检索结果-南通市图书馆

基于覆盖土层厚度识别的区域斜坡降雨入渗稳定性定量评价

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地球科学 2024年第09期 3347-3362页

作者：邹浩贾琳郑路路李本兴蔡静森湖北省地质局第三地质大队中国地质大学工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心

区域内覆盖土层孕育着斜坡浅表层破坏，是区域斜坡破坏的最主要来源，但由于覆盖土层厚度的空间变化，导致堆积层滑坡灾害发育的底界难以合理确定，进而使稳定性评价结果未能指示实际滑坡状况.以黄冈市九资河镇为例，对该区域的覆盖层... 详细信息

区域内覆盖土层孕育着斜坡浅表层破坏，是区域斜坡破坏的最主要来源，但由于覆盖土层厚度的空间变化，导致堆积层滑坡灾害发育的底界难以合理确定，进而使稳定性评价结果未能指示实际滑坡状况.以黄冈市九资河镇为例，对该区域的覆盖层厚度进行详细调查，并通过基于地貌过程的估计方法确定了研究区覆盖层厚度的空间分布；在此基础上，运用斜坡稳定性定量模型，分析了研究区斜坡在降雨条件下的稳定性，并据此估计了区域堆积层滑坡的分布情况和可能性.结果显示：所提出的方法有效且具有很强的实用性，基于GIST模型估计的区域覆盖层厚度与实际情况较为接近(集中在0.5～3.0 m).覆盖层厚度的合理确定使得区域斜坡降雨入渗稳定性评价结果更加精细且具有实际滑坡指示意义；该区基本稳定和稳定斜坡主要分布于阶地平台或河漫滩等覆盖层厚度大但坡度较小区域，欠稳定及不稳定斜坡主要分布在水库及各支流靠岸位置，这些部位覆盖层厚度虽小但坡度较大、地形外凸且受地下水影响明显；短时间的强降雨对斜坡稳定性影响巨大.该研究有助于推动区域斜坡灾害评价向精细化方向发展.

关键词：地貌过程覆盖层厚度区域斜坡稳定性降雨入渗滑坡工程地质

基于紧密堆积理论的深水低密度三元固相水泥浆体系

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天然气工业 2024年第2期44卷 122-131页

作者：郑少军谷怀蒙刘天乐陈宇蒋国盛王韧代天秦榜伟徐浩万涛中国地质大学工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心中国海油研究总院有限责任公司中国石油工程技术研究院有限公司中国石油渤海钻探第一录井公司

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积... 详细信息

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积,然后结合室内实验评价,优选出了一套密度为1.50 g/cm^(3)的具有低温早强性能的三元固相水泥浆体系,并利用抗压强度测试、XCT、SEM等方法对紧密堆积体系的增强机理进行了表征和分析。研究结果表明:(1)三元紧密堆积体系早期力学强度发展快速,在10℃的低温条件下,24 h抗压强度可达3.5 MPa以上;(2)相比于相同密度的NC二元体系和CS二元体系,孔隙率降低了19.10%~33.05%,抗压强度提高了7.0%~21.1%;(3) NC可以为水泥水化提供成核位点、填充细化孔隙,CS可以部分替代水而提高体系致密性,在两种材料的协同作用和紧密堆积效应下可实现早期力学强度的快速发展。结论认为,三元固相级配水泥浆体系利用紧密堆积理论发挥了3种材料的各自优势,进而实现了早期力学强度的快速发展,对于深水井表层套管固井作业防止水气窜流具有很好的理论指导意义和应用推广价值。

关键词：深水低温低密度固井水泥浆分形理论抗压强度

爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 647-657页

作者：李明鸿刘晏辰夏梦涛宗周红甘露陈振健东南大学土木工程学院南京211189 东南大学爆炸安全防护教育部工程研究中心南京211189

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证... 详细信息

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40%以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能.

关键词：预制节段拼装墩柱双层钢管混凝土数值模拟爆炸荷载动力响应损伤机理

考虑土塞效应的开口管桩沉桩与承载全过程离散元分析

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1471-1480页

作者：李立辰刘卓刘浩吴文兵罗仑博蒋国盛梅国雄中国地质大学(武汉)工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京101100 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

开口管桩贯入过程中会产生复杂的土塞效应,显著影响管桩的沉桩过程与承载特性。考虑到试验方法成本高、周期长、且难以直观反映土塞与管桩的相互作用特性,基于离散元方法开展砂土地基中静压开口管桩沉桩与承载全过程模拟分析。基于室内... 详细信息

