木材流体渗透性研究的发展与趋势

介绍了木材流体渗透性研究领域中的主要理论和常用的木材结构模型；简述了我国木材流体渗透性研究的发展和现状，以及自６０年代以来所取得的主要成果。木材渗透性研究的理论主要包括线性粘滞液体流的Ｈａｇｅｎ－Ｐｏｉｓｅｕｉｌｅ方程，非线性粘滞液态流的Ｅｒｋ或Ｂａｒ方程，气体滑流效应的线性气体流Ａｄｚｕｍｉ方程；常用于木材渗透性研究的木材结构模型有：均匀并联毛细管模型、Ｓｅｂａｔｉａｎ针叶材模型、Ｐｅｔｙ串联流导模型、Ｃｏｍｓｔｏｃｋ针叶材模型，以及Ｂｒａｍｈａｌ提出由Ｂｏｌｔｏｎ改进的渗透截面随长度衰减模型；

考虑流体渗透压力的管道焊缝内裂纹扩展流固磁耦合方法

为实现利用漏磁法检测在役管道焊缝内裂纹动态扩展问题,本研究提出一种考虑流体渗透压力的管道焊缝内裂纹扩展流固磁耦合方法。通过建立管道焊缝内裂纹扩展的流固磁多物理场模型,来构建流固磁多场耦合方程,并进行管道焊缝内裂纹扩展计算,从而实现管道焊缝内裂纹周围计算域网格重构与管道焊缝内裂纹扩展进程中的漏磁场分析。结果表明,流体渗透压力加速了内裂纹扩展进程。与不考虑流体渗透压力相比,考虑流体渗透压力的管道焊缝受到更严重的威胁。同时,考虑流体渗透压力施加的流固磁多场耦合方法更符合工程实际情况。考虑流体渗透压力的管道焊缝内裂纹扩展流固磁耦合方法能较准确地表征在役管道焊缝内裂纹的扩展程度,判断管道焊缝损伤的危险等级,解决流固磁多场耦合作用下管道焊缝内裂纹扩展表征与评价问题。

流体渗透系数对饱和土中桩基础阻抗函数的影响

用间接边界元法对饱和土中桩基础阻抗函数进行了分析 .由桩基础与饱和土交界面处的协调条件和平衡条件 ,建立了桩基础与饱和土动力相互作用的控制方程 ,探讨了饱和土中流体渗透系数对饱和土中桩基础阻抗函数的影响 .结果表明 :饱和土中孔隙流体对饱和土中桩基础阻抗函数有一定的影响 ,由于饱和土中孔隙流体与土骨架的相互作用 ,饱和土中桩基础的动力阻抗与单相土介质中桩基础的动力阻抗有一定差别 .

注水驱油过程中地层流体渗透各向同性时的压力分布

通过把渗流的偏微分方程变成其弱解积分形式,针对油田的某一井排油水井的分布情况,用有限元法计算了注水驱油过程中储层渗透各向同性时的油、水井稳态压力分布和瞬态压力分布。结果表明,在注水加压驱油时,压力有一个逐渐变化的过程,最后达到新的稳定压力平衡状态,并揭示了地层流体的非稳态渗流是稳态渗流的特例。

基于流体压力渗透法的齿形滑环组合密封有限元分析

为准确模拟密封圈的装配安装过程的接触压力和流体压力对密封圈的作用,采用ABAQUS自动收缩配合方式仿真分析密封圈装配过程的接触静压,采用流体压力渗透载荷的加载方式模拟介质压力对密封圈的作用,研究组合密封中O形圈压缩率和工作介质压力对齿形滑环式组合密封圈密封性能的影响。研究表明:采用自动收缩配合方式能有效解决常规的位移加载方法引起的计算的接触压力不准确问题,采用流体压力渗透载荷的加载方式可自动寻找唇口接触与分离的临界点,计算高压流体加载时可得到很好的收敛解,有效解决了通过边界法加载介质压力时计算结果不准确的问题。计算结果表明:当压缩率超过一定值时,齿形滑环组合密封圈的最大Mises应力和主密封区域最大接触应力随工作介质压力的增加而增加,最大接触应力满足密封的要求;但当压缩率太低时,密封圈在高介质压力下产生较大的形变造成很大的应力集中,导致密封失效。

