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塑性混凝土咬合桩防渗墙变形机理研究

河北工程大学学报（自然科学版） 2024年第1期41卷 23-32,51页

作者：梁超李斌刘润朱楠李青欣天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072 港口岩土工程技术交通行业重点实验室天津300222 中交第一航务工程局有限公司天津300461 中交天津港湾工程研究院有限公司天津300222 天津市港口岩土工程技术重点实验室天津300222

以大连湾沉管隧道南岸港池临时围堰工程监测数据为基础,建立了塑性混凝土咬合桩防渗墙数值计算模型,通过实测数据验证了模型的准确性,分析了不同影响因素下咬合桩防渗墙的变形演化规律,结论表明:水压力相比土压力对咬合桩变形和内力的... 详细信息

以大连湾沉管隧道南岸港池临时围堰工程监测数据为基础,建立了塑性混凝土咬合桩防渗墙数值计算模型,通过实测数据验证了模型的准确性,分析了不同影响因素下咬合桩防渗墙的变形演化规律,结论表明:水压力相比土压力对咬合桩变形和内力的影响更为显著,水压力增大导致桩身变形和弯矩增大,扰动临时围堰土体;土体坡度的影响较小,但土体坡度应逐渐放缓,不小于1∶1.5;桩长的变化对变形影响较大,较短的桩身未嵌固在岩石中,较长的桩身在桩顶出现最大位移;随着桩径增大,桩顶变形和最大弯矩逐渐增大,弯矩分布较为一致。

关键词：咬合桩防渗墙水压力土压力

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套筒强夯长短桩复合地基承载特性研究

水利水电技术（中英文） 2024年第1期55卷 167-179页

作者：于克深王鑫徐昊康逸飞郭伟天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学水利工程仿真与安全国家重点试验室天津300350

【目的】随着大型海洋工程项目不断发展,对水下软土地基处理提出了新的挑战,水下挤密砂桩和水下水泥搅拌桩复合地基等传统方法具有定位难、制桩难、桩体质量差等问题,始终制约着其在海洋工程中的应用和发展。【方法】借鉴陆上孔内深层... 详细信息

【目的】随着大型海洋工程项目不断发展,对水下软土地基处理提出了新的挑战,水下挤密砂桩和水下水泥搅拌桩复合地基等传统方法具有定位难、制桩难、桩体质量差等问题,始终制约着其在海洋工程中的应用和发展。【方法】借鉴陆上孔内深层强夯施工方法,因地制宜地提出水下套筒强夯复合地基成桩技术,该技术使用套筒阻隔海水进入桩孔,具有定位准、加固深和强度高等优点,通过模型试验的方法对该技术进行研究。【结果】结果表明,在强夯碎石桩与传统碎石桩相结合的工况下,地基极限承载力提高50%以上,等长度群桩复合地基极限承载力比长短桩复合地基提升18%;在全部采用强夯碎石桩的工况下,地基极限承载力提高170%以上,等长度群桩复合地基极限承载力比长短桩复合地基提升3.7%。【结论】全部采用强夯碎石桩的复合地基比强夯碎石桩与传统碎石桩组合而成的复合地基承载力提高更多,在提高承载力方面,采用套筒强夯长短桩复合地基更加经济有效。

关键词：套筒强夯法软土地基处理长短桩复合地基承载特性变形力学性能

悬浮稳定关键材料及超高温长效稳定油基钻完井液

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钻井液与完井液 2024年

作者：谢涛张磊杜明亮李文龙李治衡刘海龙海洋油气高效开发全国重点实验室中海石油(中国)有限公司天津分公司中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室

针对超高温且长时间下油基钻完井液空间网架结构强度不足导致的携带和悬浮固相能力差难题，研发了双亲性多嵌段聚合物提切剂HT-TQ和油溶性小分子凝胶剂HT-CB两种抗超高温悬浮稳定关键材料，其中HT-TQ可提高基础乳液的动切力和低剪切速... 详细信息

针对超高温且长时间下油基钻完井液空间网架结构强度不足导致的携带和悬浮固相能力差难题，研发了双亲性多嵌段聚合物提切剂HT-TQ和油溶性小分子凝胶剂HT-CB两种抗超高温悬浮稳定关键材料，其中HT-TQ可提高基础乳液的动切力和低剪切速率黏度，HT-CB可提高静切力；优选了海泡石纤维作为悬浮增效剂，与HT-TQ、HT-CB相互协同，可进一步改善乳液超高温热滚后的流变性，提升空间网架结构强度。以上述三种悬浮稳定材料为核心，优选配套处理剂，构建了一套超高温长效稳定油基钻井液体系，抗温达240 ℃、连续超高温热滚5 d后黏度保持率大于78%，动切力大于5 Pa、低剪切速率切力大于3 Pa，且高温高压流变性良好；以此为基础，使用复配重晶石作为加重材料，构建了一套超高温长效稳定油基完井液体系，抗温达240 ℃、超高温静置10 d后不分层且无硬性沉降，沉实度小于1.2 N。研究成果可为深层、超深层油气高效钻完井流体提供技术支撑。