开口管桩贯入过程中会产生复杂的土塞效应,显著影响管桩的沉桩过程与承载特性。考虑到试验方法成本高、周期长、且难以直观反映土塞与管桩的相互作用特性,基于离散元方法开展砂土地基中静压开口管桩沉桩与承载全过程模拟分析。基于室内试验数据对离散元模型参数进行标定,并采用周期性单元复制法生成均质且应力沿深度线性分布的地基模型。基于土体变形特征,揭示管桩中土塞的主动拱与被动拱分布特征。进一步地,结合土塞参数的演化规律,得出土塞增长率(IFR)对土塞状态变化更为敏感,且土塞阻力的发挥趋势与IFR值变化趋势有较高的相似性。基于管桩静载试验模拟,得出静载下开口管桩呈完全闭塞状态,土塞的荷载-位移响应呈弹塑性,并最终建立考虑CPT锥尖阻力、土塞效应、管桩尺寸的静压开口管桩桩端阻力经验计算公式。本文研究成果揭示了土塞的形成演化过程与承载机制,对于考虑土塞效应的开口管桩沉桩阻力预测与承载力计算具有一定参考价值。

关键词：开口管桩土塞效应离散元法桩端阻力

基于一体化电磁骚扰传导模型的开关柜微机保护装置电磁干扰滤波器设计

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3280-3290页

作者：王华清黄道春双明镜毕吉禹罗瑞杰雷电防护与接地技术教育部工程研究中心(武汉大学) 武汉430072 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

为解决高压开关柜断路器在海上风电场等场景下频繁操作产生的电磁干扰问题,分析其电磁骚扰传导过程,并设计合理的抗干扰措施以提高微机保护装置的电磁兼容水平,该文提出一种高压开关柜一体化电磁骚扰传导仿真模型,针对断路器开断电磁骚... 详细信息

为解决高压开关柜断路器在海上风电场等场景下频繁操作产生的电磁干扰问题,分析其电磁骚扰传导过程,并设计合理的抗干扰措施以提高微机保护装置的电磁兼容水平,该文提出一种高压开关柜一体化电磁骚扰传导仿真模型,针对断路器开断电磁骚扰设计了电磁干扰(EMI)滤波器并验证其性能。首先以KYN61—40.5型开关柜真空断路器为例,建立其电磁骚扰一体化仿真模型,通过试验与仿真获得断路器开断电磁骚扰的特征;然后根据该特征设计了基于定K型和m推演的EMI滤波器并验证其性能。研究结果表明,微机保护装置电流测量端口的骚扰电压主导频率约为312 kHz,一体化电磁骚扰传导仿真模型仿真结果与试验结果最大相对误差为9.8%,表明该模型可用于电磁骚扰传导过程的仿真;该文设计的EMI滤波器的陷波频率与理论设计值的最大相对误差为-8.8%,接入EMI滤波器后骚扰电压下降93.94%,持续时间下降71.42%。研究成果可为高压开关柜微机保护装置的电磁骚扰传导过程分析和电磁兼容水平提升提供参考。

关键词：高压开关柜电磁骚扰电磁兼容低通滤波器一体化传导模型

GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：王艳昆温韬王鲁琦胡明毅魏梦雪重庆大学土木工程学院中国地质大学(武汉)岩土钻掘与防护教育部工程研究中心长江大学地球科学学院

准确获取库岸滑坡在动水作用下的多场信息是可靠评价滑坡稳定性的重要基础。为克服GeoStudio和FLAC3D数值软件在模拟库岸滑坡多场信息上的限制，提出一种GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法。该方法首先通过GeoStudio模... 详细信息

准确获取库岸滑坡在动水作用下的多场信息是可靠评价滑坡稳定性的重要基础。为克服GeoStudio和FLAC3D数值软件在模拟库岸滑坡多场信息上的限制，提出一种GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法。该方法首先通过GeoStudio模拟动水作用下的滑坡时变渗流场，然后通过编制接口程序实现GeoStudio模型和渗流场向FLAC3D的快速转换。在此基础上，依据岩土体的遇水特性和有效应力原理，修正FLAC3D模型中的岩土体参数与初始应力，以计算滑坡的应力应变。采用库水位骤降条件下库岸滑坡大型物理模型试验验证方法的有效性，结果表明：采用该方法模拟的滑坡多场信息演化趋势与物理模型试验结果基本一致，监测点孔隙水压力的最大平均模拟误差小于10%，土水总压力的最大平均模拟误差小于33%；模拟结果准确再现了库岸滑坡物理模型试验的牵引式多重滑面滑动破坏模式和最终滑面位置。

关键词：库岸滑坡多场信息互馈演化机制数值模拟

考虑刀土摩擦的砂土盾构隧道开挖面支护压力计算方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1082-1091页