紫坪铺水库区域地壳Q_s成像及其与渗透关系研究

利用衰减结构层析成像方法尝试对紫坪铺水库区域地壳Qs进行成像,获得该区浅层地壳静态及蓄水前、后的Qs变化特征,结合实验研究成果、岩体岩性、断裂构造、水文地质条件探讨库水的渗透作用及其对地壳介质的影响,对研究区内地震活动类型及发震成因的介质物性变化进行了讨论.研究结果表明:紫坪铺水库区域地壳Qs横向不均匀变化显著,库区周边近似存在低Qs值环形区域,主要包括水库东北、东南、西南、西北及库区中段五个区域.其中,水库东北、库区中段、西南低Qs区域与库水渗透关系密切,初步认为库水可能沿着通济场断裂中段和两端的岩石破碎带及节理、裂隙发育地区向地下渗透,使岩石孔隙中充满流体,内摩擦增大,地震波大大衰减,从而导致Qs值大幅下降.同时,在西南区诱发了水库小震群,在东北区和东南区诱发了部分水库小震群.另外,紫坪铺水库区域东北、东南、西南三个小震群基本位于高Qs值(低衰减)和低Qs值(高衰减)过渡区域,可能由于低Qs区地震波衰减大,不易积累能量,而高、低Qs值的过渡区域,介质介于"软"、"硬"之间,有可能积累应变能,孕育地震.当高、低Qs过渡区域岩石裂纹饱含水或部分含水后,水对裂纹边界起潮湿和润滑作用,降低了发震断层的抗剪强度,使滑动容易产生,从而诱发地震.

东北地区几种主要木材的液体渗透性

为了定量评价东北地区几种主要工业用木材液体渗透性能 ,该研究采用常压和减压渗透实验方法 ,测定了东北地区 7种主要工业用木材液体渗透参数的经时变化规律 .研究结果表明 :①染料种类对木材渗透性能的影响很大 .主要受染料分子大小、染料溶液与木材的亲和性等因素制约 .②边材比心材易渗透 .③弦向渗透比纵向渗透难 ,比值范围为 1/ 3～ 1/ 2 0 .④减压渗透比常压毛细管压力渗透效果好 ,尤其对于弦向渗透效果明显 .⑤真空干燥处理的试件比高温干燥试件的渗透性好 .

木材可压缩流体的流动型态分析

本文针对可压缩流体在木材中渗透时出现的粘性流、滑流与非线性流，根据木材解剖构造特性运用统计物理和流体力学有关理论，分析讨论了粘性流、滑流与非线性流产生的原因和机理，及其与木材中可压缩流体渗透性的关系。粘性流存在于木材中流体通过的所有孔隙，而滑流存在于木材中满足滑流产生条件的那部分孔隙中。在通常的渗透压强条件下Ｒｅ≤１０，木材中流体渗透的流动型态不存在湍流。流体动能损失导致的非线性流的出现，使可压缩流体的流动特性偏离达西定律，当使用Ｋｌｉｎｋｅｎｂｅｒｇ方程和Ａｄｚｕｍｉ方程分析测量数据研究木材可压缩流体渗透性时，要注意非线性流的影响，降低渗透压强能减少或避免非线性流。木材可压缩流体渗透性与可压缩流体的流动型态间有一定关联。

水库蓄水与断层带流体孔隙压时-空分布的数值模拟--以紫坪铺水库为例

通过对汶川地震破裂带上的断层岩及围岩的渗透率测量,获得了研究区岩石的渗透率随深度变化的规律。依据所得到的渗透率实验数据,数值模拟了紫坪铺水库蓄水所产生的流体孔隙压的时空分布。模拟结果显示,渗透率是否随深度变化,其流体孔隙压的模拟结果也相差很大。由于断层带具有高渗的特点,因此与水库底部存在水力联系的断层带及其宽度对流体渗透的模拟结果有明显的影响。断层带越宽,下渗作用越明显,流体孔隙压的分布与断层带的产状越接近。若断层带宽度为100~300m,2008年汶川MS8.0地震发生时,其震源区的流体孔隙压为0.1~0.15MPa,与库体载荷在断层面上产生的附加正应力相当。该模拟结果可以作为进一步分析汶川地震的发生是否与紫坪铺水库蓄水存在关联的重要约束。

