气压诱发非饱和土变形破坏的试验与数值研究

覆土填埋是处理城市垃圾的主要手段之一,但垃圾中的有机质在降解时会生成大量气体,若产气速率过快或导排不顺,内部将产生过高的气压,导致土质覆盖层发生变形破坏,进而影响填埋场的稳定性.基于此,开展气压诱导非饱和土破坏的二维模型试验和数值模拟,研究不同土体厚度、气压条件下的土体变形破坏机制.结果表明,气压诱发土体破坏的过程可分为水气运移、局部微裂缝、贯穿主裂缝和内部空洞四个阶段.土体破环主要发生在充气孔上方与表层之间的倒三角区域内,其破坏形态根据是否有前期气压作用可分为“劈裂型”与“爆裂型”两种.土体的破坏压力随覆土厚度的增加近似线性增大,适当的气压有利于增加土体的稳定性,在此基础上提出临界稳定气压的概念.通过提出的数值模拟方法研究了土体内部的渗流变化规律,发现气压会增加土体内部的孔隙压力,同时会驱使水向四周扩散,导致周围土体的饱和度发生变化;最后,研究结果表明有效应力增量的区域性变化可能是临界稳定气压产生的原因,可为实际工程提供参考.

簧片式硅弹性膜应力分布的计算和加速度传感器的优化设计

为了提高我们已研制成功的新型簧片式硅加速度传感器的性能，用有限元法计算了不同形状和尺寸的质量块在４０ｇ值加速度作用下产生的应力分布，使我们优选了最佳的质量块设计方案，显著地提高了灵敏度，取得了与理论计算符合得很好的实验结果。

有机化合物X射线粉末衍射实验谱图和计算谱图的比较

对有机化合物的X射线衍射谱图和计算谱图之间的关系做观察和分析。得到的一些规律性认识,有助于有机化合物的物相鉴定和谱图质量的判断。

砂层盾构隧道泥水劈裂试验与数值研究

开展砂层盾构隧道泥水劈裂平面模型试验,研究不同覆土厚度条件下的泥水劈裂破坏机制、土体表面竖向位移和土体内部土压力变化规律.结果显示,劈裂机制为加压泥浆向掘削空间表面砂层渗透形成致密砂层及其表面泥膜(泥膜-砂层结构),泥膜-砂层结构在泥浆挤压作用下发生拉剪破坏.劈裂压力随覆土厚度的增加呈近似线性增大.劈裂扩展从刀盘顶部起始分别呈“斜直线”或“先竖直后斜线”型向上扩展.基于自主开发的模拟泥水劈裂的有限元计算程序,参照模型试验建立二维数值模型,计算获得与模型试验较一致的劈裂扩展形态以及土体内部竖向位移与水平位移的变化规律.结果表明,土体竖直向位移主要分布在刀盘上方以劈裂面为边界的“三角形”区域内,土体水平位移主要分布在掘削面土层.

双孔劈裂条件下地应力及孔间应力的耦合分析

针对注浆过程中的裂纹扩展问题,通过理论分析和数值模拟,研究了地应力与孔间应力耦合作用下劈裂注浆的作用机理.研究结果表明:单孔劈裂主要受地应力影响,钻孔沿着最大主应力方向或垂直于最小主应力方向扩展.双孔劈裂受到地应力与孔间应力扰动的耦合作用,相当于力矩合成定理,使钻孔沿其合力方向扩展(孔距较大时相当于两个单孔劈裂);其劈裂破坏过程可分为应力积累、裂纹稳定扩展、失稳破坏三个阶段,双孔间观测点处的最大主应力和孔隙水压力会随着计算步数的增加分别对应形成应力跌落区和能量累积区;钻孔间距较小时初始起裂压力的变化不明显,而间距较大时初始起裂压力随侧压力系数的增加而增加.

强降雨条件下考虑气压和渗流作用的边坡稳定性

降雨入渗分析是预测工程灾害的重要手段之一.为了有效分析强降雨条件下边坡入渗过程,在经典Green-Ampt模型的基础上,建立了初始含水率在天然非均布条件下,考虑饱和带渗流和气压作用的边坡降雨入渗模型,并推导了相应的边坡稳定性系数表达式.研究表明:降雨入渗受边坡尺寸的影响明显,一方面,湿润锋迁移速率随坡长的增加而增加;另一方面,当考虑气压作用时,坡长越小,达到相同的湿润锋深度所需时间越长,当坡长增大到一定程度后,差别不大.此外,渗透力对边坡稳定性的影响比气压大,因为前者在降雨过程中逐渐增大,而后者基本不变,所以渗透力影响越来越大,气压影响越来越小.

陕蒙地区厚硬砂岩顶板定向水力压裂预割缝倾角优化及防冲实践

预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明显受到预设裂纹倾角影响,但最大主应力对裂纹扩展方向起到控制作用。在地应力一定条件下,随着预割缝倾角增加,临界注水压力减小,Ⅰ型应力强度因子KⅠ逐渐增加,Ⅱ型应力强度因子KⅡ先增加后减小。为保证水压裂纹既受到较大的张拉作用,又能利用地应力的作用发生剪切扩展,KⅡ达到最大值时的预割缝倾角被选为施工水力压裂参数取值。该参数设计被应用到巴彦高勒煤矿厚层砂岩顶板水压致裂工况,对比压裂过程中顶板的煤炮强度和频次以及压裂前后辅回撤通道附近的微震、应力变化,证明了设计参数下水压致裂裂隙范围有效的起到了防冲效果。

砖瓦行业烟气处理设施使用效果分析

文章对砖瓦行业烟气处理设施在使用过程中存在的一些问题进行了分析,指出煤矸石作为原料燃料、喷头结晶等因素对烟气处理设施处理效果的影响,并从调整原料燃料、改进烟气处理设施、加强环境监管等方面提出建议。

页岩气超临界等温吸附模型及储量计算优化

页岩吸附能力研究对评价页岩气资源潜力具有重要意义.论文基于单分子层吸附模型和吸附势理论,建立了考虑页岩微孔、中(大)孔在高压条件下的吸附机理差异的超临界等温吸附模型,构建了微孔滞留率对地质储量影响的gas-in-place(GIP)计算公式,并进行了实例分析.研究结果表明:Dubibin-Astakhov(DA)方程应用于研究页岩微孔吸附机理需要结合吸附势特征曲线进行修正,模型中的虚拟饱和蒸汽压采用改进的Dubinin公式,并采用逐渐增大k值的方法求取最优k值,使得吸附特征能不随温度变化;将微孔吸附气含量部分地计入地质储量,对地质储量GIP公式进行修正,微孔吸附量通过建立的DA-Langmuir等温吸附模型直接获得.该方法考虑了页岩吸附机理,计算结果更加符合实际;改进的储量计算模型表明,微孔吸附气滞留率对浅层页岩气地质储量影响较大,随埋深增加,微孔吸附气滞留率对地质储量影响减小.