作者：应宏伟吕忠泽河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058

确定盾构隧道开挖面极限支护压力是隧道工程中的核心问题之一。现有研究一般忽略盾构刀盘与主动极限状态时开挖面前方失稳土体间的摩擦效应,导致计算结果偏保守。为了解决此问题,首先,基于梯形楔形体模型,考虑盾构开挖掌子面与前方被切... 详细信息

确定盾构隧道开挖面极限支护压力是隧道工程中的核心问题之一。现有研究一般忽略盾构刀盘与主动极限状态时开挖面前方失稳土体间的摩擦效应,导致计算结果偏保守。为了解决此问题,首先,基于梯形楔形体模型,考虑盾构开挖掌子面与前方被切削土体之间的竖向摩擦力、楔形体与上方土柱之间因相对错动引起的横向摩擦力以及隧道埋深对极限支护压力的影响,推导了砂土地层盾构开挖面的极限支护压力计算公式;其次,通过与其他理论方法及试验结果进行对比,验证了本文方法的合理性;最后,讨论了刀土摩擦力在不同工况下对盾构开挖面极限支护压力的影响规律。研究结果表明:在其他参数不变时,开挖面极限支护压力随着刀土外摩擦角增大而逐渐减小,与刀土外摩擦角近似呈线性关系;刀盘土体间摩擦力对维持盾构开挖面稳定具有有利影响,对开挖面极限支护压力的影响不可忽略;适当增大刀盘与前方土体间的外摩擦角可有效增加开挖面的极限稳定性;刀土摩擦力对浅埋情况的盾构隧道开挖面极限支护压力的影响要明显比深埋情况的影响大,在选择盾构掘进刀具时应重点考虑埋深的影响。

关键词：盾构隧道砂土地层支护压力楔形体模型土拱效应

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孕镶金刚石钻头磨损机理研究

地质与勘探 2024年第2期60卷 407-413页

作者：杨展方小红谭松成杨凯华中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074

孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此,研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理,对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数... 详细信息

孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此,研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理,对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和磨损机理的影响。分析表明,对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损,其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损,以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。在此基础上,以不同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例,探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机理。该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。

关键词：孕镶金刚石钻头磨粒磨损粘着磨损冲蚀磨损

装药形状对爆炸作用下钢桥面板损伤的影响研究

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中国公路学报 2024年第5期37卷 80-93页

作者：甘露宗周红东南大学爆炸安全防护教育部工程研究中心江苏南京211189 东南大学土木工程学院江苏南京211189

炸药的装药形状会显著地影响炸药能量的释放方向,因此,不同的装药形状会对爆炸作用下的结构造成不同的响应与损伤。为研究装药形状对爆炸荷载作用下钢桥面板(钢板和U肋加劲钢板)的动力响应和损伤的影响,基于LS-DYNA建立了钢板和U肋加劲... 详细信息

炸药的装药形状会显著地影响炸药能量的释放方向,因此,不同的装药形状会对爆炸作用下的结构造成不同的响应与损伤。为研究装药形状对爆炸荷载作用下钢桥面板(钢板和U肋加劲钢板)的动力响应和损伤的影响,基于LS-DYNA建立了钢板和U肋加劲钢板在爆炸荷载作用下的有限元模型,并基于现场试验的破坏现象、板的残余位移和加速度时程结果进行了有限元模型的验证。使用基于验证的有限元模型,分析了3种形状(球形、立方体和长径比为1的圆柱体)装药在局部爆炸和整体均匀爆炸作用下钢板和U肋加劲钢板的动力响应和塑性损伤。并在圆柱体装药中考虑圆柱体轴向和径向分别正对钢板和U肋加劲钢板所造成的不同响应与损伤。研究结果表明:在局部爆炸和整体爆炸工况下,圆柱体-1(轴向正对板面)与立方体装药对U肋加劲钢板和平钢板造成的塑性损伤具有较高的相似性;在局部爆炸工况下,圆柱体-1和立方体装药对U肋加劲钢板和平钢板造成的变形的局部特征显著大于圆柱体-2(环形正对板面)和球形装药,平钢板和U肋加劲钢板在局部爆炸工况下会出现明显的内圆顶变形;球形装药爆炸下的平钢板和U肋加劲钢板的位移响应和塑性损伤最小,且球形装药爆炸下钢板和U肋加劲钢板的变形较为均匀;4种装药布置形式的炸药爆炸下,钢板和U肋加劲钢板的位移响应和损伤排序为立方体≈圆柱体-1(轴向正对板面)>圆柱体-2(环向正对板面)>球形。

关键词：桥梁工程爆炸作用现场试验钢桥面板装药形状位移响应损伤