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地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 852-862页

作者：刘先珊李宇李满杨欣重庆大学土木工程学院重庆400045

为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度... 详细信息

为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度变化规律。结果表明:由于裂隙形貌的阻滞作用,粗糙面出水口温度下降较慢,出水口温度有所上升,模型达到稳态所需的时间随流速和对流换热系数的增大而减小。裂隙形貌对流体和岩体温度分布均有影响,粗糙裂隙面的冷锋形态和裂隙面的形貌密切相关。光滑裂隙热突破快于粗糙裂隙,增加裂隙面的粗糙度有助于延长热突破时间。粗糙裂隙面相对于光滑裂隙面的总热量提取率略有提升,流速和对流换热系数的增加显著提高总热量提取率。通过本文研究可以为地热能系统的设计提供重要参数和指导,能够提高地热能开发利用效率。

关键词：干热岩渗流-传热三维形貌水力开度流速对流换热系数粗糙裂隙面热采率热突破

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增强约束拼合式轻型钢-混凝土组合柱抗火性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 200-211页

作者：宋谦益王卫永黄浩原刘宜丰中国建筑西南设计研究院有限公司重庆大学土木工程学院

针对目前低层冷弯薄壁型钢房屋抗火性能较弱的特点，提出了一种应用于冷弯薄壁型钢承重结构体系的增强约束拼合式轻型钢-混凝土组合柱(以下简称“增强约束组合柱”)。通过对4个增强约束组合柱进行标准升温条件下的耐火性能试验，得到各... 详细信息

针对目前低层冷弯薄壁型钢房屋抗火性能较弱的特点，提出了一种应用于冷弯薄壁型钢承重结构体系的增强约束拼合式轻型钢-混凝土组合柱(以下简称“增强约束组合柱”)。通过对4个增强约束组合柱进行标准升温条件下的耐火性能试验，得到各组合柱的轴向位移、侧向位移、测点温度、耐火极限及破坏模式。建立了增强约束组合柱抗火分析模型，采用试验数据对模型进行了验证，进而对影响增强约束组合柱耐火性能的因素进行参数分析。结果表明：荷载比对增强约束组合柱耐火极限影响较大，荷载比越小，耐火极限越大，当荷载比取0.3～0.7时，组合柱耐火极限范围为30～105 min;具有增强约束作用的内置钢筋笼对提高组合柱耐火极限也有显著效果，增幅为69%;组合柱耐火极限随其截面尺寸增大而提高，随着铆钉间距增大而降低；对于采用铆钉的拼合截面，建议铆钉间距不宜大于100 mm。

关键词：轻型钢-混凝土组合柱增强约束轴心受压受火试验有限元分析抗火性能

某新型半导体显示产业钢厂房备料区抗震性能分析

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重庆大学学报 2024年第4期47卷 94-103页

作者：张兴清吴明青祝小凯樊鹏杨溥中机中联工程有限公司重庆400039 重庆大学土木工程学院重庆400045

以某新型半导体显示产业钢结构厂房备料区为工程背景,建立了厂房钢框架-支撑结构的非线性有限元模型,分别对多遇地震和罕遇地震下的结构抗震性能进行了分析。结果表明,结构整体指标均满足设计规范要求,第3层和第6层的层间位移角较大;罕... 详细信息

以某新型半导体显示产业钢结构厂房备料区为工程背景,建立了厂房钢框架-支撑结构的非线性有限元模型,分别对多遇地震和罕遇地震下的结构抗震性能进行了分析。结果表明,结构整体指标均满足设计规范要求,第3层和第6层的层间位移角较大;罕遇地震下构件损伤主要集中在支撑,而结构底层角柱和中部楼层的边跨梁有轻微损伤;钢支撑能够有效提高结构刚度,减小梁柱的损伤。

关键词：钢框架-支撑结构抗震性能动力时程分析结构损伤

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基于突变理论的隔水岩体失稳分析及安全厚度计算

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中国安全科学学报 2024年第3期34卷 76-83页

作者：方林龚晟王桂林余浩招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 重庆大学土木工程学院重庆400044

