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基于复变函数理论的无中导连拱隧道应力与位移解析解

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岩土力学 2024年第3期45卷 777-787页

作者：毕钛俊邓琴汤华姜成业秦雨樵中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

无中导连拱隧道由于后行洞衬砌搭接于先行洞衬砌拱腰之上,围岩与衬砌受力情况复杂,开展相应的围岩与衬砌应力和位移分析具有重要的工程意义。基于复变函数理论和Schwarz交替法,提出了深埋条件下考虑衬砌的无中导连拱隧道围岩与衬砌应力... 详细信息

无中导连拱隧道由于后行洞衬砌搭接于先行洞衬砌拱腰之上,围岩与衬砌受力情况复杂,开展相应的围岩与衬砌应力和位移分析具有重要的工程意义。基于复变函数理论和Schwarz交替法,提出了深埋条件下考虑衬砌的无中导连拱隧道围岩与衬砌应力和变形的计算方法。针对无中导连拱隧道两洞具有共用边界的特点,在利用柯西积分法进行求解时,将单洞衬砌与围岩接触的边界积分条件转化为仅存在单洞时的完整边界积分与共用边界积分之差,对于Schwarz交替法中求解“附加面力”的过程亦进行类似处理。给出共用边界应力与位移的计算方法。通过算例,将上述解析结果和数值仿真结果进行对比,证明了方法的可行性和准确性。

关键词：无中导连拱隧道复变函数 Schwarz交替法应力场位移场

浅埋无中导洞连拱隧道先行洞衬砌承担围岩荷载确定方法

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岩土力学 2024年第4期45卷 1170-1180页

作者：汤华姜成业邓琴毕钛俊秦雨樵中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

不同于常规隧道衬砌结构,无中导洞连拱隧道先行洞衬砌施作稳定后还要受到邻近后行洞开挖的二次扰动,后行洞开挖对先行洞衬砌受力的影响不可忽视。依托杨家寨公路隧道工程,基于考虑了后行洞开挖影响的隧道围岩压力计算方法,结合现场监测... 详细信息

不同于常规隧道衬砌结构,无中导洞连拱隧道先行洞衬砌施作稳定后还要受到邻近后行洞开挖的二次扰动,后行洞开挖对先行洞衬砌受力的影响不可忽视。依托杨家寨公路隧道工程,基于考虑了后行洞开挖影响的隧道围岩压力计算方法,结合现场监测位移数据采用荷载-结构法进行位移反分析,提出了一种确定浅埋无中导洞连拱隧道先行洞衬砌承担围岩荷载的方法,最后和衬砌背后围岩荷载现场监测值进行对比验证。研究结果表明:后行洞开挖对先行洞衬砌承担围岩荷载的影响较为显著,监测点增长幅度均值高达142%;先行洞衬砌受力呈现“拱腰较小,拱顶及拱肩较大”的分布规律,且靠近后行洞一侧拱肩位置受力最大;通过现场监测位移反分析得到的先行洞衬砌受力结果和现场监测结果较为一致,论证了该方法的合理性和实用性,研究成果可为无中导洞连拱隧道结构设计提供参考。

关键词：荷载结构法无中导洞连拱隧道位移反分析衬砌受力

基于数值模拟的CO_(2)地质封存项目井筒泄漏风险定量化评价方法

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 195-205页

作者：甘满光雷宏武张力为李小春李琦中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

为评估CO_(2)地质封存场地的CO_(2)沿井筒泄漏风险,介绍了自主研发的可对CO_(2)井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件,将软件应用于实际CO_(2)地质封存场地--神华鄂尔多斯CO_(2)咸水层封存示范工程,定量评估该场地CO_(2)... 详细信息