卫生用品聚丙烯短纤维液体渗透时间的测定——评定聚丙烯纤维油剂亲水性的一种新方法

应用聚丙烯纤维的芯吸效应和电测手段，建立了一种测试纤维液体渗透时间的新方法。探讨了总纤度、外加捻数、张力、介质温度和液体渗透（爬高）高度等对测试结果的影响。

基于有限元渗透分析的高压自紧式快开人孔密封性评估

高压自紧式快开人孔的密封性分析是结构工程设计的重要组成部分。通过对该结构进行塑性计算和接触计算,利用有限元分析技术中的流体渗透压力,物理真实地模拟密封过程,追踪分析密封结构在加压过程中的接触状态,量化确定密封面的渗透程度,并据此判定密封结构的密封可靠性。

煤炭开采中的渗透力学问题研究

在煤炭开采过程中,渗透力学问题是常见问题,其关系到岩体的稳定性,关系到煤矿企业的安全生产。以裂隙中的渗透力学问题为例,研究渗透流体对裂隙产生的破坏问题,认为导致裂隙切向变形和垂直变形的两种作用力分别为静水压力和拉拽力。

基于压力渗透载荷的蕾形密封特性分析及参数优化

为改善蕾形密封的密封性能,考虑介质压力渗透效应,利用有限元分析软件ANSYS研究安装工况及介质压力作用下蕾形密封的密封特性,以及运动速度、摩擦因数、几何参数对动密封性能的影响。研究表明:介质压力作用时,蕾形密封密封面接触压力主要由支撑部承担,密封圈不会被挤入密封间隙,具有较好的抗磨损、抗挤出特性;动密封工况下,外行程比内行程产生的接触压力更大,外行程接触压力随摩擦因数增大而增大,内行程则相反,运动速度对动密封性能影响较小。根据几何参数对密封性能的影响对其进行响应面优化,在满足密封要求的前提下降低了活塞杆表面的最大等效应力,降低了活塞杆因表面疲劳磨损而发生密封失效的风险。

加热电缆填料密封结构及其有限元分析

为实现井口高压力防喷目的,提出了一种适用于加热电缆防喷器的填料密封结构。该填料密封结构中填料环通过压阀压缩实现预安装,起到对腔内流体密封的目的。通过建立填料密封结构理论模型,分析了填料环在压缩变形阶段和流体渗透阶段的力学行为,利用有限元软件建立了填料密封结构的二维轴对称模型,分析填料环在不同压缩载荷和流体压力下的填料环变化规律。结果表明:不同压缩载荷下填料环最大应力应变随压缩载荷的增大而增大,当载荷超过15 MPa时,应变区域开始向下转移;密封面上的接触应力沿着轴向位置基本呈现递减趋势,且随着压缩载荷的增大而增大;随流体渗透载荷的增加,流体逐渐从密封面向上渗透,接触长度不断减小。

电缆防喷器填料密封性能评价及其影响因素分析

在开采高蜡高沥青质原油的自喷井时,常用电缆来加热析出物以解决井筒堵塞问题,但对能够配套电缆使用的井口高压防喷装置的密封性能研究不足。提出一种适用于加热电缆防喷器的填料密封结构,建立填料环在压缩变形阶段和流体渗透阶段的理论模型和有限元模型,并提出采用密封性能系数来评价不同影响因素下的填料密封性能。研究结果表明:填料环受压缩变形后,应力集中于最上端的主、副密封面上,流体压力渗透后,副密封面密封性能优于主密封面;增大压阀预紧应力,减小流体压力,减小电缆与填料间摩擦因数,可提高填料环主、副密封面的密封性能系数,从而改善填料密封性能;随着过盈量的增加,主、副密封面上的有效接触应力有所增加,但有效接触长度呈现先增大后减小的趋势,当过盈量大于0.06 mm时,密封性能系数降低,填料密封性反而变差。

褶皱构造中的地震——2017年三峡库区巴东M4.3地震序列成因讨论

2017年巴东M4.3地震序列为一发生在褶皱构造翼部的地震活动.地震精定位结果显示,整个地震序列呈NE向展布,震源深度较浅,M4.3和M4.1地震的震源深度分别为3.8km和2.4km.地震序列表现出NW浅、SE深的特征.震源机制解反演结果表明,两次较大地震的发震节面走向NEE,倾向SE,运动性质为走滑.震中区断裂构造分析发现,没有与发震节面吻合的断裂构造.结合地震定位结果和地质剖面分析,M4.3地震发生在三叠系岩溶及裂隙发育的厚层灰岩中,而M4.1地震及大多数小震活动则主要发生在巴东组红层(软弱滑脱层)中.地震发生时,三峡水库正处于低水位腾库容期间,库水卸荷使得库区原来由于荷载压实作用产生的压应力出现了局部回弹,进而引起部分裂隙的扩张,造成部分裂隙发育的岩体发生失稳滑动.此外,裂隙的扩张也为流体的渗透扩散提供了有利通道.流体渗透扩散一方面使得孔隙压力增大,有效应力降低;另一方面则使得软弱地层发生软化泥化,使得岩体发生顺层或切层的失稳滑动,造成了地震的发生.

