地区常采用的一种水库除险加固方式,由此形成的“复合土坝”含有多条软弱结合面,且受库水骤降影响极易引发边坡失稳问题;与这项在实际工程中积累了大量经验不符的是理论研究相对滞后。跨越宁南山区的西电东送国家重点工程中,平山造地建设的输变电站场区形成了大量非均质黄土高边坡,为提高边坡稳定性,确保工程安全,在设计与施工中通常采用分级放坡开挖;由非均质地层组成的几何外形复杂的多级黄土高边坡的稳定性分析,同样是亟待解决的工程实际问题。无论是堤坝填筑还是平山造地工程,都需要解决含挖填界面的边坡稳定性分析问题,这类边坡的挖填交界线出露于坡面,难以在平面应力场景讨论,只能建立复杂的三维计算模型进行分析。因此,论文基于塑性力学极限分析上限方法,针对上述边坡稳定性问题开展了一系列研究。考虑边坡几何特征和内部构造特点,构建满足运动许可的破坏机构;根据几何关系计算内能耗散率和外功率,采用强度折减技术对土体抗剪强度参数折减后带入功能平衡方程;最后,推导边坡安全系数上限解并进行序列二次规划法寻优。在此基础上,选取实际工程项目作为算例,采用文中理论方法和数值模拟方法分别计算,对比验证了文中理论方法的准确性和有效性。主要研究内容和结论如下:(1)针对含多个软弱结合面的“复合土坝”的结构型式和水库运行特点,立足于塑性力学极限分析上限原理,构建了 2种运动许可的破坏机构,将库水位动态变化和坡内孔隙水压力作为外荷载参与上限解的功能平衡计算;然后将“坝前淤泥面加坝”算例得到的极限分析上限解与有限元极限分析软件Optum G2数值模拟结果以及极限平衡M-P法的计算值进行对比分析。结果表明:采用本文方法计算所得边坡安全系数上限解和破坏模式与Optum G2软件以及M-P法数值模拟结果均吻合良好,最大相对误差较小,且库水位骤降导致边坡安全系数急剧减小,减幅最高可达39%,水力效应影响显著。(2)以宁夏黄土丘陵地区妙岭750kV变电站高边坡工程为案例,针对高边坡水平分层和多级坡面的复杂性,基于塑性力学极限分析上限原理构建了2种破坏机构,并结合强度折减技术推导不同破坏模式下的边坡安全系数上限公式,最后给出了上限解的优化解答。经过与有限元极限分析软件Optum G2的数值解对比,结果表明:所构建两种破坏机构的上限解理论计算值介于数值模拟上限和下限之间,且参数优化后绘制的最危险潜在滑移面与模拟结果颇为接近。影响因素分析结果显示:边坡安全系数随内摩擦角的增加而近似线性增加,且增幅明显;随黏聚力比的增加先近似线性增加,之后趋于平缓;随边坡台阶宽度的增加而近似线性增加,但增幅较小。(3)将拓展的牛角状对数螺旋锥体破坏机构应用于平山造地、堤坝填筑等工程中挖填接触带走向与坡面斜交且在高边坡坡面出露情况的边坡三维稳定分析中,根据虚功原理推导含挖填界面边坡安全系数的上限表达式,并采用Matlab软件编制相应的计算程序求解;在此基础上,提出一种考虑水力效应的坝肩含挖填界面高边坡三维稳定简化计算方法。以宁夏黄土丘陵地区妙岭750kV变电站场区高边坡为例,分别采用本文方法和有限元极限分析软件Optum G3数值模拟方法进行计算,并将已有文献中的研究概化为算例进行对比分析。结果表明:无论是边坡安全系数上限解还是边坡失稳滑移模式,本文提出的上限分析理论方法与Optum G3数值模拟结果均吻合良好,并且随着挖填界面倾角α的增大含挖填界面边坡的安全系数Fs减小;在考虑水力效应的算例分析中,由于简化方法不同,采用本文上限解方法得到的计算结果大于已有研究结果,但二者在较小的宽高比B/H范围内吻合程度较高。研究结果提示,挖填界面属于潜在软弱面,在工程实践中应重视陡倾挖填接触面的阻滑处理。

关键词：边坡稳定性极限分析上限解软弱结合面非均质地层多级边坡挖填界面

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硬地层PDC钻头设计的探讨

石油机械 2004年第9期32卷 28-31页

作者：邹德永梁尔国石油大学

目前的PDC钻头只能有效地钻进软到中硬的比较均质的地层 ,而在硬的、研磨性和软硬交错等非均质地层中 ,或钻速低 ,或寿命短。为此 ,研究分析了剖面形状、切削齿布置、切削齿工作角、副切削齿等设计对PDC钻头性能的影响 ,提出了以同时加... 详细信息

目前的PDC钻头只能有效地钻进软到中硬的比较均质的地层 ,而在硬的、研磨性和软硬交错等非均质地层中 ,或钻速低 ,或寿命短。为此 ,研究分析了剖面形状、切削齿布置、切削齿工作角、副切削齿等设计对PDC钻头性能的影响 ,提出了以同时加强钻头的稳定性、耐久性和钻进能力为目标的设计观点和建议。研制的新型PDC钻头采用了短抛物线形剖面和楔形人造聚晶金刚石孕镶块辅助切削齿结构 ,中密度布齿 ,切削齿后倾角由内向外在 10～ 15°范围内变化。试验表明 ,与牙轮钻头相比 ,PDC钻头钻速提高了 5 9 6 % ,每米钻井成本降低了 2 6 %。

关键词：切削齿 PDC钻头钻速硬地层钻井成本非均质地层牙轮钻头钻进能力剖面布齿