页岩储层应力敏感性的时间效应

有效应力及其作用时间是控制岩石孔隙和裂缝变形的重要外部因素。页岩储层的多尺度孔隙结构特征及孔缝配置关系使得其应力敏感时间效应具有特殊性,然而,以往研究尚未考虑有效应力加载及卸载时间对页岩应力敏感行为的影响。以川南威荣气田龙马溪组页岩气藏为研究对象,钻取不同孔缝发育程度的页岩样品,设计并测试了变有效应力状态下变加载及卸载持续稳定时间对岩样渗透率的影响实验。结果表明:1)有效应力从5 MPa升至35 MPa时,微裂缝岩样和基块岩样渗透率分别降低了66.82%和27.19%,卸载过程中渗透率恢复率为74.73%和79.82%。页岩渗透率越低,有效应力滞后效应越显著;2)恒定有效应力加载持续稳定时间从2.5 h延长至10.0 h,应力敏感系数增加3.76%∼80.17%,且当有效应力较小时的时间效应更显著。研究认为,页岩组分及多尺度孔缝结构是导致其孔缝变形行为差异性的主因。基于实验研究结果,推荐页岩样品老化处理为6.0 h,提出了优化页岩储层敏感性评价实验方案和优化气井工作制度的建议。

时间效应下的健康信息说服机制研究--基于精细加工可能性模型的实证

通过健康信息传播和教育说服公众形成健康行为意愿是一个现实课题。本文以精细加工可能性模型(elabo‐ration likelihood model,ELM)为理论基础,将说服路径分为中心路径和外围路径,同时引入短期的时间纵向数据追踪。本文实施了10天左右持续使用健康信息的日记报告实验,基于30名大学生提交的377条健康信息日记数据,建立个体层面与信息线索、时间层面的多层线性回归模型(hierarchical linear modeling,HLM),探究健康信息对个体健康行为意愿的说服机制。研究结果表明,健康行为意愿的说服过程主要是信息质量和来源可信度的混合式说服路径;在7天周期内,健康信息说服效果逐渐增强,其中信息质量的说服效果更为稳定,来源可信度的说服效果则随着时间推移逐渐被抵消;健康信息说服路径随个体特征和接触时机而变;健康意识调节来源可信度和信息热度对说服效果的影响,且具有时间效应;卷入度调节信息质量和来源可信度对信息说服效果的影响,但不存在时间效应。本文的研究结果有助于深入理解健康信息对健康行为意愿改变的说服机制,为建立“以人为本”的个性化健康信息传播和健康教育方案提供了参考。

赛车道软土路基PHC桩负摩阻力中性点的时间效应

武汉赛车场跑道下伏的深厚软土层给桩基的设计与施工带来不小阻碍,桩基的负摩阻力及其中性点的确定对工程的稳定性具有非常重要的影响。为检验武汉赛车场跑道软土路基的预应力高强度混凝土管桩(PHC)设计的合理性以及为后续桩基改进方案的提供技术支持,选择典型地层开展了堆载作用下桩与桩间土的沉降监测,根据桩与土的相对沉降变化规律研究负摩阻力中性点的时间效应。结果表明,该场地的PHC桩的桩周土沉降约是桩沉降的6倍,具有明显的负摩阻力特性,桩周软弱土的下限深度为13.0 m;随着时间增加,中性点向上移动;中性点深度随时间变化具有三阶段特征,采用指数函数的中性点时间效应预测模型能较好反映中性点初始值、中性点变化规律与速率以及最终稳定值,与规范法比较,预测模型计算的中性点深度具有更高的准确性,由此得到了两个试验场地的中性点稳定值分别为4.43 m与5.72 m。研究还表明三向土工格栅能有效降低桩间土的沉降,也能降低桩-土的差异沉降,使中性点上移,减小负摩阻力,提高桩的承载力。本研究对了解负摩阻力对桩基性能发挥有一定的参考价值。