关键词：抗高温油基钻井液油基完井液悬浮稳定性协同作用

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基于断裂相场法的管道环向表面裂纹扩展研究

中国舰船研究 2024年第3期19卷 302-309页

作者：邱康杜鹏魏羲屈泱泱陈念众中石化上海海洋油气分公司上海200120 中石化胜利工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257017 天津大学建筑工程学院天津300350 水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072

[目的]旨在深入探讨轴向力作用下不同初始环向表面裂纹形态(椭圆形和扇形)对管道裂纹扩展行为的影响,为海洋工程结构物的结构完整性安全提供理论支持。[方法]采用断裂相场法模拟和分析裂纹扩展过程,通过连续的场函数以弥散的形式表征裂... 详细信息

[目的]旨在深入探讨轴向力作用下不同初始环向表面裂纹形态(椭圆形和扇形)对管道裂纹扩展行为的影响,为海洋工程结构物的结构完整性安全提供理论支持。[方法]采用断裂相场法模拟和分析裂纹扩展过程,通过连续的场函数以弥散的形式表征裂纹,依托Francfort-Marigo变分原理,将断裂能融入系统的总势能中,引入退化函数量化损伤导致的应变能折减,在有限元软件ABAQUS中进行二次开发,利用交替解法求解管道裂纹扩展问题。[结果]结果显示,环向椭圆形表面裂纹深度小于壁厚的1/2时,裂纹先沿环向扩展,再沿壁厚方向扩展直至穿透;当椭圆形裂纹贯穿程度较大时,裂纹先沿壁厚方向扩展至穿透,再沿环向扩展;扇形裂纹则倾向于先沿壁厚方向穿透,随后沿环向扩展。[结论]研究表明,断裂相场法能准确模拟裂纹在管道中的局部演化过程,应重视轴向力作用下的管道初始裂纹形态及裂纹贯穿程度对管道结构完整性的影响,这对提高管道结构的安全性及可靠性具有重要意义。

关键词：管道裂纹扩展断裂相场法断裂力学

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浅海高压立管涡激振动及疲劳特性分析工艺

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第3期46卷 102-108页

作者：姜玉峰徐万海中海油能源发展股份有限公司上海工程技术分公司上海长宁200335 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津南开300072

随着东海油气资源的不断开发,开发成本较低的自升式平台将得到广泛应用。立管所在海洋环境复杂多变,其结构长度与直径比值较大,在海流作用下会发生涡激振动。采用尾流振子模型对高压立管涡激振动响应进行预报,并基于DNV规范,根据S-N曲... 详细信息

随着东海油气资源的不断开发,开发成本较低的自升式平台将得到广泛应用。立管所在海洋环境复杂多变,其结构长度与直径比值较大,在海流作用下会发生涡激振动。采用尾流振子模型对高压立管涡激振动响应进行预报,并基于DNV规范,根据S-N曲线法对结构疲劳进行计算。模型通过有限差分法进行离散求解。研究重点关注顶张力对立管的涡激振动及疲劳特性影响。结果表明,顶张力会影响立管的涡激振动响应,并进一步改变结构的疲劳寿命,影响结构安全性。

关键词：自升式平台高压立管涡激振动疲劳损伤尾流振子有限差分法

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利用旋转双目立体相机的桩体倾斜度测量方法

海洋测绘 2024年第3期44卷 32-36,52页

作者：王效愚闫利王崇明隋海琛谢洪武汉大学测绘学院湖北武汉430079 天津水运工程科学研究所天津律300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

桩体倾斜度监测在沉桩作业中至关重要,现有方法普遍存在安置过程复杂、工作耗时长等典型问题。针对以上问题,以双目立体设备研制为基础,提出了一种基于双目立体视觉的桩体倾斜度测量方法。首先,该方法通过旋转码盘与相机的高精度标定实... 详细信息

桩体倾斜度监测在沉桩作业中至关重要,现有方法普遍存在安置过程复杂、工作耗时长等典型问题。针对以上问题,以双目立体设备研制为基础,提出了一种基于双目立体视觉的桩体倾斜度测量方法。首先,该方法通过旋转码盘与相机的高精度标定实现利用码盘旋转角度读数来高效计算相机在任意旋转角度的位姿信息。其次,在双目影像同步采集以及高频倾斜角度测量条件下,设计了一种新的利用提取桩体边线几何的方法来拟合桩体中心轴线方向向量,从而快速计算柱体的倾斜度。实验结果表明,该方法可准确计算相机相对位姿以及柱体倾斜度,倾斜度测量精度可达到优于0.1°,且单次自动测量效率优于10 s,相较于常用的全站仪测量方法,其效率可提高6倍以上,能够满足连续高效且高精度的桩体倾斜度测量需求。

关键词：视觉测量旋转双目立体相机桩体倾斜度相机位姿拟合中心轴向量

“1+N+X”产教融合协同育人模式在储能专业人才培养中的探索与实践

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储能科学与技术 2024年第6期13卷 2099-2106页