不同时期水库地震活动主要影响因素讨论——以三峡库区微震活动为例

结合微震活动的流体作用强度检测及孔隙压扩散模拟,讨论了三峡库区不同时期微震活动的主要影响因素。以2008年9月蓄水季为界划分前、后期,前期流体渗透导致的孔隙压力增加,使裂隙或断层面强度降低,是库区微震活动的主要影响因素,这一时期微震频次及ETAS模型参数μ值有起伏地缓慢增大,与库水位加卸载过程关系不明显;后期由于流体渗透引起的孔隙压力变化趋于零,在新的流体平衡条件下,库水位加卸载过程所导致的裂隙或断层面上的应力变化,成为库区微震活动的主要影响因素,这一时期微震频次及μ值显示出与水位变化明显的关联特征。库区小震震源深度的时间变化支持上述观点。在此基础上,进一步讨论了水库"诱发"和水库"触发"地震的力学差异,认为前者主要缘于流体渗透导致的裂隙或断层面强度的"主动"降低,后者则主要与库水加卸载所导致的裂隙或断层面上应力增强有关。进一步推论认为,流体对小地震"诱发"、"触发"皆可能发生,但中强地震缘于流体"诱发"的可能性非常小,对水库区发生的中强地震,流体仅可能对处于临界状态的断层系统起到"触发"作用。

2008年M_S6.1攀枝花地震震源区多参数结构成像及发震机制研究

通过联合反演123,053个P、Pn、Pg震相和100,176个S、Sn、Sg震相数据,获得了2008年M S6.1攀枝花地震震源及其周边区域的高分辨率三维纵、横波速度(V P,V S)和泊松比(σ)图像.结合研究区域地壳应力数据综合分析发现,攀枝花地震发生在高-低纵、横波速度转换带,并且在震源下方存在一显著的低V S和高σ异常体延伸至下地壳.本研究认为,该构造特征主要是由于西侧坚硬的川滇菱形块体对来自深部流体或熔融物质具有一定的阻挡作用,绝大部分流体或熔融物质通过断裂带向东南侧的块体内部迁移,造成断裂带两侧块体的岩石物理属性差异较大所致.研究结果表明,攀枝花地震发生在剪切应力较强的元谋—绿汁江断裂带上,震源下方的流体或部分熔融物质被挤入至震源的断层或裂隙中,增加了震源区岩石的流体应力,降低了横波速度(V S)、增加了岩石的泊松比(σ).我们推测,流体侵入在攀枝花地震形成上扮演了重要角色,来自于青藏高原下地壳的大量的流体或部分熔融物质被挤入震源区岩体的断层或裂缝中,这一过程增加了震源区的孔隙流体压力、减弱岩石的机械强度,同时岩石的静摩擦力增加,导致容易引起岩体脆性形变,从而诱发地震.

用超临界CO_2为溶胀剂制备PE/PS共混物

用超临界 CO2 (SC- CO2 )作为溶剂和溶胀剂 ,在 35℃ ,9～ 1 6MPa的压力范围内将聚苯乙烯(PS)渗入聚乙烯 (PE) ,并在一定的反应条件下使之发生聚合反应 ,制得聚乙烯 /聚苯乙烯 (PE/PS)共混物。研究了 SC- CO2 压力、溶胀时间及单体浓度对产物的影响。用扫描电镜对共混物的形态进行了表征 ,并对其进行了力学性能的测定。结果表明 ,PS组分均匀地分布在 PE基体中 ,共混物的拉伸强度和冲击强度都得到了提高。

储层酸敏感性评价新认识

正确的实验方法是真实评价一个地区酸敏感性程度的前提,由此才能了解拟用于酸化的酸液是否对地层产生伤害以及伤害程度,便于优选酸液配方,寻求更为有效的酸化处理方法。针对目前酸敏感性评价实验方法上存在的酸前、酸后渗透率偏差等问题,提出了在岩心后端加回压的新的实验评价技术。该方法能够真实的模拟出酸敏感性情况,得出准确的实验结果。