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方... 详细信息

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方程,并采用Matlab软件编程,求解顶板的最小安全厚度;同时,为了避免当静水压力过大时,突变理论公式的不合理性,单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度,并取两者计算值中的更大值。结果表明:隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的;岩体跨度越长,岩体最小安全厚度越大;岩体弹性模量越大,岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时,爆破荷载越大,岩体最小安全厚度越大;在爆破荷载的大小一定时,爆破振动的频率越大,岩体最小安全厚度越小;静水压力越大,岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。

关键词：突变理论隔水岩体失稳安全厚度动荷载静水压力

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地铁终点站存车线和预留正线排烟方案研究

城市轨道交通研究 2024年第1期27卷 61-65,72页

作者：李永兵马梦茹中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 重庆大学土木工程学院重庆400045

[目的]地铁终点站存车线和预留正线的排烟路径与中间站各类配线的均不相同,因此需研究适宜其的排烟方案。[方法]介绍了现行标准中地下区间进行纵向、横向排烟设计的一般要求。以北京地铁房山线北延工程终点站丰益桥南站为例,设计并对比... 详细信息

[目的]地铁终点站存车线和预留正线的排烟路径与中间站各类配线的均不相同,因此需研究适宜其的排烟方案。[方法]介绍了现行标准中地下区间进行纵向、横向排烟设计的一般要求。以北京地铁房山线北延工程终点站丰益桥南站为例,设计并对比分析了其存车线及预留正线的纵向、横向排烟方案,应用SES软件模拟分析了纵向排烟时两配线内不同位置发生火灾时的排烟路径和风速。指出了现行标准中未明确指出的地铁终端线路的排烟设计特点。[结果及结论]地铁终点站存车线和预留正线无论采用纵向排烟方案还是采用横向排烟方案,都能达到标准中地下区间的排烟设计要求;地铁终点站存车线和预留正线具有横向排烟的条件,建议优先采用投资更少、运营维护工作量更小的横向排烟方案。

关键词：地铁隧道终点站排烟方案烟气控制

基于车桥耦合振动的统计矩曲率梁式桥损伤识别研究

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中国公路学报 2024年第3期37卷 308-320页

作者：阳洋许文明谭小琨唐艳刘莉媛重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030 重庆大学土木工程学院重庆400030 重庆高新开发建设投资集团有限公司重庆400000 龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司北京100034

鉴于传统曲率指标桥梁损伤识别方法抗噪性能较弱和识别效率较低等问题,提出了一种基于统计矩曲率指标和车桥耦合振动理论的数据驱动桥梁损伤识别方法。首先,在牵引车的拖动下,利用2辆测试车静止时对相邻指定测点同步采集加速度响应信号... 详细信息

鉴于传统曲率指标桥梁损伤识别方法抗噪性能较弱和识别效率较低等问题,提出了一种基于统计矩曲率指标和车桥耦合振动理论的数据驱动桥梁损伤识别方法。首先,在牵引车的拖动下,利用2辆测试车静止时对相邻指定测点同步采集加速度响应信号,并计算相应信号的统计矩曲率,拖动2辆测试车重复该操作直至完成对整跨桥梁所有测点的采集及计算;然后对比前一状态下的桥梁各测点统计矩曲率值,将不同状态下的测点曲率值相减后绘制沿桥梁纵向变化的统计矩曲率差异曲线,基于曲线突出变化的测点即可获得桥梁损伤位置;进一步构建以统计矩曲率为参数的目标函数,实现桥梁模型修正,获取桥梁的损伤程度。首次推导了统计矩曲率与振型及其刚度之间的理论关系,并通过数值模拟研究了不同参数变化对该方法的影响,最后采用实桥测试验证了本文方法的实际可操作性。研究结果表明:与振型曲率和柔度曲率类指标相比,采用统计矩曲率指标识别损伤位置具有更好的抗噪性能和更高的识别效率;同时相对传统的传递率损伤识别方法,该方法对损伤的定位和损伤程度判断都具有更好的效果,且识别误差更小。

关键词：桥梁工程车桥耦合振动实桥测试损伤识别统计矩曲率

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考虑刚度与强度劣化的洞室围岩弹塑性分析

岩土工程学报 2024年第1期46卷 101-109页

作者：张帅王俊杰张海龙宋少贤吴岱峰重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074 重庆文理学院土木工程学院重庆402160 重庆市市政设计研究院有限公司重庆400020 重庆市城投基础设施建设有限公司重庆400015