南京地区地源热泵系统优化及时间效应研究

地埋管换热器孔间距的合理设计是开发侵蚀堆积平原地区浅层地热能时需首先解决的问题。为了获得能供设计参考的地埋管换热器孔间距,确保地源热泵系统长期稳定运行,依托南京市秦淮区石门坎102号地源热泵试验工程,通过温度监测和数值模拟方法,研究了地埋管换热器孔间距和地源热泵系统10 a运行的时间效应,获得了南京侵蚀堆积平原地区地埋管换热器孔合理间距和运行方式。结果显示:(1)夏季工况、夏季后恢复工况、冬季工况、冬季后恢复工况的完整运行周期内,地层温度经历升温、降温、缓慢降温、基本恢复的周期性变化;(2)南京侵蚀堆积平原地区经济合理的地埋管换热器孔间距为4.0 m;(3)采取夏季制冷时间和冬季制热时间相等的运行方式,延长夏季后恢复工况,可确保地源热泵系统长期稳定运行。结果能为南京地区地埋管的设计和浅层地热能工程研究提供科学依据。

基于事件相关电位的认知负荷对任务时间效应的影响规律研究

为了探究不同脑力负荷下与任务时间效应相关的事件相关电位特征的变化规律,本研究设计了基于0-back和3-back任务的任务时间效应实验范式,以此开展了基于20名健康受试者的任务时间效应研究,并分析了被试在任务中的行为学和事件相关电位特征的变化规律。结果发现,在3-back任务中,受试者工作记忆任务的平均反应时间随着任务时间的增加显著下降(P<0.05)。而3-back与0-back任务中,受试者的反应时间变化系数随任务时间增加显著上升(P<0.05)。在不同认知负荷下,受试者两侧枕区的N1幅值均随任务时间增加而显著上升(P<0.05),前额区的P2幅值和P300幅值则随任务时间显著下降(P<0.05)。在0-back任务中,受试者枕区P300幅值变化量显著低于3-back任务(P<0.05)。在0-back和3-back任务中,受试者前额区P2幅值变化和反应时间线性相关(r=-0.44,P<0.05;r=-0.59,P<0.05),同时P2幅值和反应时间相关系数呈显著负相关(r=-0.39,P<0.05;r=-0.42,P<0.05)。在3-back任务中,受试者额区,中央区和顶区的平均P300幅值与反应时间显著相关(r=-0.49,P<0.05),而受试者在0-back任务当中的P300幅值和反应时间,反应时间变化系数显著负相关(r=-0.69,P<0.05;r=-0.51,P<0.05)。由此得出,在长时间的认知任务之中,前额,中央区与顶区的脑活动均受到任务时间效应的影响,而枕区活动则主要受到认知负荷和任务时间效应的影响。

冲击性煤体应力结构时间效应试验研究

煤矿工程中蕴含复杂的应力结构时间效应问题,与冲击地压灾害的发生与防治密切相关。针对冲击性煤体的应力结构时间效应开展试验研究,在陕西、甘肃以及内蒙古3个冲击地压矿井取得煤岩块体加工试件,通过煤单轴压缩动静载及蠕变试验研究加载速率的应力时间效应,采取长时分段试验方法研究煤原位解除条件下的应力时间效应,开展煤浸水以及煤岩组合试验研究结构时间效应。结果表明:煤体单轴抗压强度与加载速率具有正相关性,与原位解除时长和浸水时间具有负相关性,煤岩结构时间效应下的组合模式对其能量及强度属性有显著影响,冲击性煤体表现出应力与结构2个方面的时间效应。依据试验结果,提出塑限结构来解释应力作用下煤岩体的不可逆变形,再通过构建塑限结构时间效应模型,对比非弹性应变与不可逆应变的数值近似性,对冲击性煤体塑限应变特性进行了验证。

220 kV变电站场地地基单桩沉降时间效应数值模拟

以某地区220 kV变电站场地地基单桩作为试验对象,构建桩土系统相互作用模型,利用行波分解的波动分析程序,通过拉普拉斯变换、波动分析程序和梯形积分等方法求解出相关数值,模拟静荷载作用下桩土参数、弹性模量、下层土厚度、蠕变量对220 kV变电站场地地基单桩沉降时间效应的影响。试验结果表明:桩土参数对220 kV变电站场地地基单桩沉降的影响较大,地基单桩周围土体受到地基单桩桩顶静荷载力作用时,随着时间增加,会发生一定幅度的沉降,当桩侧土体剪切波速最大时,短时间内单桩桩顶沉降量会趋于平稳且沉降量最小;内摩擦角和地基单桩沉降量成反比;当弹性模量增加时,单桩桩顶沉降量会随之降低;下层土厚度与沉降稳定时间成反比;蠕变量随自重应力作用时间增加而逐渐降低,当作用时间为2000 d时,桩顶沉降量最大。