作者：李巾锭樊林浩张寿行李斯奇王惟宇杜青凌国维潘刚焦魁王成山天津大学国家储能技术产教融合创新平台天津大学机械学院天津300350 天津大学海洋学院天津300072 天津大学智算学部天津300072 天津大学自动化学院天津300072

在实现“双碳”目标过程中,我国高度重视先进储能技术创新。在国家政策和产业需求的推动下,储能技术高速发展,导致储能领域规模化发展所需基础人才缺口严峻、高端专业人才严重短缺;教育部在2020年新建储能科学与工程专业,以满足储能领... 详细信息

在实现“双碳”目标过程中,我国高度重视先进储能技术创新。在国家政策和产业需求的推动下,储能技术高速发展,导致储能领域规模化发展所需基础人才缺口严峻、高端专业人才严重短缺;教育部在2020年新建储能科学与工程专业,以满足储能领域“高精尖缺”人才培养需求。而储能科学与工程是一门由动力工程及工程热物理、化学工程与技术、电气工程、材料科学与工程、管理科学与工程等多学科渗透、融合形成的新学科,是典型的交叉学科,学科覆盖面广、知识结构复杂,因此其高端人才培养也面临严峻的挑战。面对以上难题,天津大学基于丰富的新工科教育改革经验,突破现有学科和专业束缚,依托国家储能技术产教融合创新平台实施储能专业人才培养的探索与实践,通过校企联合培养模式改革、共建校企联合实习实践基地、企业导师队伍建设等系列举措构建“1+N+X”产教融合协同育人模式,在天津大学储能专业研究生培养、本科生企业实习、项目制实践教学、高端培训等人才培养环节进行实践与探索,并取得良好效果,对储能领域高端人才培养具有推广价值。

关键词：产教融合人才培养储能

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海洋移动式自安装平台井口支撑方案对比

海洋工程 2024年第5期42卷 78-86页

作者：王慧磊朱本瑞杨成祥崔希君魏羲天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257017

针对海洋移动式自安装平台,提出了隔水管外置框架支撑、内置框架支撑和张紧式支撑3种方案。采用有限元分析软件ANSYS,建立了对应的平台整体耦合分析模型,开展了平台结构模态和静力分析,进而对3种支撑方案下平台的整体性能进行了对比研... 详细信息

针对海洋移动式自安装平台,提出了隔水管外置框架支撑、内置框架支撑和张紧式支撑3种方案。采用有限元分析软件ANSYS,建立了对应的平台整体耦合分析模型,开展了平台结构模态和静力分析,进而对3种支撑方案下平台的整体性能进行了对比研究。结果表明:隔水管外置与内置两种框架支撑方案下平台的自振周期差异微乎其微,张紧式支撑会导致隔水管发生低阶振动;隔水管外置框架支撑方案在三者中综合性能表现最优,可作为海洋移动式自安装平台井口区的设计方案。

关键词：海洋移动式平台自安装平台隔水管支撑方案自振周期平台井口

有机-无机复合固化剂合成及重金属污染底泥固化研究

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环境工程 2024年第3期42卷 82-91页

作者：陈运涛肖瑶王健男高忠帅崔美黄仁亮中交天津港湾工程研究院有限公司天津300222 港口岩土工程技术交通运输行业重点实验室天津300222 天津市港口岩土工程技术重点实验室天津300222 中交第一航务工程局有限公司天津300222 天津大学海洋科学与技术学院天津300072

疏浚重金属污染底泥由于具有含水率高、强度低等特性,无法直接作为工程材料应用,并且会对环境造成污染。设计合成了一种丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物(AA-SSS),并与水泥和纳米水化硅酸钙(早强剂)混合,开发了一种有机-无机复合固化剂。探究了... 详细信息

疏浚重金属污染底泥由于具有含水率高、强度低等特性,无法直接作为工程材料应用,并且会对环境造成污染。设计合成了一种丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物(AA-SSS),并与水泥和纳米水化硅酸钙(早强剂)混合,开发了一种有机-无机复合固化剂。探究了有机-无机复合固化剂对底泥固化抗压强度和重金属离子稳定化的影响,并分析了其机理。结果表明:有机-无机复合固化剂对底泥固化强度增强效果显著,在10%水泥、1%AA-SSS、2%早强剂添加量下,底泥固化1 d的抗压强度为0.85 MPa,相比未加固化剂,提高了467%。在该条件下,底泥中的Pb^(2+)、Ni^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(3+)的浸出浓度分别从7.05,8.32,4.40,7.12 mg/L降至2.68,2.61,0.68,2.05 mg/L,经固化稳定化后底泥酸浸出液中重金属浓度均低于危险废物鉴别标准值。水泥水化产物加强了淤泥颗粒之间的胶结,并包裹固定金属离子,同时AA-SSS和纳米水化硅酸钙可以分散和促进水泥水化,并通过静电作用和吸附作用固定金属离子。研究表明有机-无机复合固化剂在提高底泥抗压强度和重金属离子稳定化具有良好的应用前景。

关键词：重金属污染底泥固化剂无侧限抗压强度稳定化