为评估CO_(2)地质封存场地的CO_(2)沿井筒泄漏风险,介绍了自主研发的可对CO_(2)井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件,将软件应用于实际CO_(2)地质封存场地--神华鄂尔多斯CO_(2)咸水层封存示范工程,定量评估该场地CO_(2)沿注入井和监测井的泄漏量,并将软件模拟结果与美国能源部开发的NRAP–IAM–CS(The national risk assessment partnership–integrated assessment model–carbon storage)软件模拟结果进行对比,实现了CO_(2)沿井筒泄漏风险的定量化评价。定义了井筒泄漏系数,即井筒发生泄漏的有效截面积和井筒总截面积的比值,并将井筒泄漏系数作为量化表征井筒固井质量的重要参数。当泄漏系数取值为10^(–6)时,神华CO_(2)地质封存场地在1000 a内的总泄漏量为720 tCO_(2),占总注入量的0.24%,小于IPCC的风险阈值1%。因此,泄漏系数为10^(–6)或更低的井筒是低风险泄漏井,具有良好的固井质量,对应于NRAP–IAM–CS软件中井筒渗透率低于10^(–12)m^(2)的情况。泄漏系数为10–5或更高的井筒是高风险泄漏井,具有较差的固井质量。WellRisk和NRAP–IAM–CS的计算结果均表明,当注入井和监测井的固井质量良好时,神华CO_(2)地质封存场地基本不存在CO_(2)泄漏风险。

关键词： CO_(2)地质封存 CO_(2)泄漏井筒风险评估固井

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膨胀土残余强度的变速率效应及工程启示

岩土工程学报 2024年第7期46卷 1445-1452页

作者：鄢俊彪孔令伟李甜果周振华中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

残余强度对滑坡的变形、稳定性具有重要影响,滑坡运动全过程中往往涉及到变速率问题,具体表现为加速率和减速率作用。为研究膨胀土残余强度的加速率和减速率效应,开展了一系列变速率环剪试验,分析了膨胀土残余强度在不同加速率和减速率... 详细信息

残余强度对滑坡的变形、稳定性具有重要影响,滑坡运动全过程中往往涉及到变速率问题,具体表现为加速率和减速率作用。为研究膨胀土残余强度的加速率和减速率效应,开展了一系列变速率环剪试验,分析了膨胀土残余强度在不同加速率和减速率条件下的变化规律,并讨论了残余强度的加速率和减速率效应在滑坡不同变形发展阶段中起的作用。结果表明:加速率和减速率均对残余强度具有强化作用(正作用),加速率对残余强度的强化作用比减速率的更显著,在较大法向应力条件下残余强度的加速率和减速率效应更显著。残余强度的加速率和减速率效应是剪切速率变化导致剪切面状态变化的结果,剪切面上土颗粒在变速率条件下须重新调整以适应新的剪切速率条件,从而导致了残余强度变化。在滑坡运动全过程当中,残余强度的加速率和减速率效应对滑坡向减速堆积状态演化有利。

关键词：膨胀土残余强度速率效应环剪试验滑坡

基于物质点和深度积分耦合模型的滑坡数值分析

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岩土力学 2024年第8期45卷 2515-2526页

作者：张伟晏飞王兆丰李邵军中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

深度积分算法可将滑坡沿地表滑动的三维模型化简为二维模型进行求解,通过减少控制方程未知量的个数以提升求解效率。物质点法(material point method,MPM)具有无网格法和有网格法的双重优势,模拟滑坡大变形问题时可避免网格畸变现象。... 详细信息

深度积分算法可将滑坡沿地表滑动的三维模型化简为二维模型进行求解,通过减少控制方程未知量的个数以提升求解效率。物质点法(material point method,MPM)具有无网格法和有网格法的双重优势,模拟滑坡大变形问题时可避免网格畸变现象。采用深度积分耦合物质点法建立滑坡数值模型,给出算法实现具体流程,基于影响域改进的物质点法(influence domain material point method,IDMPM),针对两个典型无倾角底面光滑和有倾角底面不光滑滑坡算例进行基准测试。在计算精度方面,深度积分耦合物质点法模型能较好地预测远端距离、流速、深度等滑移特征参数;在计算效率方面,与常规物质点法求解格式相比,深度积分耦合物质点法模型可大幅度提高运行效率。该研究成果可为滑坡地质灾害破坏范围的分析预测、危害评估、应急抢险提供有效理论依据和时间保障。

关键词：深度积分物质点法滑坡大变形深度积分耦合物质点法

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城市社区治理共同体的主体协同与效能提升

学习与实践 2024年第6期 72-82页

作者：袁超越武汉市社会科学院湖北武汉430019

城市社区治理共同体建设是基层治理现代化的重要抓手。主体协同是城市社区治理共同体的基础要件,这与社区治理人人有责、人人尽责、人人享有的治理要求和治理目标相契合。针对当前城市社区治理共同体的主体角色冲突现象,应在厘清治理主... 详细信息