考虑时间效应的VMD-BiLSTM径流量预测模型研究

首先采用VMD对非稳态的径流量进行变量分解,提取了径流量的多尺度特征信息;然后采用BiLSTM算法通过反向学习实现了对径流量时间效应的信息捕捉和传递,并采用Dropout技术解决了BiLSTM模型在训练过程中存在过拟合的问题,从而构建了考虑时间效应的径流量的预测模型。由工程案例可知,与其他常规模型相比,该模型的预测精度最高,可靠性较高,预测精度水平能够满足工程实际的应用。该模型为径流量的预测研究提供借鉴。

桩基负摩阻力时间效应试验研究

由于黏土固结缓慢，桩基负摩阻力存在明显的时间效应，然而目前相关研究仍显不足。设计实施了能实现桩顶加载及较大超载值的单桩及双桩负摩阻力模型试验，桩周土采用砂土和软黏土夹层，测定了模型桩身应力、桩顶位移以及土体分层沉降随固结时间的变化。试验结果显示，沉降、负摩阻力具有明显的时间效应。土表超载作用下土体沉降带动桩沉降，桩与土体的沉降均表现出早期快、后期慢的趋势。试验加载初期，黏土夹层处的负摩阻力略小于砂层，但随土体固结而增长，其基本变化规律与沉降相同。因桩端砂土层沉降稳定迅速，中性点随桩身沉降增长略呈上移趋势。此外，相同荷载作用下桩间距较小的双桩，由于下拉力较小，其沉降较小。试验条件下，3D桩间距的负摩阻力群桩效应系数在0.71～0.77之间，6D桩间距时不存在负摩阻力群桩效应。

含时间效应的膨胀岩膨胀本构关系

指出目前广泛应用的膨胀岩一维膨胀本构关系Huder-Amberg模型的缺点,通过试验研究,得到了修正的膨胀岩一维膨胀本构关系。在此基础上,研究了岩石浸水条件下应变随时间的变化规律,并将时间效应引入膨胀本构模型,得到了膨胀岩一维非稳定膨胀的本构关系。最后基于金尼克条件将一维本构模型拓展到三维。

青藏高原东北部黄土区灌木幼林根系护坡的时间效应

为研究青藏高原东北部黄土地区植物护坡效应的可持续性,选取种植在自建试验区的四翅滨藜、柠条锦鸡儿、白刺、霸王4种灌木植物,分别对生长时间为1～4a的上述灌木进行了野外现场拉拔试验。试验结果表明,4种灌木植物在其1～4a的生长时间里,四翅滨藜的抗拔力和侧根数在4种灌木中表现最大,霸王的根径是4种灌木中最大的;生长时间为1a的4种灌木中霸王地径最大,其后的2～4a生长时间中,四翅滨藜的地径则在4种灌木植物中表现最大。霸王和白刺的平均根径与生长时间之间呈显著幂函数关系,四翅滨藜和柠条锦鸡儿两者之间均呈指数函数关系;四翅滨藜和白刺的平均侧根数与生长时间之间呈显著的幂函数关系,霸王和柠条锦鸡儿的平均侧根数与生长时间之间呈线性函数关系;四翅滨藜和白刺的平均地径与生长时间之间呈幂函数关系,霸王和柠条锦鸡儿的平均地径与生长时间之间呈指数函数关系;四翅滨藜和柠条锦鸡儿的平均抗拔力与生长时间之间呈显著幂函数关系,霸王的平均抗拔力与生长时间之间呈线性函数关系,白刺的平均抗拔力与生长时间之间为指数函数关系。这种现象反映了4种灌木植物在试验区边坡防护中均表现出了较强的护坡可持续能力。