地下洞室锚固围岩进入塑性状态后其刚度与强度均会产生一定程度的劣化。将锚固围岩视为复合岩体并借助参数等效原则求出其刚度与强度参数后,基于D-P屈服准则得到了考虑劣化效应的深埋圆形洞室锚固围岩弹塑性解,借助FLAC-3D有限差分软件... 详细信息

地下洞室锚固围岩进入塑性状态后其刚度与强度均会产生一定程度的劣化。将锚固围岩视为复合岩体并借助参数等效原则求出其刚度与强度参数后,基于D-P屈服准则得到了考虑劣化效应的深埋圆形洞室锚固围岩弹塑性解,借助FLAC-3D有限差分软件验证了该方法的可靠性后对相关影响因素进行了具体分析。研究结果表明:①考虑锚固围岩的刚度与强度同时劣化后得到的围岩变形量更符合实际;②残余黏聚力c"、残余内摩擦角φ"、残余弹性模量E"的大小对锚固塑性残余区半径Rb、洞壁位移u具有控制性作用,当c",φ",E"取值越大时,Rb,u便会越小,反之Rp、Rb、u便会越大;③软化模量Mc、Mφ对塑性残余区半径Rb、洞壁位移u的影响较大,对塑性软化区半径Rp的影响可以忽略;④系统锚杆与支护阻力pi协调作用下可以有效控制塑性残余区范围及围岩变形。

关键词：洞室围岩刚度劣化强度劣化锚固效应 D-P准则

动静荷载下岩溶突水隧道安全厚度计算方法研究

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中国安全科学学报 2024年

作者：方林龚晟王桂林余浩重庆大学土木工程学院招商局重庆交通科研设计院有限公司

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全，基于弹性梁模型，应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型；综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素，分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件，建立其失稳突变的... 详细信息

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全，基于弹性梁模型，应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型；综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素，分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件，建立其失稳突变的判别方程，并采用Matlab软件编程，求解顶板的最小安全厚度；同时，为了避免当静水压力过大时，突变理论公式的不合理性，单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度，并取两者计算值中的更大值。结果表明：隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的；岩体跨度越长，岩体最小安全厚度越大；岩体弹性模量越大，岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时，爆破荷载越大，岩体最小安全厚度越大；在爆破荷载的大小一定时，爆破振动的频率越大，岩体最小安全厚度越小；静水压力越大，岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。

关键词：动力扰动突水突变理论岩溶隧道顶板最小安全厚度

基于全时程迭代的减震结构地震响应分析方法与ABAQUS二次开发

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工程科学与技术 2024年

作者：贾传果全姿宇陈曦李钰涛魏巍重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆大学土木工程学院同济大学土木工程学院重庆创筑技准建筑设计有限公司

在计算设置有粘滞阻尼器的减震结构的地震响应时，直接积分法通常需要大量计算，等效线性法又具有一定的误差，故提出既简便又高精度的分析方法具有重要意义。本文以等效线性方法为原理，粘滞阻尼器Maxwell恢复力模型为例，给出基于全... 详细信息

在计算设置有粘滞阻尼器的减震结构的地震响应时，直接积分法通常需要大量计算，等效线性法又具有一定的误差，故提出既简便又高精度的分析方法具有重要意义。本文以等效线性方法为原理，粘滞阻尼器Maxwell恢复力模型为例，给出基于全时程迭代的结构地震响应分析方法，即采用一个附加等效线性阻尼器代替这一层建筑中的所有阻尼器，计算其附加等效阻尼系数，通过地震作用下结构的速度响应来更新附加等效阻尼系数，再以更新后的附加等效阻尼系数重新计算结构的速度时程，进行迭代计算直至得到符合要求的附加等效阻尼系数。采用ABAQUS实现了全时程迭代法的计算过程，并进行二次开发实现了自动迭代计算，最后采用了直接积分法对结果进行了验证。结果表明：在七层框架结构的算例中，全时程迭代法具有良好的收敛性，与直接积分法的顶层位移响应曲线吻合较好，计算精度较高，误差满足工程精度的要求，可靠度高，可以提高分析效率。由二次开发ABAQUS得到的自动迭代计算方法可以减少人为处理数据的繁琐，降低操作误差，由此能够简化全时程迭代方法的计算过程，使得全时程迭代方法可以更广泛地应用于工程实际中。

关键词：粘滞阻尼器全时程迭代附加等效阻尼系数 ABAQUS二次开发