城市社区治理共同体建设是基层治理现代化的重要抓手。主体协同是城市社区治理共同体的基础要件,这与社区治理人人有责、人人尽责、人人享有的治理要求和治理目标相契合。针对当前城市社区治理共同体的主体角色冲突现象,应在厘清治理主体互动关系的基础上,从统合联动能力、协同规范体系、合作制约机制、协同服务水平、协同智治效果等多方面着手,全面提升城市社区治理共同体的主体协同效能。

关键词：城市社区社区治理共同体社区治理主体治理效能

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要素、空间、系统:新质生产力作用于城市演进的机理

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学习与实践 2024年第9期 109-120页

作者：刘江涛武汉市社会科学院湖北武汉430019

基于历史考察,突破性技术的应用会形成一定的生产和产业组织形式,落实到特定城市空间,与生产力发展成果一起作用于城市系统,共同推动城市的演进。新质生产力作用下,数据成为城市发展的关键性要素,改变着城市收入分配结构,影响城市集聚... 详细信息

基于历史考察,突破性技术的应用会形成一定的生产和产业组织形式,落实到特定城市空间,与生产力发展成果一起作用于城市系统,共同推动城市的演进。新质生产力作用下,数据成为城市发展的关键性要素,改变着城市收入分配结构,影响城市集聚离散机制。新质生产力推动着城市数字空间与物理空间、社会空间相互融合,并从整体协同性、智能性、韧性方面赋能城市系统。为有效利用新质生产力,推动城市高质量发展,需要从营造激发要素活力的城市环境、构筑畅通有序的城市空间载体、提升城市治理中先进技术的应用转化能力三个方面加以着力。

关键词：新质生产力城市演进城市高质量发展数据要素

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基础设施分形对超大城市规模边界的影响

学习与实践 2024年第4期 84-93页

作者：陈进樊志宏武汉市社会科学院湖北武汉430015

基础设施分形是超大城市规模边界的重要影响因素。通过构建基于基础设施分形理论的城市发展模型分析发现,基础设施分形从人口异速增长、社会系统熵增和社会网络结构改变等方面,对超大城市规模边界产生重要影响。随着现代科技的发展,新... 详细信息

基础设施分形是超大城市规模边界的重要影响因素。通过构建基于基础设施分形理论的城市发展模型分析发现,基础设施分形从人口异速增长、社会系统熵增和社会网络结构改变等方面,对超大城市规模边界产生重要影响。随着现代科技的发展,新型基础设施正替代传统基础设施,成为决定城市规模边界的核心要素。当前,应顺应科技革命趋势,加速推进基础设施优化升级,实施全周期、数字化治理,构建新型基础设施体系,重塑超大城市规模边界。

关键词：基础设施分形异速生长城市规模边界超大城市

液体束光电子能谱测量水溶液相胸苷光电子谱:综合实验误差分析

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 439-448,I0105页

作者：徐漂卢建夺王冬冬李多多龙金友张嵩张冰武汉科技大学应用物理系武汉430081 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉430071 中国科学院大学北京100049

水溶液中的光电子发射过程易受到由弹性及非弹性电子散射、流动势和空间电荷效应引起的误差和影响,然而,直接评估这些误差中各自贡献的大小仍是一项艰巨的挑战。本文以综合实验误差的形式评估了这些误差如何影响真实的光电子动能谱,利... 详细信息

水溶液中的光电子发射过程易受到由弹性及非弹性电子散射、流动势和空间电荷效应引起的误差和影响,然而,直接评估这些误差中各自贡献的大小仍是一项艰巨的挑战。本文以综合实验误差的形式评估了这些误差如何影响真实的光电子动能谱,利用飞秒液体束光电子能谱技术研究不同水溶液流速和激光能量下水溶液相胸苷的紫外光电子动能(或电子结合能)谱.实验中,利用液态水的1b_(1)轨道的精确的竖直电子结合能值(11.33eV)实现对观测到的水溶液相胸苷的电子结合能谱的校准,并估算出液态水的1b_(1)轨道的精确的竖直电子结合能的综合实验误差约为200meV.在不同的流速和激光能量条件下,水溶液相胸苷阳离子基态D_(0)(π^(-1))和阳离子第一激发态D_(1)(n^(-1))的竖直电子结合能的平均综合实验误差被估计为小于3%,即误差范围在几十毫电子伏特至200meV之间.

关键词：光电子能谱液体束胸苷水溶液流动势空间电荷电子散射