基于时间效应的富水泥质板岩隧道围岩膨胀本构模型研究

针对原有三维膨胀本构模型的局限性,以富水泥质板岩隧道围岩的膨胀问题为出发点,采用侧向约束下的膨胀特性试验,修正了泥质板岩侧向约束下的轴向膨胀率与吸水时间的关系及膨胀过程中的一维本构关系;基于金尼克条件,考虑整个膨胀过程以及最大和最小膨胀应力对膨胀本构方程的贡献,以最大体积膨胀率对应的时间为临界时间,分段描述泥质板岩基于时间效应的三维膨胀本构模型。研究结果表明:泥质板岩在膨胀过程中轴向应力和膨胀率之间呈负对数函数关系;当吸水时间小于或等于临界时间时,侧向约束下的轴向膨胀率与吸水时间之间的关系式服从指数函数,体积膨胀率服从含时间效应的三维膨胀本构模型;当吸水时间大于临界时间时,侧向约束下的轴向膨胀率不再随时间变化,等于侧向约束下的最终轴向膨胀率,且体积膨胀率不再服从本构模型,等于定值(最大体积膨胀率)。研究成果可为解决富水软岩隧道围岩的膨胀问题提供理论参考。

父母冲突的稳定性及对初中生心理健康影响的时间效应:一个追踪研究

以745名初一学生为被试,采用间隔一年的追踪设计,考察父母冲突的稳定性及对初中生心理健康影响的时间效应。结果表明:(1)父母冲突具有中等稳定性。(2)父母冲突可分为三类,分别是低父母冲突、中等父母冲突、高父母冲突。(3)当父母冲突发生后,会对儿童心理健康方面的同伴排斥、孤独感和抑郁产生消极影响,具有即时影响,符合即时假说。但父母冲突对儿童攻击行为方面的即时影响结果不一致。(4)当父母冲突停止后,其对儿童心理健康的负面影响显著减少,符合停止假说。这些研究结果提示对父母冲突事件的干预比干预其引起的孩子不良适应更重要。

B型烟粉虱取食诱导烟草对烟蚜防御反应的时间效应

为了明确B型烟粉虱Bemisia tabaci取食诱导烟草对烟蚜Myzus persicae的防御反应和时间效应,探讨外来入侵害虫B型烟粉虱取食诱导的烟草防御反应在其与桃蚜种间竞争中的作用,本研究采用小叶笼法和生化分析法,分别研究了B型烟粉虱取食诱导烟草对烟蚜生长发育的影响和烟草主要营养指标的变化。结果表明: B型烟粉虱取食诱导的烟草可对烟蚜产生明显的防御反应,对烟蚜的存活和生长发育有显著的抑制作用和时间效应。在烟粉虱若虫危害烟草至第5天,烟草系统白脉叶片上烟蚜的死亡率较对照叶片上烟蚜的死亡率升高36.13%;至第10天死亡率升高72.78%,且平均相对生长率较对照显著降低;至第15天死亡率升高仍达58.89%。在烟粉虱若虫危害至第10天时,将处理植株上的烟粉虱的若虫虫体去除,然后在烟草系统白脉叶片上接烟蚜1龄若蚜,在去虫后15 d内,烟草系统白脉叶片对烟蚜死亡率及相对生长率的影响较不去虫的对照间均有明显差异(P<0.05)。但至去虫后第20天,对烟蚜的不利影响即消失。研究表明B型烟粉虱取食诱导的烟草系统白脉叶片对烟蚜的抗性能持续表达15 d左右。烟粉虱危害后的局部带虫叶片与对照相比,对烟蚜的生长发育没有明显的不利影响。B型烟粉虱危害的烟草,其可溶性糖和可溶性蛋白的含量降低,这与烟蚜的死亡率表现出显著的负相关性。

考虑时间效应的斜桩基负摩阻力室内模型试验研究

斜桩基是桥梁支墩、码头等工程中常用的桩基础形式,但是针对斜桩基础负摩阻力问题的研究却相对较少。进行了黏性土层中斜单桩及斜群桩在桩周土堆载固结条件下负摩阻力性状的室内模型试验研究,测得了桩侧负摩阻力、桩端阻力以及桩周土体分层沉降随固结时间的变化情况;并进行了同等条件下竖直单桩及竖直群桩试验作为比较分析。试验结果表明,斜桩和竖直桩桩侧负摩阻力引起的下拽力都存在明显的时间效应和群桩效应;在本文试验条件下,当桩–土相对位移达到2mm时,桩侧负摩阻力将达到其最大值的80%～90%左右。

