滑带土分数阶损伤蠕变本构模型研究

为研究滑坡滑带土的蠕变特性,采用ZLB-1型三联直剪蠕变仪对露天矿滑带土进行分级加载蠕变试验,并基于分数阶微积分及损伤力学理论建立了分数阶损伤蠕变本构模型.结果表明:在同一时刻,剪切蠕变变形随剪切载荷的增加而增大;当剪切载荷低于长期强度时,试样发生衰减蠕变;当剪切载荷高于长期强度时,试样发生等速蠕变及加速蠕变;滑带土蠕变的非线性程度随时间增加而提高.所建立的分数阶损伤蠕变本构模型对滑带土试样蠕变曲线的拟合决定系数在0.951 6～0.999 1,拟合精度较高,对蠕变三阶段都能够进行很好的描述.

岩石分数阶统计损伤流变本构模型

为解决传统线性流变本构模型无法描述岩石非线性流变特性的问题,采用分数阶微积分理论及统计损伤理论与传统线性流变本构模型相结合的方法,建立一种新型分数阶统计损伤岩石流变本构模型.将本构模型中的应力取恒值,解出三维应力状态下的蠕变函数.应用该蠕变函数对围压20 MPa下泥岩三轴分级加载蠕变实验数据进行拟合,得到模型参数及拟合相关系数.研究结果表明:拟合曲线与泥岩蠕变实验数据的相关水平较高,拟合相关系数可达0.9958~0.9979.所建模型形式简洁,可准确描述泥岩蠕变三阶段的非线性特性,阐释岩石非线性流变的损伤机制.

改进遗传神经网络对露天矿边坡位移预测

为提高BP神经网络对边坡位移的预测精度,将遗传算法的交叉算子及变异算子改进,用以优化BP神经网络的初始权值和阈值.应用改进的遗传神经网络对安家岭露天矿1270平盘边坡位移进行预测,同时应用未改进的遗传神经网络及BP神经网络作对比分析.结果表明:改进遗传算法为BP神经网络提供了进一步优化的初始权值、阈值,应用改进遗传神经网络对安家岭1270平盘边坡位移进行预测,改进遗传神经网络的预测精度与遗传神经网络及未经优化的BP神经网络相比进一步提高,是一种可行的边坡位移预测方法.

立式气旋浮装置处理油田采出水的现场实验与应用改进措施

立式气旋浮装置凭借其紧凑、高效的特点在海上油田采出水处理领域得到了广泛应用,但国内围绕该技术的自主研发起步相对较晚,目前仍未推出具有完全自主知识产权的高性能系列化产品。基于自主设计研发的BIPTCFU-Ⅲ-120型立式气旋浮装置工业样机,在南海流花11-1油田的“南海胜利号”FPSO开展了现场实验研究。单因素变化运行结果表明,除油率受分流比、微气泡发生器与气旋浮罐间压差及进水流量变化的影响显著,受注气比、回流比变化的影响较小。稳定运行结果表明,当入口水含油质量浓度在240~400 mg/L之间时,优选组合操作参数下的除油率平均可达85%以上(最高可达91.8%),水出口含油质量浓度可降低到50 mg/L以下。结合工业样机现场实验结果,从工艺流程简化、微细气泡发生、立式罐体结构优化等角度进行了分析探讨,以促进相关技术的国产化进程及推广应用。

轴盘旋转陶瓷膜动态错流过滤器处理油水乳化液的实验研究

陶瓷膜分离因其分离效率高、物料无相变等优势,在油水分离领域长期备受关注,但常规陶瓷膜组件存在膜通量随过滤工作时间延长而下降等不足,影响了其工程应用.内部带有弧形辐射式流道的轴盘旋转陶瓷膜组件近几年开始引起关注,但国内外迄今尚未将其应用于分离高浓度油水乳化液.基于设计定制的轴盘旋转陶瓷膜动态错流过滤实验装置,系统开展了分离性能的实验研究,在不同跨膜压力和电机转速等工况条件下,比较了处理不同含油量油水乳化液的除油效率以及膜通量的变化.实验结果表明,轴盘旋转陶瓷膜动态错流过滤器的除油效率能稳定保持在99.5%以上;综合除油效率和膜通量来看,跨膜压力0.1 MPa、电机转速1400 r/min为处理油水乳化液的最佳过滤操作条件,分离含油量10%(体积分数)油水乳化液时的除油率为99.88%;采用压缩空气反冲洗的方式,可以使降低的膜通量快速恢复,实现陶瓷膜长时间稳定除油.

基于改进遗传神经网络的抚顺西露天矿边坡位移预测

通过改进遗传算法对边坡位移预测精度进行预测。使用抚顺西露天南帮边坡的雷达位移监测数据对BP神经网络、未改进的遗传神经网络、改进后的遗传神经网络进行训练,得出预测数据,并作对比分析。结果表明:与真实测得的位移数据相比,改进后的遗传神经网络的位移预测误差最小,预测结果精度最大。

3种内筒溢流型溶气罐结构改进设计方案的溶气性能对比分析

溶气罐是溶气释放式微气泡发生系统的关键设备,其中内筒溢流型溶气罐具有结构简单、成泡粒径小等优点。提出了3种内筒溢流型溶气罐的结构改进设计方案,并对其在不同操作参数下的溶气性能进行了对比分析。为克服通过测量释气量间接表征溶气量所带来的系统误差,建立了在线带压测量溶解氧的方法,并以空气在水中溶解量的变化率(即溶气效率)来直接表征溶气罐的溶气性能。结果表明:溶气效率随气液比和溶气压力的增大而增加,随液位比的升高而减小;在相同气液比、液位比及溶气压力下,气液切向进口加螺旋导叶片型溶气罐的溶气效率最高。采用响应曲面法对溶气性能相对最佳的内筒溢流型溶气罐的操作参数进行优化,预测最高溶气效率为72.43%时的最佳操作参数为:气液比为0.25,液位比为0.36,溶气压力为0.26 MPa。所得回归模型预测值与实测值的相对误差为0.87%,表明该模型可较好地分析和预测溶气罐的溶气性能。