考虑时间效应的群桩负摩阻力模型试验研究

基桩负摩阻力是桩基础设计中必须考虑的重要问题之一,但是针对考虑土体固结时间效应的群桩负摩阻力研究却相对较少。进行了在地面堆载固结条件下,黏性土层中3×3群桩负摩阻力性状的室内模型试验研究,测得了不同桩间距(3d,4d,6d)条件下各位置桩(角桩、边桩、中心桩)的桩侧负摩阻力、桩端阻力以及桩周土体分层沉降随固结时间的变化情况,分析了桩身下拽力和中性点位置随时间的变化规律;并进行了同等条件下单桩及2×2群桩(4d)试验作为比较分析。试验结果表明,群桩中桩侧负摩阻力引起的下拽力和中性点位置都存在明显的时间效应和群桩效应,其数值与基桩数、基桩的布置位置及桩间距等因素有关;在本文试验情况下,当桩–土相对位移达到2 mm时,桩侧负摩阻力将达到其最大值的80%～90%。

环境湿度对尼龙66性能的影响及其时间效应

通过研究不同湿度环境下尼龙66(PA66)性能变化,探讨了不同环境湿度中PA66吸水率与拉伸强度的关系,分析了水分对PA66拉伸强度影响的机理。结果表明,PA66在不同湿度环境中吸水率均随存放时间的延长而增加;PA66拉伸强度与吸水率之间存在指数关系;水分对PA66的拉伸强度影响存在时间效应,PA66吸水后其拉伸强度下降,但随着时间的增加拉伸强度有不同程度的回升;水分对PA66拉伸强度影响程度与环境湿度有关,环境湿度越大,水分影响越强, PA66拉伸强度下降程度越大。

结构–桩筏–地基体系时间效应的三维数值分析

软土的非线性特性及上部荷载作用下地基的固结效应对上部结构内力分布及桩筏基础变形往往具有不容忽视的影响。不考虑上部结构刚度影响的共同作用分析常规设计方法与二维简化方法尚未全面地反映共同作用体系的实际工作机理。为此基于Biot固结理论,考虑地基土的弹塑性特性,对上部结构–桩筏基础–地基共同作用体系的时间效应进行了三维有限元数值分析。结果表明:地基的固结效应对共同作用体系的承载机理与变形协调能力具有显著的影响,共同作用体系的工作性能紧密地依赖于超孔隙水压力随时间的变化特征。同时上部结构刚度对共同作用体系的时间效应也具有不可忽视的影响。因此,在共同作用体系分析中应合理地考虑结构刚度效应和地基固结的时间效应。

桩筏基础在竖向荷载作用下的时间效应

大量桩筏基础下存在较厚的饱和软弱下卧层 ,其变形和内力的研究不仅涉及到筏板、桩和土三者之间的相互作用 ,而且还跟时间有很大的关系。在建筑物施工和使用期间 ,地基变形逐步发展 ,基础的刚度不断变化 ,两者之间产生相互影响。地基的差异沉降还引起筏板及上部结构内力的变化。本文首次研究了存在软弱下卧层的桩筏体系的工作性状随时间变化规律 ,发现桩筏基础筏板内力。

考虑应力应变时间效应的桩基长期沉降计算方法

土体的应力应变时间效应对桩基长期沉降有重要影响。在长期荷载作用下桩基的沉降主要包括两个部分:桩尖刺入量和桩底土体的蠕变压缩沉降。采用Mesri蠕变模型描述土体的蠕变行为,用桩的Mindlin应力公式计算桩端和桩侧荷载在桩端平面以下产生的附加应力,用Boussinesq应力公式计算承台分担荷载产生的应力。分别给出了桩尖刺入量和桩底土体蠕变压缩量的计算方法,从而提出了一种考虑土体蠕变效应的桩基长期沉降计算方法。计算结果与桩基长期监测结果较为吻合,表明在获得可靠的计算参数后可用提出的方法估算桩基长期沉降。